单片机：实现点阵汉字显示程序设计（附带源码）

news2024/12/26 7:37:08

单片机实现点阵汉字显示程序设计

在嵌入式系统中，点阵显示常用于显示汉字、英文字符以及其他图形信息。为了实现汉字的显示，通常需要使用字符点阵（例如5×7或16×16点阵）来表示每个字形，并通过合适的硬件接口将其显示出来。

本项目将使用单片机（如AT89C51）和点阵显示屏来实现汉字显示。我们将展示如何通过程序控制点阵显示屏显示汉字。

1. 项目需求分析

目标：

显示汉字：通过点阵屏显示一组汉字。
硬件控制：通过单片机控制点阵屏，显示汉字。
程序设计：编写程序通过点阵数据控制点阵屏显示汉字。

功能需求：

点阵控制：通过控制点阵显示屏的行列线来显示汉字。
汉字编码：使用字模（点阵图案）来表示汉字的显示方式。
显示效果：通过不断扫描行列的方式，逐个显示每个字的点阵。

2. 硬件设计

2.1 单片机选择

本项目使用AT89C51单片机，它具有足够的I/O端口来控制点阵显示屏。

2.2 硬件连接

点阵显示屏：本设计使用8×8点阵LED显示屏，控制行列信号来控制显示内容。
行列控制：通过8个行（Row）和8个列（Column）控制点阵的显示。

2.3 电路设计

通过单片机的GPIO口控制点阵的行和列，点亮或熄灭相应位置的LED。
行控制：P1.0至P1.7用于控制点阵的行信号。
列控制：P2.0至P2.7用于控制点阵的列信号。
显示数据：汉字的点阵图数据存储在程序内存中，根据需要加载到显示缓冲区，逐行逐列扫描。

3. 软件设计

3.1 点阵汉字的表示

汉字的点阵显示是通过预定义的字模数组来完成的。每个字的点阵数据通常为一个8×8或16×16的矩阵，每个字模中的每个点由一个字节表示（1表示点亮，0表示熄灭）。

例如，假设我们有一个5×7点阵来表示字母或简单的图形，一个汉字的点阵图可以使用一个字节表示一个列的状态。字模数据需要预先定义并存储。

3.2 程序设计

我们将通过扫描点阵的行和列来控制显示，点亮相应的LED灯显示汉字。

3.3 代码实现

#include <reg51.h>  // 包含51单片机的寄存器定义文件

// 定义点阵控制引脚
#define ROW P1   // 行控制端口
#define COL P2   // 列控制端口

// 定义汉字的点阵数据，假设为5x7点阵，每个汉字占用5字节
// 每个字节表示列的数据，其中1表示亮，0表示灭
unsigned char hanzi[][5] = {
    {0x7F, 0x09, 0x09, 0x09, 0x7F},  // "中"字
    {0x7F, 0x49, 0x49, 0x49, 0x36}   // "国"字
};

// 延时函数，用于控制显示的时间间隔
void delay(unsigned int time) {
    unsigned int i, j;
    for (i = 0; i < time; i++) {
        for (j = 0; j < 120; j++);
    }
}

// 显示一个汉字
void display_hanzi(unsigned char *data) {
    unsigned char i, j;
    for (i = 0; i < 5; i++) {  // 5列
        ROW = 0xFF;  // 先熄灭所有行
        COL = data[i];  // 设置列数据
        ROW = ~(0x01 << i);  // 点亮当前行
        delay(10);  // 延时，保持当前列显示
    }
}

// 显示一组汉字
void display_all_hanzi() {
    unsigned char i, j;
    for (i = 0; i < 2; i++) {  // 显示2个汉字
        display_hanzi(hanzi[i]);
        delay(500);  // 每个字显示一段时间
    }
}

// 主程序
void main() {
    // 初始化列和行端口
    ROW = 0xFF;  // 所有行都先熄灭
    COL = 0x00;  // 所有列都先熄灭

    while (1) {
        display_all_hanzi();  // 显示汉字
    }
}

4. 代码解释

汉字的点阵表示：
- 每个汉字的点阵图由一个字模数组表示，每个字模使用一个5字节数组来表示5列，每个字节表示一列的LED状态（1表示点亮，0表示熄灭）。
- 例如，汉字“中”用以下数据表示：

{0x7F, 0x09, 0x09, 0x09, 0x7F}

- 每个字节表示一个列的状态，0x7F表示列中所有的LED点亮。
显示函数：
- display_hanzi函数逐列扫描点阵显示，并根据传入的字模数据逐行显示。
- 通过设置列信号和行信号的状态，点亮对应的LED来显示点阵。
延时函数：
- delay函数控制显示的时间间隔，使得汉字在点阵屏上显示得清晰可见。
主程序：
- 在主程序中，我们调用display_all_hanzi函数，按顺序显示一个或多个汉字。
- display_all_hanzi函数会依次显示数组hanzi中的所有汉字。