點(diǎn)陣電子顯示屏制作

編號(hào)：A乙0301

摘要………………………………………………………………………………2

前言 ……………………………………………………………………………4

1、掃描方式的選擇 …………………………………………………………5

2、行列控制方式的方案論證與選擇 ………………………………………5

3、數(shù)字時(shí)鐘顯示模塊的設(shè)計(jì)方案論證與選擇 ……………………………6

2.1、LED點(diǎn)陣的選擇………………………………………………………6

2.2、行列控制和驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ……………………………………………7

2.3、實(shí)時(shí)時(shí)間控制電路的設(shè)計(jì)……………………………………………11

2.4、系統(tǒng)電源參數(shù)的核算…………………………………………………13

2.5、單片機(jī)與PC機(jī)通信單元設(shè)計(jì)………………………………………13

2.6、鍵盤控制電路設(shè)計(jì) …………………………………………………14

1、主程序設(shè)計(jì)…………………………………………………………………15

2、基于CPLD的行列控制邏輯電路的程序設(shè)計(jì)……………………………16

本設(shè)計(jì)是以AT-89S52單片機(jī)為控制核心，基于CPLD獨(dú)立掃描的實(shí)用、高效的智能型LED大屏幕顯示屏系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了按鍵切換、顯示屏亮度連續(xù)可調(diào)、信息上下左右滾屏顯示、預(yù)存信息定時(shí)循環(huán)顯示，利用DS1302實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)間顯示等功能，并能通過(guò)PC機(jī)串口直接對(duì)顯示信息進(jìn)行控制更新，具有刷新速度快、亮度高、功耗低等特點(diǎn)。

關(guān)鍵字：點(diǎn)陣LED  CPLD  MAX232  DS1302

Abstract：The Design of Graph Matrix Display Screen Based on MCS-51Microprocessor，consistsof Micro Control Unit (MCU) as its core, Base on CPLD carry out self-help scan, this system carry out follow function: using key-press shift the display content, adjust the time , continuum adjustthe lightness, roll screen display ,timing circle display the pre-storeinformation , using DS1302 carry out real timedisplay, etc.  utilize PC , via serialinterface , directly control the display content.  This Graph Matrix Display Screen display screen with quick refurbish,high luminance, and Low power consumption , and so on peculiarity.

Keywords: MCU, Graph MatrixDisplay Screen，CPLD，

社會(huì)的信息化，促進(jìn)了顯示技術(shù)的發(fā)展，LED大屏幕點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)作為一項(xiàng)高科技產(chǎn)品已經(jīng)漸漸融入了人們的生活。與傳統(tǒng)的顯示媒體相比，由于其亮度高、動(dòng)態(tài)影像顯示效果好、耗能少、使用壽命長(zhǎng)、顯示內(nèi)容多樣、顯示方式靈活、性價(jià)比高等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。采用單片機(jī)控制的LED點(diǎn)陣顯示屏顯示形式美觀大方，顯示內(nèi)容靈活可變，具有低功耗，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于銀行，證券，影視，體育和公路交通等各個(gè)方面，顯示了其良好的市場(chǎng)前景。

1、 基本要求：設(shè)計(jì)并制作LED電子顯示屏和控制器。

（1）自制一臺(tái)簡(jiǎn)易16行*32列點(diǎn)陣顯示的LED電子顯示屏；

（2）自制顯示屏控制器，擴(kuò)展鍵盤和相應(yīng)的接口實(shí)現(xiàn)多功能顯示控制，顯示屏顯示數(shù)字和字母亮度適中，應(yīng)無(wú)閃爍。

（3）顯示屏通過(guò)按鍵切換顯示數(shù)字和字母；

（4）顯示屏能顯示4組特定數(shù)字或者英文字母組成的句子，通過(guò)按鍵切換顯示內(nèi)容；

（5）能顯示4組特定漢字組成的句子，通過(guò)按鍵切換顯示內(nèi)容。

1)       自制一臺(tái)簡(jiǎn)易16行*64列點(diǎn)陣顯示的LED電子顯示屏；

2)       LED顯示屏亮度連續(xù)可調(diào)。

3)       實(shí)現(xiàn)信息的左右滾屏顯示，預(yù)存信息的定時(shí)循環(huán)顯示；

4)       實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)間的顯示，顯示屏數(shù)字顯示： 時(shí)∶分∶秒（例如 18∶38∶59）；

5)       增大到10組（每組漢字8個(gè)或16個(gè)數(shù)字和字符）預(yù)存信息，信息具有掉電保護(hù)；

6)       實(shí)現(xiàn)和PC機(jī)通訊，通過(guò)PC機(jī)串口直接對(duì)顯示信息進(jìn)行更新（須做PC機(jī)客戶程序）；

7)       其他發(fā)揮功能。

方案一：靜態(tài)顯示，所謂的靜態(tài)顯示就是對(duì)LED電子顯示屏中的每一像素點(diǎn)都通過(guò)硬件單獨(dú)控制，整個(gè)LED顯示屏所有的LED的同時(shí)顯示。此方式最大優(yōu)點(diǎn)是程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，且畫面無(wú)閃爍。但這種設(shè)計(jì)存在致命的缺點(diǎn)：電路復(fù)雜，硬件利用率低，成本巨大。所以此方式一般不被采用。

方案二：采用動(dòng)態(tài)掃描法并行輸出數(shù)據(jù)，所謂的動(dòng)態(tài)掃描法是利用人眼的視覺(jué)暫留特點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)的一種顯示方法，即當(dāng)刷新速率足夠高時(shí)，人眼就察覺(jué)不出顯示屏畫面更迭的閃爍。若要顯示一幀畫面，先送出第一行的數(shù)據(jù)，然后選通并點(diǎn)亮第一行，延時(shí)；此后送出第二行的數(shù)據(jù)，同樣選通、點(diǎn)亮并延時(shí)；依次將所有行掃描完，即給出了一幀的畫面。

方案三：采用動(dòng)態(tài)掃描法串行輸出數(shù)據(jù)，方案二和方案三同樣采用動(dòng)態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)顯示過(guò)程。但方案二的缺點(diǎn)也是明顯的，比較而言，方案二的譯碼電路比較復(fù)雜，相對(duì)硬件開銷大一些；方案三電路構(gòu)成簡(jiǎn)單，譯碼電路簡(jiǎn)潔。

為使電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔易行，我們采用方案三

方案一：采用傳統(tǒng)方案，應(yīng)用行掃描和列送數(shù)據(jù)的方式，橫向取模，從AT89C52串口發(fā)送出來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)74LS595進(jìn)行串-并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換輸出給LEDMATRIX UINT的各個(gè)列，從AT89C52出來(lái)的輸出口的數(shù)據(jù)通過(guò)一級(jí)總線驅(qū)動(dòng)器74LS245后進(jìn)入4-16線譯碼器74LS154,譯碼以后通過(guò)限流電阻進(jìn)入驅(qū)動(dòng)管陣列放大，直接驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣的各行。但要組成16×64的點(diǎn)陣顯示電路，必須采用多片芯片，硬件電路復(fù)雜。

方案二：采用超大規(guī)模可編程邏輯陣列器CPL構(gòu)成行掃描和列控制模塊，利用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)控制邏輯，可充分發(fā)揮CPLD和數(shù)字電路EDA設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，只用一片CPLD芯片，通過(guò)簡(jiǎn)單的編程模擬8片74LS595和一片74LS154，就可以代替方案一中利用多塊芯片實(shí)現(xiàn)的功能，硬件電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，具有極高的穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)采用Altera公司的EPM7128SQC160-10芯片。

方案一：因?yàn)轭}目中只要求顯示時(shí)、分、秒，因此可以用門電路組合構(gòu)成時(shí)鐘發(fā)生器，但此方案硬件復(fù)雜，穩(wěn)定性低，且不易控制。

方案二：本方案完全用軟件定時(shí)、計(jì)數(shù)功能實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘。該方案具有硬件電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但由于每次執(zhí)行程序時(shí)，定時(shí)器都要重新賦初值，所以該時(shí)鐘精度不高。而且，由于是軟件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)單片機(jī)不上電、程序不執(zhí)行時(shí)，時(shí)鐘將不工作。

方案三：本方案采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302，它可以對(duì)年、月、日、周、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能，采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘芯片自備電池，只需要設(shè)置初始時(shí)間即可。

基于上述分析，本設(shè)計(jì)采用方案三完成數(shù)字時(shí)鐘部分的功能。

整個(gè)顯示系統(tǒng)可以分為①CPU主控電路部分②串行數(shù)據(jù)的傳送和時(shí)序控制部分 ③CPLD行列譯碼掃描部分④實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制電路部分⑤與PC機(jī)串口通訊部分⑥按鍵控制電路部分⑦三極管驅(qū)動(dòng)電路部分⑧點(diǎn)陣顯示部分。

LED基本陣列選用6寸的8×8點(diǎn)陣, 16片8×8點(diǎn)陣組成整個(gè)顯示屏。該種點(diǎn)陣的規(guī)格為雙列直插，標(biāo)準(zhǔn)引腳距（2.54mm）,LED規(guī)格為Ф5，單色紅色。

8×8點(diǎn)陣LED結(jié)構(gòu)如下圖所示：

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EPM7128SQC160-10是Altera公司推出的MAX7000S系列CPLD(ComplexProgrammable Logic Device)；采用CMOSE2PROM工藝，傳輸延遲僅為5ns；內(nèi)部具有豐富的資源--128個(gè)觸發(fā)器、2500個(gè)用戶可編程門；而且具有102個(gè)用戶可編程的I/O口，為系統(tǒng)定義輸入、輸出和雙向口提供了極大的方便；為了比較適合混合電壓系統(tǒng)，通過(guò)配置，輸入引腳可以兼容3.3V/5V邏輯電平，輸出可以配置為3.3V/5V邏輯電平輸出。EPM7128同時(shí)還提供了JTAG接口，可進(jìn)行ISP編程，極大地方便了用戶。

對(duì)大型LED點(diǎn)陣顯示屏而言，由于其數(shù)據(jù)量大，必須有很快的刷新頻率，如刷新速度跟不上，會(huì)造成點(diǎn)陣屏畫面晃動(dòng)和閃爍。解決這個(gè)問(wèn)題有很多方法，例如，采用PC機(jī)的DMA控制器來(lái)提高數(shù)據(jù)傳輸速率，采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式，分單元多CPU控制方式等等。我們采用CPU控制，利用CPLD（EPM7128SQC160-10）設(shè)計(jì)掃描邏輯，串行列數(shù)據(jù)分時(shí)傳輸，行掃描的方式，從而使整個(gè)顯示屏可以順序工作，并利用CPU控制掃描頻率，實(shí)現(xiàn)了屏幕無(wú)閃爍顯示。

該部分控制電路原理如圖3、圖4、圖5所示，采用行掃描的方式，行掃描與列送數(shù)據(jù)電路均采用CPLD 芯片編程構(gòu)成的通用數(shù)字電路來(lái)控制，在16×64點(diǎn)陣顯示時(shí)，掃描輸出需要大量的I/O端口，因此我們采用具有160個(gè)I/O端口的EPM7128SQC160-10芯片，僅用一片即可滿足設(shè)計(jì)要求。

列數(shù)據(jù)傳輸控制電路如圖3所示，由單片機(jī)輸出的顯示信息串行輸入到CPLD，用VHDL語(yǔ)言編寫其總線讀邏輯，在CPLD芯片中實(shí)現(xiàn)八片8位3態(tài)串行輸入、并行輸出，帶鎖存功能的移位寄存器，完成數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換，由CPLD的64列數(shù)據(jù)輸出控制LED點(diǎn)陣的64列。圖3為由CPLD實(shí)現(xiàn)的八片74LS595的示意圖，其中，L1-L64為列選通控制信號(hào)輸出，RCK、SCK、SCLR是由單片機(jī)送來(lái)得控制信號(hào)，RCK為鎖存控制信號(hào)，SCK為時(shí)鐘控制信號(hào)，SCLR為清零信號(hào)，各片的RCK、SCK、SCLR均接在一起， Si接單片機(jī)的掃描數(shù)據(jù)輸出，第一片74LS595（由CPLD實(shí)現(xiàn)）移位輸出端接第二片74LS595的數(shù)據(jù)輸入Si2，八片進(jìn)行級(jí)連，實(shí)現(xiàn)一次掃描一個(gè)字節(jié)即：八位并行輸出和串行移位功能。

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圖3 用CPLD實(shí)現(xiàn)的64列數(shù)據(jù)傳輸邏輯示意圖

行掃描的控制是利用CPLD編程實(shí)現(xiàn)四線十六線譯碼器74LS154的功能，如圖4所示，AA、BB、CC、DD接單片機(jī)行控制數(shù)據(jù)輸出，H1-H16為CPLD輸出的行掃描控制信號(hào)，接行三極管驅(qū)動(dòng)電路。

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該系統(tǒng)顯示部分的點(diǎn)陣采用單色LED共陰點(diǎn)陣模塊，16 塊8×8點(diǎn)陣模塊連接成16×64點(diǎn)陣。因?yàn)橐粋�(gè)行掃描管同時(shí)控制著一行中多個(gè)LED的通斷，所以它承載較大電流。以每個(gè)發(fā)光二極管流過(guò)的電流為10mA計(jì)算，一個(gè)64列的點(diǎn)陣屏中，每個(gè)行掃描管所承受的電流是10mA×64=0.64A,為此我們選用高速中功率三極管8550，保證了行的驅(qū)動(dòng)能力。由于顯示點(diǎn)陣的每一行都需要用一個(gè)三極管來(lái)控制，所以16×64點(diǎn)陣共需要16個(gè)8550。驅(qū)動(dòng)電路如圖6所示。

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                    圖6   行驅(qū)動(dòng)電路圖

由于人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，一個(gè)LED發(fā)光管如果在一秒鐘內(nèi)亮24次以上的話，人眼就感覺(jué)不到閃爍。由此，一屏畫面連續(xù)以每秒25次的頻率循環(huán)顯示時(shí)，給人的感覺(jué)是穩(wěn)定的。為此只要利用CPU控制由CPLD實(shí)現(xiàn)的行譯碼器的譯碼速度，保證每秒內(nèi)譯碼16×25=400次，就可以保證畫面的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)時(shí)，我們使AT89C51的定時(shí)／計(jì)數(shù)器T0工作于方式2（自動(dòng)重載方式AUTO-RELOAD MODEL）。此時(shí)設(shè)定M1M0為10，在方式2中16位計(jì)數(shù)器被拆為兩部分，其中TL0用作8bit Counter；TH0用于存放和保持計(jì)數(shù)初值。當(dāng)TL0計(jì)數(shù)溢出時(shí)，在溢出標(biāo)志TF0置1的同時(shí)，自動(dòng)的將TH0的初值重載到TL0中，因此在初始化的過(guò)程中，用軟件只需一次賦初值。其周期為：

T＝（2^8-TH0初值）×?xí)r鐘周期×12

采用11.0592MHZ的晶振時(shí)，計(jì)數(shù)速率約為1MHz，輸入脈沖的周期間隔為1uS，通過(guò)計(jì)算，TH0的初值為243，即為0XF3(OF3H)。采用中斷的方式控制行譯碼掃描頻率，就可以保證畫面的無(wú)閃爍顯示。

DS1302 是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓涓細(xì)流充電的能力。其引腳功能及結(jié)構(gòu)如圖7所示

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   圖7  DS1302引腳功能及結(jié)構(gòu)圖

DS1302 的控制字如圖8所示�？刂谱止�(jié)的最高有效位(位7)必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù);位5至位1指示操作單元的地址;最低有效位(位0)如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。

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圖8 DS1302的控制字

在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個(gè)SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位0位到高位7。

DS1302有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見(jiàn)表1。

     此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。

2、利用 DS1302的實(shí)時(shí)時(shí)間顯示電路硬件設(shè)計(jì)
    DS1302與CPU的連接需要三條線，即SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。圖9示出DS1302與89C51的連接圖，利用單片機(jī)控制，采用顯示屏分屏顯示年、月、日與時(shí)、分、秒，并能進(jìn)行按鍵調(diào)時(shí)。

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圖9   DS1302與89C52的連接圖

    實(shí)際上，在調(diào)試程序時(shí)可以不加電容器，只加一個(gè)32.768kHz 的晶振即可。只是選擇晶振時(shí)，不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入DS18B20，同時(shí)顯示實(shí)時(shí)溫度。只要占用CPU一個(gè)口線即可。

對(duì)大型LED點(diǎn)陣顯示屏而言，由于其發(fā)光二極管數(shù)量多，在16×64點(diǎn)陣中，以每個(gè)發(fā)光二極管流過(guò)的電流為10mA計(jì)算，一個(gè)64列的點(diǎn)陣屏中，每個(gè)行掃描管所承受的電流是10mA×64=0.64A,16行并聯(lián)的總電流為0.64×16=10.24 A，要求電源輸出大電流，一般的集成穩(wěn)壓芯片均不能滿足要求，因此本設(shè)計(jì)中采用電壓為5V，電流為10A的開關(guān)穩(wěn)壓電源。

本單元主要有兩部分組成：上位機(jī)、下位機(jī)與電纜的接口，中間為電平轉(zhuǎn)換電路。該系統(tǒng)采用三線制，獨(dú)占 CPU串口方式。RS－232信號(hào)的電平和單片機(jī)串口信號(hào)的電平不一致，必須進(jìn)行二者之間的電平轉(zhuǎn)換，在此使用的集成電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232為RS－232C/TTL電平轉(zhuǎn)換芯片。它只使用單＋5V電源，配接4個(gè)1μF電解電容即可完成RS－232電平與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換。其電路原理如圖10所示。轉(zhuǎn)換完畢的串口信號(hào)TXD、RXD直接和89C51的串行口連接。

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本系統(tǒng)中PC機(jī)承擔(dān)主控任務(wù)，單片機(jī)接受PC機(jī)指令，并根據(jù)指令控制顯示信息，修改顯示內(nèi)容。我們采用RS－232串口異步通信，1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，波特率9600b／s，傳輸數(shù)據(jù)采用ASCII模式。PC機(jī)傳送控制信息和數(shù)據(jù)，控制信息包括修改顯示參數(shù)、修改顯示方式。同時(shí)PC機(jī)能向單片機(jī)傳送顯示內(nèi)容。下位機(jī)按接收到的指令工作。如果主控機(jī)發(fā)出錯(cuò)誤的指令，將不做任何控制，并顯示Error提示，1秒鐘后自動(dòng)返回。

本系統(tǒng)設(shè)置三個(gè)按鍵（k1、k2、k3）分別來(lái)控制時(shí)間、日期、滾屏顯示以及時(shí)間的調(diào)整，系統(tǒng)默認(rèn)的狀態(tài)是顯示時(shí)間。首先進(jìn)行鍵盤掃描判斷k1鍵是否按下，如果k1鍵按下并且只按一下則進(jìn)入日期顯示狀態(tài)，當(dāng)按兩下則進(jìn)入信息的順序滾屏顯示狀態(tài)，如果沒(méi)有按下則判斷k2鍵是否按下，當(dāng)k2鍵按下則進(jìn)入時(shí)間、日期的設(shè)置狀態(tài)。K3鍵的作用是當(dāng)調(diào)整時(shí)間時(shí)，完成時(shí)間和日期的累加，直到調(diào)整到需要的時(shí)間和日期為止。

軟件設(shè)計(jì)采用了模塊化設(shè)計(jì)，全部用C51編程。整個(gè)軟件系統(tǒng)簡(jiǎn)潔明了，而且具有良好的擴(kuò)展性。整個(gè)軟件系統(tǒng)包括主程序、行列控制邏輯CPLD程序、時(shí)鐘控制子程序和PC機(jī)串行通信子程序四大模塊。主程序負(fù)責(zé)鍵盤處理、顯示刷新、信息調(diào)用與傳輸控制。主程序流程如圖11所示。

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行譯碼掃描和列數(shù)據(jù)的串并傳輸控制的功能較主控電路來(lái)講相對(duì)簡(jiǎn)單，它是將主控電路輸出的四位二進(jìn)制數(shù)據(jù)譯成16行的行選通信號(hào)，去控制行驅(qū)動(dòng)管驅(qū)動(dòng)行輸出，將主控電路串行輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)CPLD完成數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換，輸出控制64列，完成列數(shù)據(jù)的傳送。這是一個(gè)純組合邏輯電路，使用VerilogHDL 語(yǔ)言描述的always語(yǔ)句和case多分支語(yǔ)句即可實(shí)現(xiàn)此功能。

在與PC機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，單片機(jī)的功能主要是負(fù)責(zé)通信與數(shù)據(jù)處理。單片機(jī)接收來(lái)自PC機(jī)的信息，分析后回傳信息或數(shù)據(jù)到PC機(jī)，采用串口中斷程序，不定時(shí)處理與PC機(jī)的通信信息。

經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的測(cè)試與分析，得到以下結(jié)果：

上電時(shí)，系統(tǒng)顯示當(dāng)前時(shí)間，按一下k1鍵，即進(jìn)入日期顯示狀態(tài)，系統(tǒng)顯示當(dāng)前的日期，按兩下k1鍵，系統(tǒng)進(jìn)入順序滾屏顯示狀態(tài)，依次顯示“歡迎光臨濟(jì)鐵職院”、“happyteacher day”等10組漢字與英文字符，按下k2鍵則進(jìn)入時(shí)間設(shè)置狀態(tài)，與K3鍵配合實(shí)現(xiàn)了對(duì)年、月、日、以及時(shí)、分、秒的調(diào)整。

為使單片機(jī)內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)在電源掉電時(shí)不丟失，單片機(jī)外部中斷0平時(shí)是高電平，當(dāng)?shù)綦姇r(shí)，外部中斷口0變?yōu)榈碗娖剑�產(chǎn)生中斷，單片機(jī)檢測(cè)到這個(gè)中斷信號(hào)時(shí)，轉(zhuǎn)入中斷處理程序，及時(shí)把有用信息保存起來(lái)，因?yàn)橄到y(tǒng)接入470uF的電容，電容的放電時(shí)間完全能夠保證單片機(jī)執(zhí)行完保護(hù)數(shù)據(jù)的程序，這樣就可以避免斷電時(shí)預(yù)存信息的丟失，實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)功能。經(jīng)測(cè)試，我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)做到了信息的掉電保護(hù)。

通過(guò)連續(xù)調(diào)節(jié)限流電阻，改變加在LED顯示屏上的驅(qū)動(dòng)電流，達(dá)到亮度連續(xù)可調(diào)的目的。經(jīng)測(cè)試，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了顯示亮度的連續(xù)可調(diào)。

經(jīng)過(guò)小組成員的一致努力，完成了本次課題的任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期的目的。設(shè)計(jì)制作的具有多種功能的16×64的點(diǎn)陣LED顯示屏，顯示畫面清晰，無(wú)閃爍，很好的完成了基本要求部分和發(fā)揮部分的功能。

通過(guò)這次競(jìng)賽，我們?cè)谟布�設(shè)計(jì)、軟件編程方面得到了極大的提高。同時(shí)我們小組的三個(gè)成員團(tuán)結(jié)一心，通力合作，體現(xiàn)了很好的團(tuán)隊(duì)合作精神。為以后走向工作崗位從事科研或管理工作積累了不可多得的經(jīng)驗(yàn)。在競(jìng)賽中碰到了一個(gè)接一個(gè)的難題，我們經(jīng)過(guò)不屈不撓的刻苦攻關(guān)，一一得到了化解，這種體驗(yàn)為我們走好今后的人生路增添了極大的信心。

六、參考文獻(xiàn)
[1] 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì).第六屆全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品選編（2003）.北京：北京理工大學(xué)出版社，2005年
[2] 黃智偉，王彥，陳文光，朱衛(wèi)華.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程.北京：電子工業(yè)出版社，2005年

[3] 王松武，于鑫，武思軍.電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2005

[4]林明權(quán)、馬維旻：VHDL數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)范例[M]，北京，

電子工業(yè)出版社，2003

[5] 楊恒、盧飛成：FPGA/VHDL快速工程實(shí)踐入門與提高[M]，北京，北京航空航天大學(xué)出版社，2003

[6] 顧斌、趙明中：數(shù)字電路EDA設(shè)計(jì)，西安電子科技大學(xué)出版社，2005

[7]　趙亮、侯國(guó)銳：?jiǎn)纹瑱C(jī)Ｃ語(yǔ)言編程與實(shí)例，人民郵電出版社，2003

sbitCLK=P2^0;

sbitDAT=P2^1;

sbitRCLK=P2^2;

//sbitCS=P2^3;

sbitAA=P3^0;

sbitBB=P3^1;

sbitCC=P3^2;

sbitDD=P3^3;

sbitG1=P3^4;

sbitdat=P1^1;

sbitclk=P1^0;

sbitrst=P1^2;

ucharcodetab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf,0xff};//0-9,-,全滅

ucharcode huan[]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xBF,0xFF,0x9F,0xFF,0xBB,0x81,0x01,0xF9,0x7B,0xDA,0x97,

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ucharcode ying[]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xCF,0x3F,0xE4,0xC1,0xED,0xDD,0xED,0xDD,0x85,0xDD,

         0xED,0xDD,0xEC,0x5D,0xE9,0xC1,0xEF,0xDF,0xEF,0xDF,0x90,0x61,0xFE,0x03,0xFF,0xFF};/*"迎",1*/

ucharcodeguang[]={0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFE,0xFF,0xFE,0xEF,0xE6,0xE7,0xF2,0xCF,0xFA,0xDF,0xFE,0xBB,

                   0x80,0x01,0xFB,0xBF,0xFB,0xBF,0xFB,0xBF,0xF3,0xBB,0xF7,0xBB,0x8F,0x81,0xFF,0xFF};/*"光",2*/

ucharcode lin[]= {0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFB,0x3F,0xDB,0x7B,0xDB,0x01,0xDA,0x5F,0xDA,0xEB,

                   0xD9,0x03,0xDB,0x5B,0xDB,0x5B,0xDB,0x5B,0xDB,0x5B,0xFB,0x03,0xFB,0x7B,0xFF,0xFF};/*"臨",3*/

ucharcode Dshuzi[]={0xFF,0xFF,0xFF,0xE1,0xDE,0xDE,0xBF,0xBF,0xBF,0xBF,0xBF,0xDE,0xE1,0xFF,0xFF,0xFF,/*"0",0*/

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                 0xFF,0xFF,0xFF,0xFC,0xF8,0xF4,0xF4,0xEC,0xDC,0xC0,0xFC,0xFC,0xF8,0xFF,0xFF,0xFF,/*"4",4*/

                  0xFF,0xFF,0xFF,0xC0,0xDF,0xDF,0xDF,0xC1,0xFE,0xFF,0xFF,0x9F,0xC0,0xFF,0xFF,0xFF,/*"5",5*/

                 0xFF,0xFF,0xFF,0xF8,0xE7,0xCF,0x9F,0x80,0x9F,0x9F,0x9F,0xDF,0xE0,0xFF,0xFF,0xFF,/*"6",6*/

                 0xFF,0xFF,0xFF,0x80,0xBF,0xFE,0xFD,0xF9,0xFB,0xF3,0xF7,0xE7,0xE7,0xFF,0xFF,0xFF,/*"7",7*/

                 0xFF,0xFF,0xFF,0xE1,0xDE,0xDE,0xDE,0xE1,0xDC,0xBF,0xBF,0x9E,0xE1,0xFF,0xFF,0xFF,/*"8",8*/

                  0xFF,0xFF,0xFF,0xE3,0x9C,0xBE,0xBE,0xBE,0x9C,0xE2,0xFE,0xFC,0xE3,0xFF,0xFF,0xFF,/*"9",9*/                              

                 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xDF,0xDF,0xFF,0xFF,0xFF,0xDF,0xCF,0xFF,0xFF,0xFF};/*冒號(hào)*/

ucharcode ji[] ={0xFF,0xF7,0x60,0xCB,0xD1,0xAB,0x8B,0xFF};/*"濟(jì)",0*/

ucharcode nan[] ={0xFF,0xED,0x01,0x81,0xA1,0xB5,0xB1,0xFF};/*"南",1*/

ucharcode tie[] ={0xFF,0xDB,0xC3,0x80,0x8B,0xD5,0xCE,0xFF};/*"鐵",2*/

ucharcode dao[] ={0xFF,0xB3,0xC0,0x21,0xA1,0xA1,0x41,0xFF};/*"道",3*/

ucharcode zhi[] ={0xFF,0x01,0xA5,0x81,0xA5,0x81,0xEE,0xFF};/*"職",4*/

ucharcode ye[]  ={0xFF,0xE7,0xE5,0xA5,0xE3,0xE7,0x80,0xFF};/*"業(yè)",5*/

ucharcode jiji[]={0xFF,0xD7,0x81,0xC3,0x93,0xD7,0x89,0xFF};/*"技",6*/

ucharcode shu[] ={0xFF,0xF3,0xF6,0x80,0xE3,0xD3,0xB4,0xFF}; /*"術(shù)",7*/

ucharcode xue[] ={0xFF,0xC5,0xFB,0x80,0x80,0xF7,0xE7,0xFF}; /*"學(xué)",8*/

ucharcode yuan[]={0xFF,0x9B,0x80,0xA0,0x93,0x91,0x89,0xFF};/*"院",9*/

//定時(shí)4ms程序

voiddingshi(void)

{

         TMOD=0x01;           

         TL0=(65536-4000)%256;

         TH0=(65536-4000)/256;

         EA=1;

         ET0=1;

         TR0=1;      

         while(!TF0);

         TR0=0;

  }

       void delay(uint a)         

        {

        uint j=255;

        for(;a>0;a--)

        for(;j>0;j--);

        }

voidsendH(uchar *k)

{   

        uchar num1,num2,c,i;

        G1=0;

  for(i=0;i<16;i++)           

{

   num1=k[2*i];num2=k[2*i+1];

   for(c=0;c<8;c++)

        {

         CLK=0;

         DAT=num1&0x80;

         num1=num1<<1;        

         CLK=1;

         }

   

   for(c=0;c<8;c++)

        {

         CLK=0;

         DAT=num2&0x80;

         num1=num2<<1;        

         CLK=1;

         }

    }

         RCLK=0;        

         RCLK=1;

              ACC=i;

         AA=ACC^0;BB=ACC^1;CC=ACC^2,DD=ACC^3;

         dingshi();   

         

}

voidsendH1(uchar n,uchar *k)

{   

        uchar num1,c,i;

        G1=0;

  for(i=n;i<8+n;i++)           

{

   num1=k;