Proteus的LED滚屏设计与仿真

本文以40×16的小屏幕为例来介绍滚动屏幕的制作方法。该设计基于英国Labcenter Electronics公司开发的仿真软件Proteus，在产品开发的初期，使用这个软件无疑是一种提高效率和降低成本的好办法。

LED电子屏在日常生活中随处可见，尺寸有大有小，屏幕显示的内容有静态的和动态的，动态的大多采用滚动和闪烁等方式。无论是显示数字的小屏幕还是显示文字或图像的几平方米的大屏幕，其显示原理都是类似的。

    1 硬件电路设计

    1.1 点阵式LED

    本文设计的LED滚动屏幕由8×8点阵式LED模块组成，因此40×16(16行40列)的屏幕共需要10片8×8的LED模块。其组成形式如图1所示。图中8×8点阵式LED由8行8列共64个发光二极管组成，且每个发光二极管放置在行线和列线的交叉点上．当对应的某一列置1电平，某一行置0电平时，其相应交叉点的二极管发光。


    1.2  仿真软件Proteus

    Proteus的ISIS是一款Labcenter出品的电路分析实物仿真系统，它可仿真各种电路和IC，并支持单片机，且元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业单片机软件仿真系统。目前Proteus软件可支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。

    1.3  电路设计

    图2是LED滚动屏幕的电路原理图。该屏幕由10片8×8LED模块组成，分两排，每排5片。由于8×8LED模块只能显示数字，不能显示汉字，且显示一个汉字至少需要16×16点阵，所以，本设计采用4片8×8LED模块，可以同时显示2.5个汉字，图1中屏幕显示的是“动屏”两个字和“幕”字的左半边。滚动屏幕的显示由AT89C51来控制，屏幕不停地向左滚动显示“滚动屏幕设计”六个字。由于该屏幕有16行40列，其行和列引脚信号均由AT89C51控制，但AT89C51只有32个I／O口，所以，设计中使用了5片74LS138译码器来提供列控制信号，而行方向的16条引脚则接在AT89C51的P0口和P2口。74LS138的地址输入端和片选输入端由AT89C51的P1口控制。



    2 软件设计

    本文设计的LED滚动屏幕是通过AT89C51来进行控制的，而可实现向左滚动显示“滚动屏幕设计”六个文字的显示，其程序使用汇编语言来编写完成，流程图如图3所示。设计时先由控制器的P0口和P2口送1～16行扫描码，由P1口来控制译码器送列控制码。在显示完第l列后，列控制码加1，再显示第2列，直到40列显示完，即显示完一屏。然后重新显示1～40列，反复显示10次，这样可使文字显示的时间更久些。当显示完第1屏，取码指针就加2(每一列是16位，两个字节)，接着显示第2屏，即第2屏的第1列是第1屏的第2列，第3屏的第1列是第1屏的第3列，如此循环就出现了屏幕滚动显示的效果。直到6个文字全部显示完毕，再循环显示。



    3 仿真设计

    本设计在Proteus ISIS中命名为40X16，汇编语言程序命名为40X16．asm，点击菜单Source的下拉菜单第一条Add／Remove Source Files，在弹出的对话框中点击New，选择40X16．asm。然后在CodeGereration tool一栏的下拉框中选择ASM51，点击OK。这样，菜单Source的下拉菜单中就多了个40X16．asm。点击菜单Source的下拉菜单BuildAll，如果编译成功，会弹出BUILD LOG提示没有错误，如果程序中有错误，则编译失败，BUILDLOG也会对错误进行提示。编译完成后生成40X16．hex文件，在原理图中右键点击AT89C51，再点击左键，会弹出Edit Component对话框中，如图4所示，对其设置完后再点击OK，就可以进行仿真了。


    4结束语

    本文利用Proteus ISIS完成了40×16点阵式LED滚动屏幕的设计，屏幕左向滚动显示“滚动屏幕设计”六个字，仿真效果良好。本设计电路原理简单易行，程序简洁高效，因此对于大屏幕的制作有很好的参考价值。