×LED點(diǎn)陣顯示課設(shè)

1、目錄摘要 引言第 1 章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)方案1.1 本設(shè)計(jì)任務(wù)1.2 總體設(shè)計(jì)方案和論證1.3 方案設(shè)計(jì)與論證第 2 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)2.1.1 51 系列單片機(jī)的概述2.1.2 單片機(jī)的發(fā)展歷史 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)2.1.4 單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)的應(yīng)用 單片機(jī)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1.7 單片機(jī)的組成2.2 8X 8 LED點(diǎn)陣顯示模塊的硬件設(shè)計(jì)及工作原理2.2.1 LED 簡(jiǎn)介2.2.2 LED 點(diǎn)陣2.2.3 顯示原理第 3 章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1 軟件流程3.2數(shù)字字庫(kù)的提取數(shù)字的表示及編碼原理提取數(shù)字的數(shù)字庫(kù)3.3 程序代碼的設(shè)計(jì)第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)

2、試結(jié)果分析4.1 元器件清單4.2 系統(tǒng)調(diào)試硬件調(diào)試軟件調(diào)試 硬件軟件聯(lián)調(diào)4.3 測(cè)試結(jié)果心得體會(huì)致謝參考文獻(xiàn)摘要LED是發(fā)光二極管Light Emitting Diode的英文縮寫(xiě)，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的半導(dǎo)體。LED點(diǎn)陣是由發(fā)光二極管排列 組成的顯示器件 , 在我們?nèi)粘Ｉ畹碾娖髦须S處可見(jiàn)，極為普通也 廣為人知。特別是它的發(fā)光類(lèi)型屬于冷光源，效率及發(fā)熱量是普通 發(fā)光器件難以比擬的，它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有： 耗電少、使 用壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)、規(guī)格 品、可靠耐用、應(yīng)用靈活、安全、響應(yīng)時(shí)間短、綠色環(huán)保、控制靈 活種等特點(diǎn)。目前LED顯示屏作為新一代的信

3、息傳播媒體，已經(jīng)成 為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，以及 LED顯示技術(shù)的不斷完善，人們對(duì) LED顯示屏的認(rèn)識(shí)將越來(lái)越深入， 數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，而 LED顯示以其組構(gòu)方式靈活、顯示穩(wěn)定、功耗低、壽命長(zhǎng)、技術(shù)成 熟、成本低廉等特點(diǎn)在車(chē)站、證券所、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館、交通干道及各種 室內(nèi)/ 外顯示場(chǎng)合的信息發(fā)布，公益宣傳，環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)，重大活動(dòng) 倒計(jì)時(shí)等等得到 廣泛的應(yīng)用， 其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來(lái)越廣。 ， 引言自20世紀(jì)80年代后期開(kāi)始，隨著LED制造技術(shù)的不斷完善， 在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)改革開(kāi)放之后，提別是進(jìn)入 90 年 代國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)

4、，對(duì)公眾場(chǎng)合發(fā)布信息的需求日益強(qiáng)烈。而 LED 顯示屏作為信息傳播的一種重要手段，已經(jīng)成為城市信 息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志 ,LED 顯示屏隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，以及 LED制造技術(shù)的完善，人們對(duì) LED顯示屏的認(rèn)識(shí)將會(huì)越來(lái)越深入， 其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來(lái)越廣； LED 顯示屏經(jīng)多年的開(kāi)發(fā)、研制、生 產(chǎn)，其技術(shù)目前已經(jīng)成熟。現(xiàn)在各種廣告牌不再是白底黑字了，也不再是單一的非電產(chǎn)品，而是用上了豐富多彩的 LED電子產(chǎn)品，為城市的增添了一道靚 麗的風(fēng)景。而且它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有耗電少、使用壽命 長(zhǎng)、成本低、發(fā)光效率高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)、可靠耐 用、組態(tài)靈活、安全、響應(yīng)時(shí)間短、綠色環(huán)保、控制靈

5、活、色彩豐富以及對(duì)室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。近年來(lái)LED顯示屏市場(chǎng)得到了迅猛的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到銀行、郵電、稅務(wù)、機(jī)場(chǎng)、車(chē) 站、證券市場(chǎng)及其它交易市場(chǎng)、醫(yī)院、電力、海關(guān)、體育場(chǎng)等需要 進(jìn)行多種公告、宣傳的場(chǎng)合。通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)可顯示數(shù)字的8*8點(diǎn)陣控制器來(lái)學(xué)習(xí)和熟悉 LED的使用。第1章設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)方案1.1本設(shè)計(jì)任務(wù)結(jié)合微機(jī)原理、單片機(jī)技術(shù)知識(shí)，查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的LED點(diǎn)陣顯示器系統(tǒng)，采用點(diǎn)陣 LED作為顯示器 顯示倒計(jì)時(shí)“ 9” “0”。1.2總體設(shè)計(jì)方案和論證8*8顯示器設(shè)計(jì)電路vPROTUES):2E3 - “a*06eTCt .-xtL：2沖代:U1XTAI.1

6、FQJ3TAIX3POLWAlilPDLafAEZXTAEPIJ*.K3 P 口用” 卩口 M陌RSTPOAPTpzajsFZ.-WW pzaACALE 玄PZ.AIZ PZjSA-G FZJ9AU PZJfAISP15IPM嗣F'1.1P3L1H>®P1l2PISTOTOP'UF3JflITTP'1.*P3i.*naP1JipusnPUS陽(yáng) jsrnuiP1：TFjjmriV ' r'r1 3"fed 'iD111Z.<3嚇a、Itc* A1$C5 >斗勺 ITUJ 1.3 方案論證與比較顯示部分 顯示部分

7、是本次設(shè)計(jì)最核心的部分，對(duì)于 LED8*8 點(diǎn)陣顯示有以下兩種方案：方案一：靜態(tài)顯示，將一幀圖像中的每一個(gè)二極管的狀態(tài)分別用 0 和 1 表 示,若為 0 ,則表示 LED 無(wú)電流 ,即暗狀態(tài)。若為 1 則表示二極管被點(diǎn)亮。若給每 一個(gè)發(fā)光二極管一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路 ,一幅畫(huà)面輸入以后 ,所 LED 的狀態(tài)保持到下一幅 畫(huà)。對(duì)于靜態(tài)顯示方式 ,所需的譯碼驅(qū)動(dòng)裝置很多 ,引線(xiàn)多而復(fù)雜 ,成本高 ,且可靠 性也較低。方案二：動(dòng)態(tài)顯示，對(duì)一幅畫(huà)面進(jìn)行分割 ,對(duì)組成畫(huà)面的各部分分別顯示 ,是 動(dòng)態(tài)顯示方式。動(dòng)態(tài)顯示方式 ,可以避免靜態(tài)顯示的問(wèn)題。但設(shè)計(jì)上如果處理不 當(dāng) ,易造成亮度低 ,閃爍問(wèn)題。因此合理的設(shè)

8、計(jì)既應(yīng)保證驅(qū)動(dòng)電路易實(shí)現(xiàn),又要保證圖像穩(wěn)定 ,無(wú)閃爍。動(dòng)態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式, 復(fù)用的程度不是無(wú)限增加的 , 因?yàn)槔脛?dòng)態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫(huà)面的實(shí)質(zhì)是 利用了人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)短 , 發(fā)光的亮度等因素 . 我們 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) , 當(dāng)掃描刷新頻率 （發(fā)光二極管的停閃頻率 > 為 50Hz, 發(fā)光二極管導(dǎo) 通時(shí)間1m s時(shí),顯示亮度較好,無(wú)閃爍感.o鑒于上述原因 , 我采用方案二驅(qū)動(dòng)方式的選擇方案一：并行控制驅(qū)動(dòng)方式就是顯示的數(shù)據(jù)是通過(guò)并行 （8 位> 方式送入點(diǎn) （列 > 驅(qū)動(dòng)電路。每送入一個(gè)字節(jié)就完成了一個(gè)模塊的一個(gè)行的數(shù)據(jù)置

9、入，其優(yōu)點(diǎn) 是數(shù)據(jù)的刷新速度塊，這就減輕了上一級(jí)控制系統(tǒng)的壓力。在同樣的數(shù)據(jù)處理量 的前提下，對(duì)處理速度要求的降低，就意味著對(duì)系統(tǒng)投入的降低。同時(shí)處理速度的 降低也相應(yīng)地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這一設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)線(xiàn)路簡(jiǎn)潔，控制方便快速。系統(tǒng)的整體投入成本比較低，這一設(shè)計(jì)方案將大大地提高系統(tǒng)的性能 價(jià)格比。但是，并行控制驅(qū)動(dòng)方式的缺點(diǎn)是：因?yàn)閿?shù)據(jù)是并行輸入的，這就使得 單元內(nèi)的線(xiàn)路接復(fù)雜。由此增加了單元的印刷線(xiàn)路板的設(shè)計(jì)難度。同時(shí)提高了 印刷線(xiàn)路板的密度，對(duì)生產(chǎn)加工和調(diào)試提出了較高的要求。方案二：所謂串行控制驅(qū)動(dòng)方式就是顯示的數(shù)據(jù)是通過(guò)串行方式送入點(diǎn)（列> 驅(qū)動(dòng)電路。其特點(diǎn)是單元內(nèi)的線(xiàn)路

10、連接簡(jiǎn)單，這給印刷電路板的設(shè)計(jì)帶來(lái)了方便。同時(shí)也減少了印刷電路板的布線(xiàn)密度 ，從而為生產(chǎn)和調(diào)試帶來(lái)了有利的 一面。然后，單元的可靠性也相應(yīng)的提高了。串行控制驅(qū)動(dòng)方式可選用的芯片有 MC409474LS59、74HC595 6B595 9094等等。在本次設(shè)計(jì)中我們采用的芯片 是 74HC595、74LS38o 鑒于上述原因 , 我采用方案二電源模塊方案一：采用干電池作為L(zhǎng)ED點(diǎn)陣系統(tǒng)的電源，因?yàn)辄c(diǎn)陣系統(tǒng)耗電量較大， 使用干電池需經(jīng)常換電池，不符合節(jié)約型社會(huì)的要求。點(diǎn)陣系統(tǒng)要懸掛在墻 上，電池總量大，使用會(huì)有較大安全隱患。方案二：采用200W/5V直流穩(wěn)壓電源作為系統(tǒng)電源，不僅功率上可以滿(mǎn)足系

11、統(tǒng)需要，不需要更換電源，并且比較輕便，使用更加安全可靠基于以上分析，我們決定采用方案二第 2 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1 AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)2.1.1 51 系列單片機(jī)的概述 單片機(jī)也被稱(chēng)作“單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”，國(guó)際上采用“ MCU”（Micro Controller Unit>稱(chēng)呼單片機(jī)。如果將 8 位單片機(jī)的推出作為起點(diǎn) <1976 年），那么單 片機(jī)的發(fā)展的歷史大致可以分為 4 個(gè)階段。第一階段是單片機(jī)探索 階段，主要探索如何把計(jì)算機(jī)的主要部件集成在單芯上；第二階段 是單片機(jī)完善階段，完善了 8 位單片機(jī)的并行總線(xiàn)結(jié)構(gòu)、外圍功能 單元由C

12、PU集中管理模式、體現(xiàn)控制特性的位地址空間和位操作方 式、指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指 令；第三階段是向微控制器發(fā)展的階段，說(shuō)的是在 51 系列的基本結(jié) 構(gòu)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)了外圍電路的功能，突出了單片機(jī)的控制功能， 將一些用測(cè)控對(duì)象的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、程序運(yùn)行監(jiān)視器、 脈寬調(diào)制器等納入芯片中，體現(xiàn)單片機(jī)的微控制器特征；第四階段 是單片機(jī)的全面發(fā)展階段，很多大半導(dǎo)體和電氣廠(chǎng)商都開(kāi)始加入單 片機(jī)的研制和生產(chǎn)，單片機(jī)世界出現(xiàn)了百花齊放，欣欣向榮的景 象。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、 大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的 8位、 16位、 32位通用型單片機(jī)

13、，以及 小型謙價(jià)的專(zhuān)用型單片機(jī)。單片機(jī)的發(fā)展歷史1970年微型計(jì)算機(jī)研制成功后，隨著就出現(xiàn)了單片機(jī)。美國(guó)Intel 公司在1971推出了 4位單片機(jī) 4004；1972年推出雛形 8 位單片機(jī) 8008。特別是在 1976年推出 MCS-48 單片機(jī)以后的 30年中，單片機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了 數(shù)次的更新?lián)Q代。其發(fā)展大約每三、四年要更新一代，集成度增加一倍，功能 翻番。 盡管單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長(zhǎng)，但以 8 位單片機(jī)的推出為起點(diǎn)，單片機(jī) 的發(fā)展已經(jīng)歷了 4 個(gè)階段。第一階段（1976-1978年：初級(jí)單片機(jī)階段。這個(gè)階段的單片機(jī)以 In tel公 司的MC-48為代表。這個(gè)系列的單片機(jī)內(nèi)集

14、成有 8位CPU、I/O接口、8位定 時(shí)器/計(jì)數(shù)器，尋址范圍不大于4KB，具有簡(jiǎn)單的中斷功能，無(wú)串行接口。第二階段 （1978-1982年：?jiǎn)纹瑱C(jī)完善階段。在這一階段推出的單片機(jī)其功 能有較大的增強(qiáng)，能夠應(yīng)用于更多的場(chǎng)合。這個(gè)階段的單片機(jī)普遍帶有串行 I/O 口，多級(jí)中斷處理系統(tǒng)，16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，片內(nèi)集成的RAM、ROM容量加 大，尋址范圍可達(dá)64KB。一些單片機(jī)片內(nèi)還集成了 A/D轉(zhuǎn)換接口。這類(lèi)單片 機(jī)的典型代表有In tel公司的MCS-51、Motorola公司的6081和Zilog公司的Z8 等。第三階段（1982-1992： 8位單片機(jī)鞏固發(fā)展及 16位高級(jí)單片機(jī)發(fā)展階段。 在

15、此階段，盡管 8位單片機(jī)的應(yīng)用已廣泛普及，但為了更好地滿(mǎn)足測(cè)控系統(tǒng)嵌 入式應(yīng)用的要求，單片機(jī)集成的外圍接口電路有了更大的擴(kuò)充。這個(gè)階段的代 表為 8051 系列。許多半導(dǎo)體公司和生產(chǎn)廠(chǎng)以 MCS-51 的 8051 內(nèi)核，推出了滿(mǎn) 足各種嵌入式應(yīng)用的多種類(lèi)型和型號(hào)的單片機(jī)。其主要技術(shù)發(fā)展如下：1 外圍功能集成。滿(mǎn)足模擬量直接輸入的 ADC 接口；滿(mǎn)足伺服驅(qū)動(dòng)的 PWM ；保證程 序可靠運(yùn)行的程序監(jiān)控定時(shí)器 WDT（俗稱(chēng)看門(mén)狗。2出現(xiàn)了為滿(mǎn)足串行外圍 擴(kuò)展要求的串行擴(kuò)展總線(xiàn)和接口，如 SPI、I2C總線(xiàn)、單總線(xiàn)（1-Wire等。3出 現(xiàn)了滿(mǎn)足分布系統(tǒng)并突出控制功能的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口，如 CAN 等。

16、 4 在程序存 儲(chǔ)器方面廣泛使用了片內(nèi)程序存儲(chǔ)器技術(shù)，出現(xiàn)了片內(nèi)集成 EPROM、 EEPROM、Flash ROM、Mask ROM、OTP ROM等各種類(lèi)型的單片機(jī)，以滿(mǎn)足 不同產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的需要，也為最終取消外部?jī)?chǔ)存器擴(kuò)展奠定了良好的基 礎(chǔ)。 與此同時(shí)，一些面向更高層次的應(yīng)用，推出了 16位單片機(jī)，典型代表有 Intel公司的MCS-96系列單片機(jī)第四階段（1993-現(xiàn)在：百花齊放階段。現(xiàn)階段單片機(jī)發(fā)展的顯著特點(diǎn)是百 花齊放和技術(shù)創(chuàng)新，以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的廣泛需要。其主要方面如下： 1 單片機(jī) 嵌入式系統(tǒng)是面對(duì)最底層的電子技術(shù)應(yīng)用，從簡(jiǎn)單的玩具、小家電到復(fù)雜的工 業(yè)控制系統(tǒng)、智能儀表、電器

17、控制，以及發(fā)展到機(jī)器人、個(gè)人信息終端、機(jī)頂 盒等，因此，面對(duì)不同的應(yīng)用對(duì)像，不斷推出適用于不同領(lǐng)域要求的、從簡(jiǎn)易 性能到多功能的單片機(jī)系列。 2 大力發(fā)展專(zhuān)用型單片機(jī)。早期的單片機(jī)以通用 型為主。因?yàn)閱纹瑱C(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)的提高，周期的縮短，成本的下降，以及 許多特定的電子產(chǎn)品，如家電類(lèi)產(chǎn)品的巨大市場(chǎng)需求能為，推動(dòng)了專(zhuān)用型單片 機(jī)的發(fā)展。在這類(lèi)產(chǎn)品中采用專(zhuān)用型單片機(jī)，具有成本低、資源利用率高、系 統(tǒng)外圍電路少、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。因此，專(zhuān)用單片機(jī)也是單片機(jī)發(fā)展的一個(gè)主 要方向。 3 致力于提高單片機(jī)的綜合品質(zhì)。采用先進(jìn)的技術(shù)來(lái)提高單片機(jī)的綜 合品質(zhì)，如提高 I/O 口的驅(qū)動(dòng)能力，增強(qiáng)抗靜電和抗干擾措

18、施，加寬 (降低工 作電壓，降低功耗。2.1.3 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)綜觀(guān) 30 多年的發(fā)展過(guò)程，作為嵌入式系統(tǒng)的核心 -單片機(jī)，正在朝著多功 能、多選則、高速度、低功耗、低價(jià)格、大容量及加強(qiáng) I/O 功能等方向發(fā)展。 其進(jìn)一步的發(fā)展趨勢(shì)是多方面的。1 全盤(pán) CMOS 化COMS 電路具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如極寬的工作范圍、極佳的低功耗管理特性等。CMOS化已經(jīng)成為目前單片機(jī)及其外圍器件及其外圍器件流行的半導(dǎo)體工藝。2 采用 RISC 體系結(jié)構(gòu)早期的單片機(jī)大多采用CISC體系結(jié)構(gòu)，指令復(fù)雜，指令代碼、周期數(shù)不統(tǒng) 一；指令運(yùn)行很難實(shí)現(xiàn)流水線(xiàn)操作，大大阻礙了運(yùn)行速度的提高。例如， MCS- 51系列單片機(jī)，

19、當(dāng)外部時(shí)鐘為12MHz,其單周期指令運(yùn)行速度僅為1MIPS。采 用 RISC 體系結(jié)構(gòu)和精簡(jiǎn)指令后，單片機(jī)的指令絕大部分成為單周期指令，而 且通過(guò)增加程序儲(chǔ)存器的寬度 (8位增加到 16位實(shí)現(xiàn)了一個(gè)地址單元存儲(chǔ)一條 指令。在這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，很容易實(shí)現(xiàn)并行流水線(xiàn)的操作，大大提高了指令的 運(yùn)行速度。目前一些 RISC 體系結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，如美國(guó) ATMEL 公司 AVR 系列 單片機(jī)已實(shí)現(xiàn)了一個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行一條指令。與 MCS-51 相比，在相同的 12MHz外部時(shí)鐘下，單周期指令運(yùn)行的速度可達(dá) 12MIPS。這樣，一方面可以 獲得指令的高速運(yùn)行，另一方面，在相同的運(yùn)行速度下，可大大降低時(shí)鐘的頻 率

20、，有利于獲得良好的電磁兼容效果。3 多功能集成化 單片機(jī)在內(nèi)部已集成了越來(lái)越多的部件，這些部件不僅包括一般常用的電路， 例如定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、模擬比較器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、串行通信接口、 WDT 電路、 LCD 控制器等，有的單片機(jī)為了構(gòu)成控制網(wǎng)絡(luò)或形成局部網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)部含有局部 網(wǎng)絡(luò)控制模塊 CAN 總線(xiàn)，以方便地構(gòu)成一個(gè)控制成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)。為了能在變 頻控制中方便地使用單片機(jī)，形成最具有經(jīng)濟(jì)效益的嵌入式控制系統(tǒng)。有的單 片機(jī)內(nèi)部清空設(shè)置了專(zhuān)門(mén)用于變頻控制的脈寬調(diào)制電路 PWM 。4 片內(nèi)存儲(chǔ)器的改進(jìn)與發(fā)展 目前新型單片機(jī)一般在片內(nèi)集成了兩種類(lèi)型的存儲(chǔ)器：隨機(jī)讀 /寫(xiě)存儲(chǔ)器SRAM，作為臨時(shí)數(shù)據(jù)

21、存儲(chǔ)器用于存放工作數(shù)據(jù)；只讀ROM，作為程序存儲(chǔ)器用于存放系統(tǒng)控制程序和固定不變的數(shù)據(jù)。片內(nèi)存儲(chǔ)器的改進(jìn)與發(fā)展方向是擴(kuò) 大容量，以及提高 ROM 數(shù)據(jù)的易寫(xiě)和保密性等。1 片內(nèi)存儲(chǔ)容量的增加。新型單片機(jī)一般在片內(nèi)集成的 SRAM 128 字節(jié) 1KB， ROM 的容量一般為 48KB 。為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)、音視頻等高端產(chǎn)品的需 要，高檔單片機(jī)在片內(nèi)集成了更大容量的 RAM 和 ROM 存儲(chǔ)器。例如 ATMEL 公司的ATmega16片內(nèi)的SRAM為1KB , Flash ROM為16KB。而該系列的高 端產(chǎn)品 ATmega256片內(nèi)集成了 8KB 的 SRAM、256KB 的 Flash ROM 和

22、 4KB 的 EEPROM。2片內(nèi)程序存儲(chǔ)器由EPROM型向Flash ROM發(fā)展。早期單片機(jī)在片內(nèi)往往 沒(méi)有程序存儲(chǔ)器或片內(nèi)集成了 EPROM 型的程序存儲(chǔ)器。將程序存儲(chǔ)器集成在 單片機(jī)內(nèi)，可以大大提高單片機(jī)的抗干擾能力，提高程序的保密性，減少硬件 設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和空間等許多優(yōu)點(diǎn)，因此片內(nèi)集成程序存儲(chǔ)器已成為新型單片機(jī) 的標(biāo)準(zhǔn)方式，但 EPROM 具有須用 12V 高壓編程寫(xiě)入。紫外線(xiàn)光照擦除以及重 寫(xiě)入次數(shù)有限等缺點(diǎn)，這給使用帶來(lái)了不便。新型單片機(jī)則采用 Flash ROM、 Mask ROM、OTP ROM作為片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，F(xiàn)lash ROM在通常（如5V/3V下 就可以實(shí)現(xiàn)程序的寫(xiě)入和

23、擦除操作，重寫(xiě)次數(shù)在 10 000次以上，并可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn) 編程寫(xiě)入的ISP技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，為使用帶來(lái)了極大的方便。采用 Mask ROM的微控 制器稱(chēng)為掩膜芯片，它在芯片制造過(guò)程中就將程序“寫(xiě)入”其中，并永遠(yuǎn)不能 改寫(xiě)。采用 OTP ROM 的微控制器，其芯片出廠(chǎng)時(shí)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器是“空 的”，它允許用戶(hù)將自己編寫(xiě)好的程序一次性地編程寫(xiě)入，之后再已無(wú)法更改了。Mask ROM和OTP ROM適用于大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)，而 EPROM和FlashROM 則適用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及學(xué)習(xí)培訓(xùn)時(shí)使用。 3程序保密化。一個(gè)單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)程序是系統(tǒng)最重要的部分，是知 識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的核心。為了防止片內(nèi)程序被非法讀出復(fù)

24、制，新型單片機(jī)往往對(duì)片 內(nèi)程序存儲(chǔ)器進(jìn)行加鎖加密。當(dāng)系統(tǒng)程序?qū)懭肫瑑?nèi)程序存儲(chǔ)器后，可以再對(duì)加 密保護(hù)單元編程，使芯片加鎖。加鎖加密后，從芯片外部則無(wú)法讀取片內(nèi)系統(tǒng) 程序代碼。若將加密單元擦除，則片內(nèi)程序也同時(shí)被擦除掉，這樣便達(dá)到了程 序保密的目的。5 ISP、IAP及ISP、IAP技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用ISP(ln System Programmable稱(chēng)為在線(xiàn)系統(tǒng)可編程技術(shù)。隨著微控制器在片內(nèi)集 成EEPROM、Flash ROM的發(fā)展，推動(dòng)了 ISP技術(shù)在單片機(jī)中的應(yīng)用。在 ISP 技術(shù)的基礎(chǔ)上立首先實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)程序的串行編程寫(xiě)入，使得不必將焊在 PCB 印 刷電路板上的芯片取下，就可直接將程序下

25、載到單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中，淘汰 了專(zhuān)用程序下載寫(xiě)入設(shè)備。其次基于ISP技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，使得模擬仿真開(kāi)發(fā)技術(shù) 重新興起。在單時(shí)鐘、單指令運(yùn)行的 RSIC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)中，可實(shí)現(xiàn)PC機(jī)通過(guò) 串行電纜對(duì)目標(biāo)板系統(tǒng)的在線(xiàn)仿真調(diào)試。在ISP技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，又發(fā)展了IAP(In Application Programmable技術(shù)，也稱(chēng)在應(yīng)用可編程技術(shù)。利用 IAP技 術(shù)，實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)可隨時(shí)根據(jù)需要對(duì)原有系統(tǒng)方便地在線(xiàn)更新軟件、修改軟件， 還能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)軟件的遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程調(diào)試和遠(yuǎn)程更新。6 實(shí)現(xiàn)全面的功能管理采用 CMOS 工藝后，單片機(jī)具有極佳的低功耗和功耗管理功能，它包括傳統(tǒng)CMOS單片機(jī)的低功耗運(yùn)行方式

26、，即休閑方式(Idle Mode、掉電方式(PowerDown Mode。雙時(shí)鐘技術(shù)。配置高速(主時(shí)鐘和低速(子時(shí)鐘 兩個(gè)時(shí)鐘系統(tǒng)。 當(dāng)不需要高速運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)入子時(shí)鐘控制下，以降低功耗。片內(nèi)外圍電路的電源 管理。對(duì)集成在片內(nèi)的外圍接口電路實(shí)行供電管理，當(dāng)外圍電路不再運(yùn)行時(shí)， 關(guān)閉其供電。低電壓節(jié)能技術(shù)。 CMOS 電路的功耗與電源電壓有關(guān)，降低系統(tǒng)的供電電壓， 能大幅降低器件的功耗。新型單片機(jī)往往具有寬電壓 (35V或低電壓(3V運(yùn)行 的特點(diǎn)，低電壓、低功耗是手持便攜式系統(tǒng)重要的追求目標(biāo)，也是綠色電子的 發(fā)展方向。7 以串行總線(xiàn)方式為主的外圍發(fā)展 目前，單片機(jī)與外圍器件接口技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向

27、是由并行外圍總線(xiàn)接 口向串行外圍總線(xiàn)接口的發(fā)展。采用串行總線(xiàn)方式擴(kuò)展的外圍擴(kuò)展技術(shù)具有方 便、靈活、電路簡(jiǎn)單及占用 I/O 資源少的特點(diǎn)。采用串行總線(xiàn)雖然比采用并行接口數(shù)據(jù)傳 輸慢，但隨著半導(dǎo)體電路技術(shù)的發(fā)展，大批采用標(biāo)準(zhǔn)串行總線(xiàn)通信協(xié)議（如 SPI、I2C、1-Wire等的外圍芯片器件的出現(xiàn)，使傳輸速度不斷提高 （可達(dá)到110Mb/s。采 用片內(nèi)集成程序存儲(chǔ)器而不必外部并行擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，加之單片機(jī)嵌入式系 統(tǒng)有限速度的要求，使得串行總線(xiàn)方式為主的外圍擴(kuò)展方式能夠滿(mǎn)足大多數(shù)系 統(tǒng)的需求，成為流行的提擴(kuò)展方式，而采用并行接口的擴(kuò)展技術(shù)則成為輔助方 式。8 單片機(jī)向片上系統(tǒng) SOC 發(fā)展SOC（

28、System On Chip滉一種高度集成化、固化的芯片級(jí)集成技術(shù)，其核心思 想是把除了無(wú)法集成的某些外部電路和機(jī)械部分之外所有外圍電路全部集成在 一片芯片之中。現(xiàn)在一些新型單片機(jī)（如AVR系列單片機(jī) 已經(jīng)是SOC的雛 形，在一片芯片中集成了各種類(lèi)型和更大容量的存儲(chǔ)器，以及更多性能、更加 完善、更強(qiáng)大的功能電路接口，這使得原來(lái)需要幾片甚至十幾片芯片組成的系 統(tǒng)，現(xiàn)在只用一片就可以實(shí)現(xiàn)。其優(yōu)點(diǎn)不僅減少了系統(tǒng)的體積，降低了成本， 而且也大大提高了系統(tǒng)硬件的可靠性和穩(wěn)定性。單片機(jī)的特點(diǎn) 單片機(jī)芯片作為控制系統(tǒng)的核心部件，它除了具備通用微機(jī) CPU 的數(shù)值計(jì) 算功能外，還必須具有靈活，強(qiáng)大的控制功能，

29、以便實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的輸入 量，控制系統(tǒng)的輸出量，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。因?yàn)閱纹瑱C(jī)主要面向工業(yè)控制，工作 環(huán)境比較惡劣，如高溫，強(qiáng)電磁干擾，甚至含有腐蝕性的氣體，因而單片機(jī)控 制系統(tǒng)還必須具有抗輻射能力。單片機(jī) CPU與通用微機(jī)CPU相比，具有以下 的特點(diǎn)：1抗干擾性強(qiáng)，工作溫度范圍寬。通用微機(jī) CPU 一般要求在室溫下工作， 抗干擾能力較低。2 可靠性高。在工業(yè)控制中，任何差錯(cuò)都有可能造成極其嚴(yán)重的后果3 控制功能很強(qiáng)，數(shù)值計(jì)算能力較差。而通用微機(jī) CPU 具有很強(qiáng)的數(shù)值運(yùn) 算能力，但是控制能力相對(duì)較弱，將通用微機(jī)用于工業(yè)控制時(shí)，一般需要增加 一些專(zhuān)用的接口電路。4 指令系統(tǒng)比通用微機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。5

30、更新?lián)Q代速度比通用微機(jī)處理器慢得多， Intel 公司 1980 年推出標(biāo)準(zhǔn)MCS-51內(nèi)核8051, 80C51單片機(jī)芯片后，持續(xù)生產(chǎn)，使用 10年，直到1996 年3月才被增強(qiáng)型 MCS-51 內(nèi)核 8XC5X 系列取代。單片機(jī)的應(yīng)用目前單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)深入國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)各個(gè)行業(yè)的技術(shù)改造 和產(chǎn)品的更新?lián)Q代起著重要的推動(dòng)作用，其應(yīng)用領(lǐng)域主要有智能儀器表，機(jī)電 一體化，實(shí)時(shí)控制，民用電子產(chǎn)品及國(guó)防工業(yè)等。其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方 面：1 單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用 單片機(jī)廣泛地應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，交通運(yùn)輸工具，計(jì)量等各種儀器儀表中，可使用儀器儀表智能化，提高了它們的測(cè)量精度，加強(qiáng)了它們的功能，

31、簡(jiǎn)化了它 們的結(jié)構(gòu)，便于使用，維護(hù)和改進(jìn)。例如：電度表校驗(yàn)儀，電阻，電容，電感 測(cè)量?jī)x器，船舶航行狀態(tài)記錄儀器，煙葉水分測(cè)試器，智能超聲波測(cè)厚儀器 等。單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用，不僅使傳統(tǒng)的儀器儀表發(fā)生了根本性的變 化，也促進(jìn)儀器儀表行業(yè)的發(fā)展。2 單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用 機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的重要方向。機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集機(jī)械技術(shù)，微電子技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn) 品。例如：微機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床等。單片機(jī)的出現(xiàn)促進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程， 它作為機(jī)電產(chǎn)品中的控制器，能充分發(fā)揮它的體積小，可靠性高，控制功能 強(qiáng)，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，大大提高了機(jī)器的功能，提高了機(jī)器

32、的自動(dòng)化，智能化 程度。3單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用 單片機(jī)也可廣泛地應(yīng)用于各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，如對(duì)工業(yè)上各種窯爐的溫 度，酸度，化學(xué)成分的測(cè)量和控制，使系統(tǒng)工作于最佳狀態(tài)，提高系統(tǒng)的生產(chǎn) 效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。在航空航天通信，遙控，遙測(cè)，工業(yè)機(jī)器人控制等各種實(shí) 時(shí)控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中都可以用單片機(jī)作為控制器。4在軍工領(lǐng)域的應(yīng)用利用單片機(jī)的可靠性高，適應(yīng)的溫度范圍寬，能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境的特 點(diǎn)可以廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈控制，智能武器裝備，航天飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)等領(lǐng)域。5單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用利用單片機(jī)可以構(gòu)成分布式多機(jī)系統(tǒng)，系統(tǒng)中由若干臺(tái)單片機(jī)組成的功能 各異的儀器設(shè)備各自完成特定的任務(wù)，再通過(guò)通信

33、相互聯(lián)系，協(xié)調(diào)完成整個(gè)任 務(wù)。這使得系統(tǒng)可同時(shí)采集或處理的信息更多，單片機(jī)的應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新的 階段。6在民用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用單片機(jī)在民用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用，能明顯提高產(chǎn)品的性能價(jià)格比，提高產(chǎn) 品在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，受到了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)商和用戶(hù)的雙重青睞。目前高檔的家用 電器，電子玩具等幾乎都是由單片機(jī)來(lái)作為控制器的。單片機(jī)的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單片機(jī)的基本系統(tǒng)也稱(chēng)為最小系統(tǒng)，這種系統(tǒng)所選擇的單片機(jī)內(nèi)部資源已 能滿(mǎn)足系統(tǒng)的硬件需求，不需要外接存儲(chǔ)器或 I/O接口。這種單片機(jī)內(nèi)含有用 戶(hù)的程序存儲(chǔ)器。例如：EPROM型單片機(jī)，F(xiàn)lash Memory型單片機(jī)，定制的 ROM型單片機(jī)。單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用

34、超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處 理能力（如算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理 的微處理器（CPU,隨 機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM，只讀程序存儲(chǔ)器（ROM，輸入輸出電路（I/O 口 ， 可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口 （SCI,顯示驅(qū)動(dòng)電路（LCD或LED驅(qū)動(dòng)電 路，脈寬調(diào)制電路（PWM，模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊 單塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小然而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。單片機(jī)基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：圖2-1單片機(jī)基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)單片機(jī)的組成下圖是單片機(jī)典型組成框圖，由圖可見(jiàn)它通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)把計(jì)算 機(jī)的各主要部件連為一體，其內(nèi)部總線(xiàn)包括地址總線(xiàn)、數(shù)據(jù)總線(xiàn)和控制總線(xiàn)。其中，地址總線(xiàn)的作用是為進(jìn)

35、行數(shù)據(jù)交換時(shí)提供地址，CPU通過(guò)將地址輸出到存儲(chǔ)器或I/O接口；數(shù)據(jù)總線(xiàn)用于在CPU與 存儲(chǔ)器或I/O接口之間或存儲(chǔ)器與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)；控制總路線(xiàn) 包括CPU發(fā)出的控制信號(hào)線(xiàn)和外部送入 CPU勺應(yīng)答線(xiàn)等。單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖51 系列有3種封裝形式，一種是 DIPvDual Inline Package）圭寸裝形式，一種是LCCvQuad Flat Package ）圭寸裝形式。這種形式是具有44個(gè)“ J ”形腳的方型芯片。另一種是QFPvQuad Flat Package ）圭寸裝形式，這種形式是具有44個(gè)“ J ”形腳的方型芯片，但它的體積更小、更薄，是一種表面貼焊 的封裝形式。下面介紹下89

36、S52單片機(jī)的引腳的功能和其內(nèi)部結(jié) 構(gòu)圖。AT89S52單片機(jī)實(shí)際有郊的引腳為 40個(gè)，以下是89S52 單片機(jī)的DIP封裝形式的引腳的名稱(chēng)，如圖8。up尸0.0.尸尸只戸尸pff»f»MUULJLWLILJUmLILJLJUZ3 7UUn PO.O (ADO> ZZ) RO. 1 (AO1 ) 二L PO.2n F*Q.3 (AO3> 二I F»O.4 (AD4> 二I RO.5 (AD5> 門(mén)尸O.S (AOe> rn pov (ao) ZZl EA/VF-F*'I ALE / F*Fi<Z>CS _ FSEI

37、MZZ) PN7 (Al 5> n F»2Pe (14> p F»a-5 (A13> n(A二)R.3 y > 二I 尸NN (Ak1O> 二1 F»S. 1 (AO) ZU l=*S.O (AS下圖是89c51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，由圖可以看到在單片機(jī)內(nèi)部除了 有CPU RAM ROM和定時(shí)器、串行口等主要功能部件之外，還有驅(qū) 動(dòng)器、鎖存器、指令寄存器、地址寄存器等輔助電路部分，以及各 功能模塊在單片機(jī)中的位置和相互關(guān)系iiwiRAM地曲卜奇右SBRAMP2 Wl/f 器ph Wbfr #P2戦叢牆1 jirI HSS.9 XU DP RF

38、K':M ;甘；M 1M ；PU D 1*0 7-卩工 ° P2 789c51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.2 8X 8 LED點(diǎn)陣顯示模塊的硬件設(shè)計(jì)及工作原理顯示屏是由發(fā)光二極管行列組成的LED點(diǎn)陣模塊組成顯示屏體。221 LED簡(jiǎn)介L(zhǎng)ED發(fā)光燈結(jié)構(gòu)如圖2所示，它由芯片3、陽(yáng)極引腳1、陰極引 腳2和環(huán)氧樹(shù)脂圭寸裝外殼四部分組成。它核心部分是具有復(fù)合發(fā)光 功能的PN結(jié)，即芯片3。環(huán)氧樹(shù)脂封裝外殼具有保護(hù)芯片的作用， 還有透光聚光的能力，以增強(qiáng)顯示效果。Rttl 2陰極圖22.2.2 LED 點(diǎn)陣隨著LED應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，要求生產(chǎn)更為直接和方便的LED顯示器件。因而出現(xiàn)了數(shù)碼管、字符管、電平

39、管、LED點(diǎn)陣等多種LED顯示器。不管顯示器的結(jié)構(gòu)怎么變，它的核心部件仍然是發(fā)光半導(dǎo) 體芯片。例如一個(gè)8*8的點(diǎn)陣是由64個(gè)發(fā)光二極管按一個(gè)規(guī)律組成的，如圖3所示的發(fā)光二極管，行接低電平，列接高電平，發(fā)光極管導(dǎo)通發(fā)光。顯示原理人眼的亮度感覺(jué)不會(huì)因光源的消失而立即消失，要有一個(gè)延遲 時(shí)間，這就是視覺(jué)的惰性。視覺(jué)惰性可以理解為光線(xiàn)對(duì)人眼視覺(jué)的 作用、傳輸、處理等過(guò)程都需要時(shí)間，因而使視覺(jué)具有一定的低通 性。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)外界光源突然消失時(shí)，人眼的亮度感覺(jué)是按指數(shù) 規(guī)律逐漸減小的。這樣當(dāng)一個(gè)光源反復(fù)通斷，在通斷頻率較低時(shí)， 人眼可以發(fā)現(xiàn)亮度的變化；而通斷頻率增高時(shí)，視覺(jué)就逐漸不能發(fā) 現(xiàn)相應(yīng)的亮度變化了

40、。不致于引起閃爍感覺(jué)的最低反復(fù)通斷頻率稱(chēng) 為臨界閃爍頻率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明臨界閃爍頻率大約為24Hn因此采用每秒 24 幅畫(huà)面的電影，在人看起來(lái)就是連續(xù)活動(dòng)的圖象了。同樣 的原理，日光燈每秒通斷 50次，而人看起來(lái)卻是一直亮的。因?yàn)橐?覺(jué)具有惰性，人們?cè)谟^(guān)察高于臨界閃爍頻率的反復(fù)通斷的光線(xiàn)時(shí)， 所得到的主觀(guān)亮度感受實(shí)際上是客觀(guān)亮度的平均值。視覺(jué)惰性可以說(shuō)是LED顯示屏得以廣泛應(yīng)用的生理基礎(chǔ)。首 先，在LED顯示屏中可以利用視覺(jué)惰性，改善驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，形 成了目前廣為采用的掃描驅(qū)動(dòng)方式。掃描驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)在于 LED 顯示屏不必對(duì)每個(gè)發(fā)光燈提供單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電路，而是若干個(gè)發(fā)光燈 為一組共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)電

41、路，通過(guò)掃描的方法，使各組發(fā)光燈依次點(diǎn) 燃，只要掃描頻率高于臨界閃爍頻率，人眼看起來(lái)各組燈都在發(fā) 光。因?yàn)長(zhǎng)ED顯示屏所使用的發(fā)光燈數(shù)量很大，一般在幾千只到幾 十萬(wàn)只的范圍，所以節(jié)約驅(qū)動(dòng)電路的效益是十分可觀(guān)的。顯示屏的原理圖及結(jié)構(gòu)4n13HEADER 1X2V2&1C1：1414cJ a jT>ENI一雷DAYOBYl415131,Y2s Y3GLY4石2A八Y5YC>Y?BOO2B0141f 1BOZ2忙3"BOj4卄I盼1卄3B054“IB-D62* J空"4D D D DSIG1S2G2siGLS2G1vcc圖4行掃描部分RCK同-Xu44q/J、

42、,!1尸 j1 , J-AA7-K-_G二'亠JL:1,FL J寸1.，-、1jQo MT壬腎uo”5MMi5圖5列掃描部分jccVCU3J?_2KX妥MUH *第3章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1軟件流程3.2數(shù)字字庫(kù)的提取321數(shù)字的表示及編碼原理如顯示10個(gè)數(shù)字，先將這10個(gè)數(shù)字的點(diǎn)陣從字庫(kù)中讀出，放 到顯示緩存，如果要實(shí)現(xiàn)左移或者其它的顯示效果則將顯示緩存中的 每個(gè)位進(jìn)行移位或者其它處理，然后再調(diào)用掃描顯示函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn) 所規(guī)定的效果。掃描顯示函數(shù)是顯示緩存的內(nèi)容，如果要實(shí)現(xiàn)不同的內(nèi)容，比 如說(shuō)圖片、漢字、英文等內(nèi)容，只需要將這些內(nèi)容按掃描顯示函數(shù) 對(duì)顯示緩存的協(xié)議要求就可以顯示出來(lái)。數(shù)

43、字由8*8個(gè)發(fā)光二極管的亮管組成。如 5'rmvm00H,00H,72H,51H,51H,51H,4EH,00H< 字庫(kù)）第二，三.四，五，六，七，八，一列0為暗，1為亮。第一、二、三列為00000000) B，所以均暗；第四列為01110010) B，所以2、3、4、7行為亮；第五列為 01010001)B，所以2、4、8行為亮；同理可知其它列的亮暗情況。所有列的亮二極管組成數(shù)字 5'。同理可得 9' 0'的數(shù) 字顯示情況。提取數(shù)字的數(shù)字庫(kù)00H,00H,32H,49H,49H,49H,3EH,00H； 900H,00H,36H,49H,49H,49H,

44、36H,00H； 800H,00H,40H,40H,40H,4FH,70H,00H；700H,00H,3EH,49H,49H,49H,26H,00H；600H,00H,72H,51H,51H,51H,4EH,00H；500H,00H,0CH,14H,24H,7FH,04H,00H；400H,00H,22H,49H,49H,49H,36H,00H；300H,00H,27H,45H,45H,45H,39H,00H；200H,00H,00H,00H,21H,7FH,01H,00H； 100H,00H,3EH,41H,41H,41H,3EH,00H； 03.3程序代碼的設(shè)計(jì)TCOUNT EQU 30H

45、R CNT EQU 31HNUMB EQU 32HORG 00HLJMPSTARTORG 0BHLJMPINT_T0START: MOV TCOUNT,#00HMOV R_CNT,#00HMOV NUMB,#00HMOV TMOD,#01HMOV TH0,#(65536-4000>/256 。定時(shí) 4 毫秒MOV TL0,#(65536-4000> MOD 256SETB TR0MOV IE,#82HSJMP $INT_T0: MOV TH0,#(65536-4000>/256MOV TL0,#(65536-4000> MOD 256取列碼取行碼MOV DPTR,#TA

46、B 。MOV A,R_CNTMOVC A,A+DPTRMOV P3,AMOV DPTR,#NUB 。MOV A,NUMBMOV B,#8MUL ABADD A,R_CNTMOVC A,A+DPTRCPL AMOV P0,AINC R_CNTMOV A,R_CNTCJNE A,#8,NEXTMOV R_CNT,#00HNEXT: INC TCOUNTMOV A,TCOUNTCJNE A,#250,NEX 顯示 1 秒MOV TCOUNT,#00HINC NUMBMOV A,NUMBCJNE A,#10,NEXMOV NUMB,#00HNEX: RETI輸出行碼每個(gè)數(shù)字9到 0循環(huán)顯示TAB: D

47、B 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FHNUB:DB00H,00H,32H,49H,49H,49H,3EH,00HDB00H,00H,36H,49H,49H,49H,36H,00HDB00H,00H,40H,40H,40H,4FH,70H,00HDB00H,00H,3EH,49H,49H,49H,26H,00HDB00H,00H,72H,51H,51H,51H,4EH,00HDB00H,00H,0CH,14H,24H,7FH,04H,00HDB00H,00H,22H,49H,49H,49H,36H,00HDB00H,00H,27H,45H,45H,45

48、H,39H,00HDB00H,00H,00H,00H,21H,7FH,01H,00HDB00H,00H,3EH,41H,41H,41H,3EH,00HEND第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析4.1元器件清單1 ResistorsQuart itv:1ReferencesR1Value10k3 CapacitorsQuantity:ReferencesValue2C1( C230pF1C310uF2lnteg呂ted CircuitsQuant itv：ReferencesValue1U1AT89C511U274LS2451 hfecelbneousQuantity:ReferencesValu

49、e1X1CRYSTAL8*8顯示器4.2系統(tǒng)調(diào)試421硬件調(diào)試這次做單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)，我的課題是 LED陣列的數(shù)組顯示屏設(shè) 計(jì)。在第一次給電路板供電并用專(zhuān)用軟件給單片機(jī)芯片寫(xiě)程序后， 8*8點(diǎn)陣沒(méi)一個(gè)燈顯示，大致檢查后發(fā)現(xiàn)電路板的電源端沒(méi)有供 電，于是趕緊接上電源，并小心檢查有沒(méi)有漏接的地方。在確定需 要連接的地方都連接好后重新給電路板的電源端供電，因?yàn)閱纹瑱C(jī) 芯片已經(jīng)寫(xiě)入程序，所以沒(méi)有必要再重新寫(xiě)入程序，直接供電即 可，結(jié)果還是沒(méi)有燈亮。使用電壓表小心檢查限流電路部分與驅(qū)動(dòng) 電路部分時(shí)，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電路中的8個(gè)三極管的兩端電壓不正常，后取下三極管測(cè)量才發(fā)現(xiàn)當(dāng)初焊接時(shí)發(fā)射極和集電極接錯(cuò)了當(dāng)時(shí)測(cè)量時(shí)

50、測(cè)得放大倍數(shù)36倍就認(rèn)為測(cè)正確了，而實(shí)際上反過(guò)來(lái)測(cè)放大倍數(shù) 可以達(dá)到 200 多倍）。在把所有三極管都嚴(yán)格測(cè)完更正后，于是原 來(lái)一直不亮的燈現(xiàn)在亮了，但隨之而來(lái)的問(wèn)題是這些燈并沒(méi)有按程 序的規(guī)則循環(huán)顯示數(shù)字 0-9 ，而是一大片一大片的亮，況且換著 亮，偶爾能顯示出一些數(shù)字的模樣，但不清晰。于是又重新開(kāi)始對(duì) 電路進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn) 8*8 點(diǎn)陣的焊接處因?yàn)檫B線(xiàn)較多加上焊接技術(shù) 不是特別好，而導(dǎo)致好幾處串線(xiàn)，所以一些不該給電流的地方給了 電流，使得許多不該亮的燈亮了。為了能徹底解決問(wèn)題，于是我們 把點(diǎn)陣顯示屏處的所有線(xiàn)重新理了理，確保正確且沒(méi)有串線(xiàn)短路后 再進(jìn)行了測(cè)試，達(dá)到了良好的效果，且能正常很好的循環(huán)顯示數(shù)字 0-9 。說(shuō)明硬件部分已沒(méi)有問(wèn)題而且程序很好的執(zhí)行了，但顯示屏上 的數(shù)字是橫著顯示的，不是正常的豎著顯示 - 說(shuō)明當(dāng)時(shí)編程時(shí)沒(méi)有 考慮到這一點(diǎn)，再對(duì)程序做了簡(jiǎn)單修改后，顯示很好，調(diào)試成功。軟件調(diào)試在 KEIL 的 UV2 調(diào)試程序，若無(wú)誤，則軟件調(diào)試通過(guò)。 硬件軟件聯(lián)調(diào)1、假若 KeilC 與