基于8086的LED点阵屏设计
1、 设计内容
LED电子显示屏是随着计算机技术及相关的微电子、光电子技术的迅猛发展而形成的一种新型信息显示媒介。它利用发光二极管构成的点阵或像素单元组成可变面积的显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性价比高等特点，在短短的十几年中，迅速成长为平板显示的主流产品。由于LED电子显示屏具有显示内容信息量大，外形美观大方，操作使用方便灵活，用户可随时任意自行编辑修改显示内容，显示方式图文并茂等优点，因此被广泛应用于商场、学校、银行、邮局、机场、车站、码头、金融证券市场、文化中心、信息中心休息设施等公共场所。
Proteus是英国Labcenter electronics公司开发的EDA工具软件。它不仅具有其他EDA工具软件的仿真功能，也是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。Proteus从原理图布图、代码调试到微处理器与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、8086、HC11、AVR、ARM和MSP430等。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。本课程设计在Proteus仿真平台上完成了8086控制的32×32LED点阵屏设计。 2、 设计原理及方案
本课程设计采用基于8086微处理器的接口电路对外围设备进行控制。主要涉及到8086 CPU接口电路的设计与搭建、点阵屏的组装、点阵屏与接口电路的连接、点阵屏扫描方案等。 2.1 设计原理
原理部分主要介绍8086 CPU各引脚的功能以便说明接口电路的连接原理；点阵屏的基本概念和扫描方法。 2.1.1 8086微处理器
8086是Intel系列的16位微处理器，芯片上有4万个晶体管，采用 HMOS工艺制造，用单一的+5V电源，时钟频率为4.77MHz~10MHz。8086有16根数据线和20根地址线，它既能处理16位数据，也能处理8位数据。可寻址的内存空间为1MB。
图1 8086实物图（左）8086引脚图（右）
8086有两种工作模式，分别是最大模式和最小模式。当CPU处在不同的工作模式时，其部分引脚的功能是不同的，因此在设计时必须首先确定CPU的工作方式。本设计采用最小模式，CPU各引脚功能如下：
1) AD15 ～AD0（address data bus）：地址/数据总线，双向，三态。 2) A19/S6～A16/S3（address/status）：地址/状态信号，输出，三态。 3) BHE（低）/S7（bus high enable/status）：允许总线高8位数据传送/状态信号，
输出，三态。
4) RD/（read）：读信号，输出，三态，低电平有效。 5) READY（ready）：准备就绪信号，输入，高电平有效。
6) INTR（interrupt request）：可屏蔽中断请求信号，输入，高电平有效。 7) TEST/（test）：等待测试控制信号，输入，低电平有效。
8) NMI（non-maskable interrupt）：非屏蔽中断请求信号，输入，高电平有效。 9) RESET（reset）：复位信号，输入，高电平有效。 10) CLK（clock）：时钟信号，输入。 11) VCC电源输入引脚。 12) GND：接地引脚。
13) MN/MX/（minimum/maximum）：最小/最大模式输入控制信号。 14) IO/M/（memory I/O select）：存储器、I/O端口选择控制信号。 15) WR/（write）：写信号，输出，低电平有效。
16) INTA/（interrupt acknowledge）：可屏蔽中断响应信号，输出，低电平有效。 17) ALE（address lock enable）：地址锁存允许信号，输出，高电平有效。 18) DT/（data transmit or receive）：数据发送/接收信号，输出，三态。 19) DEN/（data enable）：数据允许控制信号，输出，三态，低电平有效。 20) HOLD（bus hold request）：总线保持请求信号，输入，高电平有效。
21) HLDA（hold acknowledge）：总线保持响应信号，输出，高电平有效。 2.1.2 点阵屏及其工作原理
LED点阵屏通过LED点阵组成，以红色或绿色灯珠亮灭来显示文字、图片、动画、视频等，是各部分组件都模块化的显示器件，通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。LED点阵显示屏制作简单，安装方便，被广泛应用于各种公共场合，如汽车报站器、广告屏以及公告牌等。
图2 8×8点阵块
下面详细介绍点阵屏的工作原理。以简单的8×8点阵为例（图3 右），它共由64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行置1电平，某一列置0电平，则相应的二极管就亮；如要将第一个点点亮，则9脚接高电平13脚接低电平，则第一个点就亮了；如果要将第一行点亮，则第9脚要接高电平，而（13、3、4、10、6、11、15、16）这些引脚接低电平，那么第一行就会点亮；如要将第一列点亮，则第13脚接低电平，而（9、14、8、12、1、7、2、5）接高电平，那么第一列就会点亮.
图3 不同极性的点阵屏结构图
2.1.3 点阵屏扫描方式
LED点阵扫描方式有很多种类，主要有四种扫描方式，分别是逐行式、逐列式、列行式、行列式。各种扫描方式应用在不同的场合，逐行式扫描主要是应用在行数较