【分　 类】 信息科技
【关 键 词】 Proteus；仿真；单片机；汉字动态显示；LED点阵
【来 　源】 互联网
【收　 录】 中文学术期刊网

正文：
摘要：Proteus软件经常用于单片机仿真，本文用Proteus软件设计汉字LED点阵动态显示，给出了完整设计电路和仿真程序源代码，通过仿真运行，在LED点阵中动态显示出“广东工贸”四个汉字。仿真结果表明Proteus软件在单片机应用设计中具有重要的使用价值，能极大缩短产品开发周期，节约开发成本。
关键词：Proteus；仿真；单片机；汉字动态显示；LED点阵
0  引 言
Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：①实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路、数字电路仿真、单片机及其外围电路的仿真、各种虚拟仪器，如示波器等功能。②支持主流单片机系统的仿真。③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。④具有强大的原理图绘制功能。Proteus软件使用彻底改变了传统单片机学习和开发方式，初学者可以在没有实验硬件条件下进行仿真实验，开发者可以直接用Proteus进行电路设计和仿真运行程序，运行成功后再制作产品，缩短开发周期，节约开发成本。汉字点阵显示电路设计时，显示部分应用16×16点阵字模提取软件，提取“广东工贸”显示汉字的字模数据，通过查表取出字模数据送输出动态显示。
1  汉字显示电路设计
汉字点阵的控制电路采用AT89C51单片机，硬件电路由单片机接口电路、LED显示屏行列驱动电路、LED点阵显示屏三部分组成，如图1所示，电路用Proteus软件画出，具体画法参见文献^[1]。
 
图1  汉字点阵动态显示仿真结果图
一般情况下要完全显示出常用汉字至少需要16×16点阵，但由于Proteus元件库中没有16×16LED模块，为了达到显示要求，每个汉字可由四块8×8 LED模块组成。组合方式为先对每个8×8模块行列引脚连接好总线，然后四个单色模块组合紧密。
驱动电路采用动态扫描驱动方式，设计中行驱动信号采用了16个同向驱动器7407，并在每根信号线上接上拉电阻；列驱动信号先接一4-16译码器74HC154，然后十六个列驱动信号接16个反向驱动器7406，并每根信号线接上拉电阻。
    单片机上电复位后，当按列扫描时，四个汉字的第一个字由P1口输出列信号，首先第1列输出“1”，第1列字模数据由16行输出（P0、P2口）；然后延时一定时间后，第2列输出“1”，第2列字模数据再由16行输出；……；如此循环，直至第16列；16列扫描完成后，再进行下一次循环扫描。所以在某一时刻，只有一行或一列发光二极管被对应的字模数据驱动点亮。只要扫描间隔时间合适，利用人眼的视觉暂留特性，看上去整个字符就显示在LED点阵显示器上。 

• 汉字显示程序设计

根据以上硬件电路和单片机控制原理，编程思路如图2：
图2  汉字点阵动态显示程序流程图
完整的程序代码如下：
ORG 0000H
MOV DPTR,#WORDTAB  ;初始化
MOV R1,#0
MOV R2,#0
MOV R3,#16
MOV R4,#100
MOV R5,#4
 LOOP:SETB P1.4
     MOV A,R1       ;查表取出字模数据经P0口输出 
MOVC A,@A+DPTR
     CPL A
     MOV P0,A
        INC R1            ;字模数据索引值加1
MOV A,R1          ;查表取出字模数据经P2口输出
     MOVC A,@A+DPTR
     CPL A
     MOV P2,A
     INC R1           ;字模数据索引值加1
     MOV P1,R2        ;列控制信号输出
INC R2          ;列控制寄存器加1
     LCALL DELAY   ;显示延时
     DJNZ R3,LOOP    ;判断16列显示完否
     DJNZ R4,K1      ;判断是否已显示100次
      MOV R4,#100     ;显示次数寄存器重赋初值
       SJMP K2
 K1:CLR C     ;字模数据索引值减32，列控制寄存器和列数寄存器重赋初值
     MOV A,R1
     SUBB A,#32
     MOV R1,A
WORDTAB:
DB 00H,00H,20H,00H,60H,00H,20H,00H,20H,00H,20H,00H,20H,00H,60H,00H
        DB 0A0H,00H,20H,00H,20H,00H,20H,00H,20H,00H,3FH,0F0H,00H,0CH,00H,02H
        DB 00H,00H,10H,00H,30H,00H,10H,86H,11H,8CH,10H,90H,10H,0A0H,10H,80H
        DB 17H,0FEH,0F0H,81H,18H,82H,16H,0B0H,11H,88H,10H,84H,10H,02H,10H,00H
        DB 00H,00H,00H,04H,20H,0CH,60H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H
        DB 3FH,0FCH,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,00H,04H
        DB 00H,00H,40H,00H,0F8H,00H,45H,03H,4BH,0FAH,41H,02H,79H,04H,45H,04H
        DB 03H,78H,8DH,04H,89H,02H,59H,02H,45H,0F9H,44H,01H,7EH,01H,02H,00H
        END
 
3  仿真及结果
仿真方法是：
（1）在Keil C51仿真软件下创建项目，并把上述源程序添加到项目中，通过编译产生一个“.hex”为后缀的文件，此文件就是用于烧写到proteus软件中AT89C51芯片的文件^[2]。
（2）把生成的“.hex”为后缀的文件添加到proteus软件中绘制的AT89C51芯片中作为控制程序。方法参见文献^[3]。
（3）在proteus软件仿真电路图中点击左下角的运行按钮，则可在LED显示点阵中看到“广东工贸”四个汉字轮流显示的结果。
    从仿真图中可以看到“东”字在LED显示点阵中显示出来，设定每个字显示1秒，下秒将显示“工”字，“广东工贸”四个字循环显示。四个字显示出来如下图3。
 

 1/2    1 2 下一页 尾页