利用嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)Proteus對(duì)點(diǎn)陣式LED滾動(dòng)漢字顯示屏進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，完成了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程，并進(jìn)行了仿真調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了漢字在點(diǎn)陣式上的滾動(dòng)顯示，達(dá)到了仿真設(shè)計(jì)的目的。

1．引言

　　點(diǎn)陣式LED組成的漢子顯示屏在公共場(chǎng)所應(yīng)用非常廣泛。例如，車站發(fā)車時(shí)間提示、股票大廳中的股票價(jià)格顯示板、商場(chǎng)的活動(dòng)廣告欄、候機(jī)廳的起飛時(shí)間表。點(diǎn)陣顯示器的特點(diǎn)是可以按照需要的大小、形狀和顏色進(jìn)行組合，用單片機(jī)控制實(shí)行各種文字或圖形的變化，達(dá)到廣告宣傳和提示的目的。

　　Proteus是一款新穎的嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)，特別是用于單片機(jī)仿真，能夠在線、實(shí)時(shí)仿真多種類型的單片機(jī)，諸如MCS-51系列單片機(jī)、PIC單片機(jī)、AVR單片機(jī)等，能夠像硬件仿真器一樣進(jìn)行軟硬件調(diào)試，而沒必要花錢去購買和維護(hù)價(jià)格不菲的仿真器，對(duì)于初學(xué)單片機(jī)的人來說，既減少了學(xué)習(xí)成本，又達(dá)到了良好的學(xué)習(xí)效果。

2．硬件電路設(shè)計(jì)

　　點(diǎn)陣式LED滾動(dòng)漢字顯示屏硬件電路設(shè)計(jì)框圖所示。電路包括單片機(jī)、電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、驅(qū)動(dòng)電路和LED點(diǎn)陣電路等。本設(shè)計(jì)的核心是利用單片機(jī)讀取顯示字型碼，通過驅(qū)動(dòng)電路對(duì)16X16LED點(diǎn)陣進(jìn)行動(dòng)態(tài)列掃描，以實(shí)現(xiàn)漢字的滾動(dòng)顯示。本設(shè)計(jì)選用的單片機(jī)為ATMEL公司的AT89C52，顯示屏采用16X16LED點(diǎn)陣。電源電路通過變壓整流元件為單片機(jī)和其他電路提供穩(wěn)定的+5V工作電壓。時(shí)鐘電路是單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，復(fù)位電路可在需要時(shí)，手動(dòng)使單片機(jī)程序計(jì)數(shù)器復(fù)位清零。通過陽極驅(qū)動(dòng)電路向16X16點(diǎn)陣送字型碼，本設(shè)計(jì)采用74LS273。通過陰極驅(qū)動(dòng)電路對(duì)16X16點(diǎn)陣進(jìn)行列掃描，本設(shè)計(jì)采用74HC138。

　　利用Proteus軟件設(shè)計(jì)點(diǎn)陣式LED滾動(dòng)漢字顯示屏硬件電路原理圖所示。在Proteus軟件中，單片機(jī)模型本身包含了工作電源和可改變的工作頻率，因此在仿真時(shí)無需設(shè)計(jì)電源電路和時(shí)鐘電路。需要說明得實(shí)在Proteus軟件目前版本中還沒有16X16點(diǎn)陣模塊，本設(shè)計(jì)中采用Proteus軟件中現(xiàn)有的8X8點(diǎn)陣模塊組合成一個(gè)16X16點(diǎn)陣模塊。從中可以看出，16X16點(diǎn)陣的陽極驅(qū)動(dòng)由P0口經(jīng)輸出緩沖器74LS273構(gòu)成，在本設(shè)計(jì)中需要用兩片，分別送出上8行和夏8行的字型碼。16X16點(diǎn)陣的陰極驅(qū)動(dòng)由P2口經(jīng)74HC138譯碼后動(dòng)態(tài)掃描16X16點(diǎn)陣的各列，本設(shè)計(jì)中需要四片74HC138譯碼器，循環(huán)掃描系列，顯示一個(gè)完整的漢字需要掃描32次。RP3為排阻，含有8個(gè)電阻，做P0口各位的上拉電阻，以保證P0口能夠輸出高電平。復(fù)位電路的作用時(shí)，在任何時(shí)刻可以手動(dòng)復(fù)位單片機(jī)，使程序重新執(zhí)行。

3．軟件設(shè)計(jì)

　　AT89C51單片機(jī)是8位機(jī)，每次只能送出8位數(shù)據(jù)，因此要向16X16點(diǎn)陣送出16行陽極驅(qū)動(dòng)，需要送兩次，或先送上8行，或先送下8行，為了能夠?qū)崿F(xiàn)每一列字型碼的完整顯示，采用74LS273進(jìn)行鎖存，否則會(huì)出現(xiàn)字型殘缺現(xiàn)象。根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合圖的硬件連接進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。