运用Proteus及汇编语言的汉字点阵动态显示

英国Labcenter公司开发的Proteus ISIS是一个非常不错的电路分析与实物仿真软件。Proteus软件由ISIS和ARES两部分构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统原理设计和仿真平台软件，ARES是一款高级的PCB布线编辑软件。它不仅具有具有和其他EDA工具一样的原理图编辑、印刷电路板（PCB）设计及电路仿真功能，最大的特色是其电路仿真的交互化和可视化。通过Proteus软件的VSM（虚拟仿真模式），用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路、单片机及外围元器件等电子线路进行系统仿真。Proteus一种操作简便而又功能强大的原理图编辑工具。Proteus ISIS运行于Windows 98/2000/XP环境，对PC的配置要求不高，一般的配置就能满足要求。运行Proteus ISIS的执行程序后，即进入Proteus ISIS编辑环境。该软件有着以下几个特点：

1 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，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVisiON2等软件。

2 具有强大的原理图绘制功能。

3 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。

4 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。

5 支持主流单片机系统的仿真。目前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。

总的涞说Proteus是一款集单片机和SPICE分析于一身的电路设计和仿真软件，功能极其强大。该软件的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，这里我们以提取“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

我们采用AT89C51单片机来做汉字点阵的控制电路，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，具体画法这里就不给出了，相信很多地方都有详细的过程介绍。如果真的一点都不了解最好去看看相关画法介绍，看了对Proteus软件就会有更深入的了解了。

在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，每个汉字是由四块8×8 LED模块组成。效果不会比16×16点阵的差。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-4-16译码器74HCl54，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Pl口输出列信号，首先第l列输出“1”，第l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“l”，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LED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。

2 汉字显示程序设计

根据以上硬件电路和单片机控制原理，编程思路可以如图2所示。

完整的程序代码如下：

MOV DPTR,#WORDTAB；初始化

MOV Rl,#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

CPLA

MOVP0,A

INC R1 ；字模数据索引值加1

MOVA,R1 ；查表取出字模数据经P2口输出

MOVC A，@A+DPTR

CPLA

MOVP2,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

SJMPK2

K1：CLRC ；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

3 仿真及结果

让我们看下Proteus的仿真方法：

(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)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。

(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。四个字显示出来如图3所示。

结论

通过以上的，Proteus是单片机应用产品灵活、高效、正确的设计与仿真平台，为单片机应用产品研发提供了完整的虚拟实验室，改革了单片机应用产品的研发过程，为广大单片机初学者及工程技术人员提供了单片机开发辅助手段。同时，Proteus也给汉字显示电路的设计、平板显示的驱动电路设计等提供了一种新的方法。