HUBEI NORMAL UNIVERSITY综合课程设计（二）Integrated Curriculum Design（2）目录1 设计目的 02 设计思路 03 设计过程 0时钟电路模块 (1)复位电路模块 (1)单片机控制模块 (2)显示模块 (2)列控制模块 (2)行控制模块 (2)汉字取模 (3)4电路仿真与分析 (3)仿真结果显示 (3)仿真分析 (5)5 焊接实物 (5)点阵部分 (5)最小系统 (5)整体实物图 (5)焊接线路图 (6)6 总结 (6)参考文献 (6)附件 (7)LED点阵（24*24）汉字系统设计1 设计目的(1) 熟悉Proteus仿真软件的使用，了解各元件的功能及作用；(2) 熟悉LED点阵的行与列的判别方法，以及熟悉一般设计过程。
(3) 熟悉AT89C52单片机的基本结构、引脚功能、存储器结构等基本知识。
(4) 掌握74HC138芯片的引脚功能及使用方法，芯片的级联方法，以及掌握电路的基本调试能力。
(5) 掌握Keil软件的使用方法，以及如何创建文件和编写程序。
2 设计思路本次设计采用Proteus单片机仿真平台对用9个8*8点阵组成的24*24点阵式LED显示屏进行仿真设计，实现汉字显示。
在设计中共有6个模块，其分别是时钟电路模块，复位电路模块，单片机控制模块，显示器模块，列控制模块，行控制模块。
在Proteus中完成硬件的设计，同时采用Keil开发平台软件设计程序，最终实现点阵显示屏的特定汉字显示。
3 设计过程LED点阵汉字系统主要有6个模块，每个模块都有自己特定的功能，是不可缺少的组成部分。
在设计前的首要条件是先对LED点阵汉字系统的实现过程有深入的了解，然后按功能分模块设计电路，最后组成完整的工作电路。
本次设计由AT89C52作为主控单元，显示屏选用9个8*8点阵显示模块来组成24*24点阵显示器，行控制直接使用单片机的引脚控制，列控制选用3个移位寄存器74HC138来控制,汉字的字模是使用取模软件实现的。
本系统的总体设计图1所示。
图1 总体设计图时钟电路模块AT89C52单片机芯片内部设有一个由反向放大器过程的振荡器，XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入端和输出端，时钟可由内部或外部生成，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡电路就会产生自激震荡，系统采用的定时元件为石英晶体和电容组成的并联震荡回路。
晶振频率选择12MHz,C1,C2的电容值取30pF,电容的大小起频率微调的作用。
时钟电路如图2所示。
图2 时钟电路模块复位电路模块单片机有多种复位电路。
本系统采用电平式开关复位与上拉复位方式，如图3所示。
当上电时，C1相当于短路，使单片机复位，按下复位键时单片机复位。
在有时碰到干扰时会造成错误复位，但在一般情况下，不会出现单片机错误复位，而可能会引起内部某些寄存器错误复位，如果复位端加一个去耦电容，则会得到很好的效果。
图3 复位电路模块单片机控制模块图4是单片机的I/O口连接电路，P0口作为连接74HC138的片选使能和译码数字，P1，P2以及P3端口直接用以控制显示屏的行。
图中RP1为上拉电阻。
图4 单片机控制模块显示模块由于Proteus软件中没有24*24点阵显示屏，所以该系统的显示屏选用9块8*8点阵显示模块来组合成24*24点阵显示屏，如图5所示。
此点阵按共阴式组合，控制列选端低电平有效。
P0~P23为列控制端，A00~A07，A10~17，A20~A27为行数据端。
在汉字进行显示时，所显示的汉字从左向右滚动。
图5 点阵显示模块列控制模块列控制器由3个374HC138组合构成，如图6所示。
74HC138是3-8译码器，它具有三个使能端，三个数据输入端，只有当使能端E1为高电平，而E2与E3都为低电平时，才能正常工作，输出端低电平有效。
图6 列控制模块行控制模块行数据传输电路采用AT89C52单片机的P1，P2以及P3的8个端口直接控制，因此此系统是直接用单片机的端口控制，因此减少了芯片的用量，使的该系统在功能完整的前提下，原理图简单，美观。
汉字取模在确定所需要进行显示的汉字时，就可以使用取模软件PCtoLCD2002：(1)打开取模应用软件，在字宽和字高处都设为24.(2)单击菜单栏中的“选项”，对其进行设置。
如图7所示。
图7 字模选项设置窗口(3)由于汉字显示时从左想右移动，所以在输入框中输入“院学术技与息信育教”，单击‘生成字模’项。
便可得到所需到的字模。
如图8所示。
图8 字模生成窗口生成的字模见仿真分析。
4电路仿真与分析仿真结果显示汉字取模编码：0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF8,0xFF,0x7F,0x08,0x00,0x00,0x08,0x02,0x00,0xC8,0x05,0x01,0x78,0x08,0x43,0x18,0xF0,0x41,0x80,0x21,0x20,0xF0,0x20,0x20,0x20,0x22,0x10,0x20,0x22,0x0E,0x20,0xE2,0x03,0x24,0x22,0x00,0x38,0x22,0x00,0x20,0xE2,0x3F,0x20,0x22,0x20,0x20,0x23,0x20,0xE0,0x22,0x20,0x70,0x10,0x20,0x20,0x00,0x3E,0x00,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,/*"院",0*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0C,0x01,0x80,0x07,0x01,0x00,0x01,0x01,0x04,0x09,0x01,0x18,0x09,0x01,0x70,0x09,0x01,0x00,0x09,0x21,0x00,0x09,0x21,0x04,0x09,0x61,0x78,0xC9,0x7F,0x30,0xC9,0x3F,0x00,0x29,0x01,0x80,0x18,0x01,0x40,0x19,0x01,0x30,0x0D,0x01,0x1C,0x09,0x01,0x04,0x05,0x01,0x00,0x83,0x00,0x80,0x83,0x00,0x80,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"学",1*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x01,0x08,0x00,0x01,0x04,0x00,0x01,0x06,0x00,0x01,0x03,0x00,0x81,0x01,0x00,0xC1,0x00,0x00,0x31,0x00,0x00,0x19,0x00,0x00,0x0F,0x00,0xFE,0xFF,0x7F,0xFC,0xFF,0x7F,0x00,0x07,0x00,0x00,0x19,0x00,0x08,0x61,0x00,0x08,0xC1,0x00,0x10,0x81,0x01,0x30,0x01,0x03,0x00,0x01,0x06,0x80,0x00,0x0C,0x80,0x00,0x04,0x00,0x00,0x04,0x00,0x00,0x00,/*"术",2*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x60,0x00,0x80,0x20,0x20,0x80,0x20,0x60,0xFE,0xFF,0x7F,0xFC,0xFF,0x3F,0x80,0x10,0x00,0x80,0x08,0x40,0x40,0x08,0x40,0x80,0x08,0x40,0x80,0x08,0x20,0x80,0x38,0x20,0x80,0xC8,0x10,0x80,0x08,0x0B,0xFC,0x0F,0x0C,0x84,0x08,0x0E,0x80,0x88,0x13,0x80,0xE8,0x30,0x80,0x38,0x20,0x40,0x08,0x60,0x40,0x00,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"技",3*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x1E,0x01,0xFC,0x1F,0x01,0x44,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x21,0x40,0x90,0x21,0x40,0x10,0x61,0x40,0x10,0x70,0x40,0x10,0x3E,0x40,0xF8,0x0F,0x60,0x08,0x00,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"与",4*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x60,0x00,0x00,0x30,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x00,0xF0,0xFF,0x00,0x10,0x49,0x3F,0x10,0x49,0x7F,0x10,0x49,0x40,0x1E,0x49,0x40,0x14,0xC9,0x40,0x10,0x49,0x43,0x10,0x49,0x46,0x10,0x49,0x40,0x10,0x49,0x40,0x10,0x49,0x68,0xF0,0xFF,0x70,0x10,0xC0,0x21,0x00,0x00,0x02,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"息",5*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x08,0x00,0x00,0x06,0x00,0x80,0x03,0x00,0xE0,0xFF,0x7F,0x3C,0x00,0x00,0x2C,0x00,0x00,0x20,0x00,0x00,0x20,0x10,0x00,0x20,0x92,0x7F,0x20,0x12,0x11,0x20,0x12,0x11,0x24,0x12,0x11,0x3C,0x12,0x11,0x38,0x12,0x11,0x20,0x12,0x11,0x20,0x12,0x11,0x20,0x92,0x10,0x20,0x99,0x7F,0x20,0x10,0x00,0x30,0x00,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"信",6*/ 0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x03,0x00,0x10,0xFB,0x7F,0x90,0x92,0x04,0x50,0x92,0x04,0x70,0x92,0x04,0x32,0x92,0x04,0x14,0x92,0x04,0x1C,0x91,0x04,0x10,0x91,0x24,0x10,0x91,0x24,0x50,0x91,0x64,0x90,0x89,0x64,0x90,0xF9,0x3F,0x10,0x03,0x00,0x10,0x03,0x00,0x18,0x00,0x00,0x18,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"育",7*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x82,0x06,0x20,0x4A,0x06,0x20,0x2A,0x22,0x20,0x2A,0x42,0xFE,0x19,0xC2,0xFC,0xCD,0x7F,0x20,0xEE,0x3F,0x20,0x1B,0x01,0xC0,0x1A,0x81,0x60,0x0A,0x41,0x30,0x31,0x40,0x00,0x09,0x20,0x00,0x07,0x10,0xF0,0x3C,0x08,0xBC,0xC0,0x05,0x84,0x00,0x07,0x80,0xE0,0x0D,0x80,0x3F,0x30,0x80,0x00,0x60,0xC0,0x00,0x60,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"教",8*/ };图9 汉字显示仿真分析在设计的过程中，最初我们的构想是用3片74HC595芯片控制显示屏的行，在仿真的过程中虽然比较难以控制，但是还是得以实现。