任务引入

在LED显示单元中，大多地方显示中文汉字，在汉字显示中利用8×8点阵显示是不够的，这时需对点阵进行扩展。本次任务我们来一起学习汉字点阵是如何显示工作、如何将内容显示在LED点阵上的？

任务目标

知识目标：1.了解点阵显示模块的扩展显示原理。

2.了解点阵显示汉字的原理。

3.熟悉汉字点阵显示程序设计思路、方法。

技能目标：1.会使用点阵软件生成数字代码。

2.会编写程序显示汉字。

3.会使用Proteus仿真调试程序内容。

情感目标：1.培养学生灵活应变能力。

2.培养学生团队意识和集体荣誉感。

3.提高学生管理能力和语言表达能力。

任务描述

1.利用Proteus软件绘制16×16点阵显示仿真电路，如图6-19所示。

2.在LED点阵上显示汉字“机”，完成程序流程图设计、程序编写及仿真调试。

图6-19 16×16点阵显示仿真电路

任务实施

一、任务分析

在本任务中首先知道16x16点阵显示原理，其原理与8×8点阵显示原理相似。因一个16×16点阵是由4个8×8点阵构成，4个8×8点阵可由P2口和P3口输出点阵编码，列线通过74HC154控制，每一列显示需要延时约1ms。为了使用8位MCS-51系列单片机控制汉字的显示，通常把一个汉字分成上半部和下半部。单片机从上半部左侧开始，扫描完上半部的第1列后，继续扫描下半部的第1列；然后又从上半部的第2列开始扫描，扫描完下半部的第2列后，继续扫描下半部的第2列。依此类推，直到扫描下半部右侧最后一列，从而完成汉字的循环显示。

注意：每一列显示需要延时约1ms，依次16列循环显示。由于的视觉暂留现象，将感觉16列LED同时显示的样子。如果显示的时间过短，则LED亮度不够，如果显示的时间过长，则LED会出现闪烁现象。

二、绘制仿真电路图

1）元器件表如表6-2所示。

表6-2 元器件表

2）将表6-2中Proteus元器件添加到元器件列表中，绘制步骤如下。

①查找单片机的基本单元的Proteus的名称，绘制出单片机最小系统单元，如图6-20所示。

图6-20 单片机最小系统单元

②查找单片机汉字显示单元的8×8点阵Proteus的名称，绘制到仿真电路中，如图6-21所示。

图6-21 绘制8×8LED点阵

③通过总线绘制与单片机的连接，左边为行线通过P2、P3口输出，绘制到仿真电路中，如图6-22所示。

图6-22 点阵模块与单片机连线

④合并4块点阵，注意绘制连线点不要改动，如图6-23所示。

图6-23 4块点阵模块及连线图

⑤查找4—16译码器，控制列线P1口输出到译码器中，绘制到仿真电路中，完成汉字仿真图绘制，如图6-24所示。

图6-24 4—16译码器及连线图

三、画程序流程图

根据任务要求画出程序流程图，如图6-25所示。(www.daowen.com)

图6-25 程序流程图

四、编写程序

根据流程图写出单个汉字显示参考程序。

五、仿真调试

1）打开Keil软件，输入调试程序并编译生成hex文件。

2）打开16×16点阵显示仿真电路，导入hex文件调试。

知识链接

一、相关知识学习

16×16点阵显示原理：单个8×8点阵8个行脚与8个列脚的排列没有规律，在安装到电路板前，需弄清引脚的分布情况。根据二极管的单向导电性，用万用表的电阻挡测出每个发光二极管的行脚和列脚，并作好标记。先将4个8×8点阵分两组，每组的行线和列线对应地连接在一起，即8根行线和8根列线，这样两组的行线和列线加起来就并接出了16根行线和16根列线了。

点阵显示汉字使用的是16×16的点阵宋体字库，所谓16×16是每一个汉字在纵、横各16点的区域内显示的。也就是说要用4个8×8点阵组合成一个16×16的点阵。如图6-26所示，要显示“九”则相应的点就要点亮，由于我们的点阵在列线上是低电平有效，而在行线上是高电平有效，例如，“九”的字模编码见表6-3，所以要显示“九”字的话，将编码010H送P0口，080H送P2口，选择1列输出0依此类推，只要每行数据显示时间间隔够短，利用人眼的视觉暂留现象，这样送16次数据扫描完16行后就会看到一个“九”字。

图6-26 16×16点阵汉字显示

表6-3 “九”的编码

二、相关硬件学习

74HC154是一款高速CMOS器件，74HC154引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。引脚排列如图6-27所示，74HC154译码器可接受4位高有效二进制地址输入，并提供16个互斥的低有效输出。74HC154的两个输入使能门电路可用于译码器选通，以消除输出端上的通常译码“假信号”，也可用于译码器扩展。该使能门电路包含两个“逻辑与”输入，必须置为低以便使能输出端。任选一个使能输入端作为数据输入，74HC154可充当一个1～16的多路分配器。当其余的使能输入端置低时，地址输出将会跟随应用的状态。

图6-27 74HC154引脚排列

当两个选通输入G1和G2为低时，它可将4个二进制编码的输入译成16个互相独立的输出之一。74HC154真值表如表6-4所示。

表6-4 74HC154真值表

（续）

任务拓展

根据已学知识完成下列任务并调试：

设计利用16×16点阵循环显示汉字“微机技术”，编写程序并下载调试。

评一评

项目6 《点阵显示电路设计与调试》评价表

（续）

思考与练习

1.用8×8点阵显示电路动态显示“AT89S52”，试编写程序并调试。

2.用8×8点阵显示电路显示自己喜欢的简单图形，试编写程序并调试。

3.用16×16点阵显示电路显示自己的姓名，试画出字形图并写出编码，试编写程序并调试。

4.用16×16点阵显示电路和按键实现如下功能，按下按键时可以显示“☆”，再按下按键时显示“△”，依次循环，试编写程序并调试。

5.利用16×16点阵显示电路循环显示“身体健康”、“万事如意”，试编写程序并调试。