多功能點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 . . . 摘 要 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的迅速發(fā)展，各種各樣的LED顯示屏、廣告牌樣式層出不窮，它們已被廣泛地應(yīng)用于商業(yè)市場(chǎng)的各個(gè)領(lǐng)域，如顯示器、戶外大屏幕、招牌廣告、電子公告欄等等，給我印象最深的還有公交車上的車載橫向拉幕單行顯示屏，它可以實(shí)時(shí)地顯示時(shí)間、地點(diǎn)、天氣和“文明乘車”等信息。LED顯示屏因其亮度高、方便維護(hù)和應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn)，給我們的生活帶來(lái)很大便利，同時(shí)它也具有很大的開(kāi)發(fā)價(jià)值。 本設(shè)計(jì)是從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，針對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)上流行的LED產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域而設(shè)計(jì)制作的多功能16*16點(diǎn)陣LED電子顯示屏。整機(jī)以單片機(jī)AT89S52為核心，介紹了以它為控制系統(tǒng)的LED點(diǎn)陣電子顯示屏的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和

2、開(kāi)發(fā)過(guò)程。該電子顯示屏可以顯示各種文字，全屏能顯示1個(gè)漢字，采用4塊8*8點(diǎn)陣LED顯示模塊來(lái)組成16*16點(diǎn)陣顯示模式。顯示采用動(dòng)態(tài)顯示，使用文字能夠?qū)崿F(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。 單片機(jī)控制系統(tǒng)程序采用單片機(jī)匯編語(yǔ)言進(jìn)行編輯，通過(guò)編程控制各顯示點(diǎn)對(duì)應(yīng)LED陽(yáng)極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點(diǎn)的亮滅。關(guān)鍵詞：AT89S52LED點(diǎn)陣顯示 動(dòng)態(tài)顯示 匯編語(yǔ)言 串行通信35 / 42ABSTRACTAs modern electronic technology of quickly development, variety of LED display, and advertisin

3、g licensing style emerging, they has was widely to should for commercial market of each area, as monitor, and outdoor large screen, and signs advertising, and electronic notice bar and so on, to I impression most deep of also has bus Shang of car transverse pull curtain line display, it can real-tim

4、e to display time, and locations, and weather and "civilization rides", information. LED display for its high brightness, easy maintenance and flexible benefits, bringing great convenience to our lives, but it also has great development value. This design is from a practical perspective, t

5、he current popular field of LED application products on the market and the design of multifunction 16*16 dot-matrix LED display. Total SCM AT89S52 as the core, describes it as a control system of LED dot matrix display dynamic design and development process. The display can show all kinds of text, f

6、ull screen can display Chinese characters 1, 4 8*8 dot-matrix LED display module to 16*16 dot matrix display mode. Display with dynamic displays, use text to achieve a static, moved out of the variety show. Single-chip computer control system using single-chip assembly language for editing, programm

7、atically display to control point LED anode and Yin extreme level, you can effectively control the display of points of light and death. Key words: AT89S52LED dot matrix display dynamic displays assembly-language serial communication目錄第一章引言11.1 選題背景11.2 多功能點(diǎn)陣顯示屏概述11.3 LED電子顯示屏簡(jiǎn)介與應(yīng)用21.4 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)21.5

8、本設(shè)計(jì)的目的和意義41.6 主要研究的容和容安排4第二章總體設(shè)計(jì)方案62.1 設(shè)計(jì)思想62.2 顯示驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)72.3本章小結(jié)7第三章硬件部分設(shè)計(jì)83.1 器件介紹83.1.1 AT89S52芯片簡(jiǎn)介83.1.2譯碼器的介紹123.2 了解16×16LED點(diǎn)陣器件的結(jié)構(gòu)和接口電路133.3 LED電子顯示屏顯示字符原理與制作153.4 硬件設(shè)計(jì)方案153.5 本章小結(jié)16第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)174.1 驅(qū)動(dòng)電路174.2 漢字編碼184.3 PROTUES軟件描述294.4 軟件描述29第五章 16×16電子顯示屏功能的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試315.1 顯示屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖315.2 系統(tǒng)

9、測(cè)試32第六章總結(jié)與展望33致34參考文獻(xiàn)35第一章 引言1.1 選題背景 LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來(lái)的新型信息顯示媒體，顯示屏由幾萬(wàn). . . . .幾十萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同顏色的LED想素點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色LED的開(kāi)發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 在短短的十幾年中，LED點(diǎn)陣顯示屏就以亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主

10、流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性、可靠性、全色化方向發(fā)展。LED顯示屏的應(yīng)用涉與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要包括：（1）證劵交易、金融信息顯示。（2）道路交通信息顯示。（3）調(diào)度指揮中心信息顯示。（4）郵政、電信、商場(chǎng)購(gòu)物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳與信息顯示。（5）廣告媒體新產(chǎn)品等。1.2 多功能點(diǎn)陣顯示屏概述 LED(Light Emitting Diode),即發(fā)光二極管，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件，它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合引起光子發(fā)射而產(chǎn)生光

11、。LED可以直接發(fā)出紅、黃、青、綠、橙、紫、白色的光。 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)在車站、證劵所、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館、交通干道與各種室外顯示場(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。在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏由于成本低和可靠性的因素常采用一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。 電子顯示屏的構(gòu)成型式有多種，其中典型的有兩種，一種把所需展示的廣告信息燒寫固化到EPROM芯片中，能進(jìn)行固定容的多幅漢字顯示，稱為單顯示型。另一種在機(jī)設(shè)置了字庫(kù)、程序庫(kù)，具有程序編制能力，能進(jìn)行容可變的多幅漢字顯示，稱為程序型。 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，如今的廣告

12、牌都存在著顯示容豐富、信息量大、信息更換速度快等特點(diǎn)。因此傳統(tǒng)的LED顯示屏控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代廣告宣傳業(yè)的需要，而利用PC機(jī)通信技術(shù)控制LED顯示屏，則具有顯示容豐富，信息更換靈活等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)（AT89S52）講述了16*16漢字點(diǎn)陣顯示的基本原理、硬件組成與設(shè)計(jì)、程序編譯與下載等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)。1.3 LED電子顯示屏簡(jiǎn)介與應(yīng)用 LED大屏幕顯示系統(tǒng)，以AT89S52單片機(jī)為核心，介紹了以它為控制系統(tǒng)的LED點(diǎn)陣電子顯示屏的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程。該電子顯示屏可以顯示各種文字，全屏能顯示1個(gè)漢字，采用4塊8*8點(diǎn)陣LED顯示模塊來(lái)組成16*16點(diǎn)陣顯示模式。顯示采用動(dòng)態(tài)顯示

13、，使用文字能夠?qū)崿F(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。本系統(tǒng)大部分功能由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，吸收了硬件軟件化的思想，大部分功能通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，使電路明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提高。點(diǎn)陣式LED組成的漢字顯示屏在公共場(chǎng)所應(yīng)用非常廣泛。例如，車站發(fā)車時(shí)間提示、股票大廳中的股票價(jià)格顯示板、商場(chǎng)的活動(dòng)廣告欄、候機(jī)廳的起飛時(shí)間表。點(diǎn)陣顯示器的特點(diǎn)是可以按照需要的大小、形狀和顏色進(jìn)行組合，用單片機(jī)控制實(shí)行各種文字或圖型的變化，達(dá)到廣告宣傳和提示的目的。1.4 研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)（1）我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)的LED顯示屏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，基本形成了一批具有一定規(guī)模的骨干企業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至1998年底，年度銷售總額在

14、1000萬(wàn)元以上的企業(yè)有20多家，其銷售總額達(dá)6億元左右，占行業(yè)市場(chǎng)總額的85以上。全國(guó)從事LED顯示屏的各類企業(yè)有100余家，從業(yè)人員近6000人，行業(yè)年度銷售總額近8億元人民幣，1996年、1997年的增長(zhǎng)速度均保持40左右，1998年有回落。在國(guó)市場(chǎng)上，國(guó)產(chǎn)LED顯示屏的市場(chǎng)占有率近100，國(guó)外同類產(chǎn)品基本沒(méi)有市場(chǎng)，四十三屆世賓賽主會(huì)館體育中心、京九鐵路、西客站、首都機(jī)場(chǎng)、浦東機(jī)場(chǎng)等，均由國(guó)代表企業(yè)中標(biāo)。技術(shù)水平相對(duì)領(lǐng)先，我國(guó)LED顯示屏產(chǎn)業(yè)在規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，產(chǎn)品技術(shù)推出新，一直保持比較先進(jìn)的水平。90年代初即具備成熟的16級(jí)灰度256色視頻控制技術(shù)與無(wú)線遙控等國(guó)際先進(jìn)水平技術(shù)，近年在全

15、彩色LED顯示屏、256級(jí)灰度視頻控制技術(shù)、集群無(wú)經(jīng)線控制、多級(jí)群控技術(shù)等方面軍有國(guó)先進(jìn)、達(dá)到國(guó)際水平的技術(shù)和產(chǎn)品出現(xiàn)；LED顯示屏控制專用大規(guī)模集成電路也已由國(guó)企業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)并得到應(yīng)用。LED顯示屏產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)形成了一批LED顯示屏科技隊(duì)伍，在全國(guó)LED顯示屏行業(yè)的從業(yè)人數(shù)6000人中，科技人員有2800多人，將近50。LED顯示屏產(chǎn)業(yè)正成為我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是平板顯示領(lǐng)域唯一立足國(guó)形成的民族高科技產(chǎn)業(yè)。（2）LED顯示屏的發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代信息社會(huì)中，作為人一機(jī)信息視覺(jué)傳播媒體的顯示產(chǎn)品和技術(shù)得到迅速發(fā)展，進(jìn)入二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時(shí)代，LED顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品

16、之一無(wú)疑會(huì)有更大的發(fā)展，幷有可能成為二十一世紀(jì)平板顯示的代表流產(chǎn)品。高亮度、全彩化藍(lán)色與純綠色LED產(chǎn)品自出現(xiàn)以來(lái)，成本逐年快速降低，已具備成熟的商業(yè)化條件?；A(chǔ)材料的產(chǎn)業(yè)化。使LED全彩色顯示產(chǎn)品成本下降，應(yīng)用加快。LED產(chǎn)品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達(dá)到比較理想的效果，完全可以滿足戶外全天候的環(huán)境條件要求，同時(shí)，由于全彩色顯示屏價(jià)格性能比的優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年的發(fā)展中，全彩色LED顯示屏在戶外廣告媒體中會(huì)越來(lái)越多地替代傳統(tǒng)的燈箱、霓虹燈、磁翻板等產(chǎn)品，體育館的顯示方面全彩色LED屏更會(huì)成為主流產(chǎn)品。全彩色LED顯示屏的廣泛應(yīng)用會(huì)是LED顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

17、1.5本設(shè)計(jì)的目的和意義 LED顯示屏是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形：視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可以顯示二維、三維動(dòng)畫、錄像、電視、VCD節(jié)目以與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證劵市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。本課題的主要容是設(shè)計(jì)一個(gè)LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)，在PC機(jī)方提供一個(gè)輸入界

18、面，供用戶輸入需要顯示的漢字。PC機(jī)程序?qū)⒋@示的漢字字模（點(diǎn)陣數(shù)據(jù)）通過(guò)串行口送往以單片機(jī)為核心的LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)。 具體來(lái)說(shuō)，LED點(diǎn)陣顯示屏的硬件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)首先要進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃，在分析確定好功能需求后再選擇性價(jià)比高的通用元器件，必要時(shí)要對(duì)各個(gè)沒(méi)有把握的器件或模塊進(jìn)行搭試、功能檢驗(yàn)和性能測(cè)試。從模塊到系統(tǒng)找到相對(duì)優(yōu)化的方案。 該設(shè)計(jì)課題讓我們充分體會(huì)到啟動(dòng)一個(gè)硬件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的流程：首先，根據(jù)需要確定硬件方案，如考慮存大小、部結(jié)構(gòu)、對(duì)外接口的數(shù)量與類型等等細(xì)節(jié)；開(kāi)始設(shè)計(jì)原理圖，主要的芯片選定后，也不容忽視外圍電路的設(shè)計(jì)，包括電源，時(shí)鐘和芯片間的互聯(lián)；再根據(jù)原理圖設(shè)計(jì)PCB圖，加工出PC

19、B板后，進(jìn)行裝配和硬件調(diào)試；上述工作完成后，才開(kāi)始軟件的設(shè)計(jì)。1.6 主要研究的容和容安排研究的主要容和安排：（一）通過(guò)查閱大量的相關(guān)資料，詳細(xì)的了解了LED的發(fā)光原理和LED顯示屏的原理，了解了LED的現(xiàn)狀，清楚的了解了LED顯示屏與其他顯示屏相比較有那些優(yōu)點(diǎn)，明確了研究目標(biāo)。幷通過(guò)對(duì)單片機(jī)資料的查閱和應(yīng)用，更進(jìn)一步增加了對(duì)單片機(jī)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。幷證實(shí)了自己的思路：“查資料思考總結(jié)運(yùn)用找出差錯(cuò)，再查資料和向別人詢問(wèn)再次應(yīng)用”的正確性。（二）本文設(shè)計(jì)的LED顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)在目測(cè)條件下LED顯示屏個(gè)點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。（三）本文列出了系統(tǒng)具

20、體的硬件設(shè)計(jì)方案，硬件結(jié)構(gòu)電路圖，軟件流程圖和具體匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)與調(diào)試等方面。（四）在這次設(shè)計(jì)的過(guò)程中學(xué)會(huì)了PROTUES的基本使用，感到PROTUES對(duì)電子專業(yè)的同學(xué)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很有用的軟件。在運(yùn)用PROTUES時(shí)可以運(yùn)用一些快捷的標(biāo)號(hào)，總線的方法畫圖，這樣既能使電路圖清晰，簡(jiǎn)單，更能大大提高畫圖速度。（五）存在的問(wèn)題：沒(méi)有考慮仿真軟件是一個(gè)理想的仿真環(huán)境，而實(shí)際連接的電路板會(huì)由于譬如連接不當(dāng)，相鄰器件間的干擾等等的問(wèn)題導(dǎo)致在仿真軟件中能良好運(yùn)行的程序，出現(xiàn)顯示問(wèn)題，經(jīng)過(guò)排查和合理的器件擺放焊接，問(wèn)題解決。（六）總結(jié)了本課題幷提出后續(xù)的工作容。第二章 總體設(shè)計(jì)方案2.1 設(shè)計(jì)思想 本設(shè)計(jì)主要由硬

21、件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)組成。電路主要由單片機(jī)AT89S52、譯碼器和16×16點(diǎn)陣組成。本電路有4種顯示模式，可改變顯示速度。顯示模塊和顯示速度可以通過(guò)按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)。電路中，由單片機(jī)的P0口、P2口和譯碼器分別對(duì)16×16點(diǎn)陣行和列進(jìn)行掃描，從而顯示出不同的漢字。 顯示屏軟件模塊：初始化程序、主程序、多字滾動(dòng)、顯示程序、掃描程序。顯示程序的主要功能是向屏體提供顯示數(shù)據(jù)，幷產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。軟件設(shè)計(jì)中，顯示屏的軟件系統(tǒng)分為兩層：第一層是底層的顯示驅(qū)動(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向屏體送顯示數(shù)據(jù)，幷負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號(hào)和其他控制信號(hào)，配合完

22、成LED的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)器程序由定時(shí)器T0中斷程序?qū)崿F(xiàn)。系統(tǒng)應(yīng)用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置、顯示效果處理等工作，由主程序?qū)崿F(xiàn)。2.2 顯示驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)采用芯片自帶驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣發(fā)光，驅(qū)動(dòng)電路如下圖所示：2.3本章小結(jié) 本章主要概述了該點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)思想和驅(qū)動(dòng)電路。為下面的展開(kāi)說(shuō)明做了一個(gè)統(tǒng)領(lǐng)的作用。 LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開(kāi)的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來(lái)是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。 本

23、次設(shè)計(jì)采用單片機(jī)AT89S52驅(qū)動(dòng)8×點(diǎn)陣LED顯視屏，輪流顯示09的數(shù)字。第三章 硬件部分設(shè)計(jì)3.1 器件介紹3.1.1 AT89S52芯片簡(jiǎn)介 AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。主要性能：1. 與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；2. 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存

24、儲(chǔ)器；3. 1000次擦寫周期；4. 全靜態(tài)操作：0Hz-33MHz;5. 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；6. 32個(gè)可編程IO口線；7. 三個(gè)16位定時(shí)器計(jì)數(shù)器；8. 八個(gè)中斷源；9. 全雙工UART穿行通道；10. 低功耗空閑和掉電模式；11. 掉電后中斷可喚醒；12. 看門狗定時(shí)器；13. 雙數(shù)據(jù)指針；14. 掉電標(biāo)示符。引腳說(shuō)明：AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32IO口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片

25、晶振與時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0 Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。AT89S52引腳圖P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向IO口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8為地址數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0不具有部上拉電阻。 P1口：P1口是一個(gè)具有部上拉電阻的8 位雙向IO口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯

26、電平。對(duì)P1端口寫“1”時(shí)，部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流（IIL）.P2口：P2口是一個(gè)具有部上拉電阻的8位雙向IO口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2端口寫“1”時(shí)，部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流（IIL）.P3口：P3口是一個(gè)具有部上拉電阻的8位雙向IO口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3端口寫“1”時(shí)，部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于部電阻的原因，將輸出電流（

27、IIL）. RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ALEPROG:當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的16輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 PESN：程序儲(chǔ)存允許（PESN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89S52由外部程序存儲(chǔ)器取指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PESN有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PESN信號(hào)。EAVPP：外部訪問(wèn)允許，欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFF

28、H）,EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平，CPU則執(zhí)行部程序存儲(chǔ)器的指令。FLASH存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上12V的編程允許電源Vpp,當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。 XTAL1：振蕩器反相放大器和部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸出端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。特殊功能寄存器:定時(shí)器 2 寄存器：寄存器T2CON 和T2MOD 包含定時(shí)器2 的控制位和狀態(tài)位（如表2和表3所示），寄存器對(duì)RCAP2H和RCAP2L是定時(shí)器2的捕捉/自動(dòng)重載寄存器。中斷寄存器：各中斷允許位在IE寄存器中，六個(gè)中斷源的兩個(gè)優(yōu)先

29、級(jí)也可在IE中設(shè)置。表2 T2CON：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2控制寄存器T2CON 地址為0C8H 復(fù)位值：0000 0000B位可尋址TF2EXF2RLCLKTCLKEXEN2TR2C/T2CP/RL276543210符號(hào)功能TF2定時(shí)器2 溢出標(biāo)志位。必須軟件清“0”。RCLK=1 或TCLK=1 時(shí)，TF2不用置位。EXF2定時(shí)器2 外部標(biāo)志位。EXEN2=1 時(shí)，T2EX 上的負(fù)跳變而出現(xiàn)捕捉或重載時(shí)，EXF2 會(huì)被硬件置位。定時(shí)器2 打開(kāi)，EXF2=1 時(shí)，將引導(dǎo)CPU執(zhí)行定時(shí)器2 中斷程序。EXF2 必須如見(jiàn)清“0”。在向下/向上技術(shù)模式（DCEN=1）下EXF2不能引起中斷。RLCLK串

30、行口接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位。若RCLK=1，串行口將使用定時(shí)器2 溢出脈沖作為串行口工作模式1 和3 的串口接收時(shí)鐘；RCLK0，將使用定時(shí)器1計(jì)數(shù)溢出作為串口接收時(shí)鐘。TCLK串行口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位。若TCLK=1，串行口將使用定時(shí)器2 溢出脈沖作為串行口工作模式1 和3 的串口發(fā)送時(shí)鐘；TCLK0，將使用定時(shí)器1計(jì)數(shù)溢出作為串口發(fā)送時(shí)鐘。EXEN2定時(shí)器2外部允許標(biāo)志位。當(dāng)EXEN2=1時(shí)，如果定時(shí)器2沒(méi)有用作串行時(shí)鐘，T2EX（P1.1）的負(fù)跳變見(jiàn)引起定時(shí)器2 捕捉和重載。若EXEN20，定時(shí)器2將視T2EX端的信號(hào)無(wú)效TR2開(kāi)始/停止控制定時(shí)器2。TR2=1，定時(shí)器2開(kāi)始工作C/T2定時(shí)

31、器 2 定時(shí)/計(jì)數(shù)選擇標(biāo)志位。C/T2 0，定時(shí)； C/T2 1，外部事件計(jì)數(shù)（下降沿觸發(fā)）CP/RL2捕捉/重載選擇標(biāo)志位。當(dāng)EXEN2=1時(shí)， CP/RL21，T2EX出現(xiàn)負(fù)脈沖，會(huì)引起捕捉操作；當(dāng)定時(shí)器2溢出或EXEN2=1時(shí)T2EX出現(xiàn)負(fù)跳變，都會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)重載操作。CP/RL20 將引起T2EX 的負(fù)脈沖。當(dāng)RCKL=1或TCKL1時(shí)，此標(biāo)志位無(wú)效，定時(shí)器2溢出時(shí)，強(qiáng)制做自動(dòng)重載操作。3.1.2譯碼器的介紹74LS154 4線-16線譯碼器解調(diào)器·將4個(gè)二進(jìn)制編碼輸入譯成16個(gè)彼獨(dú)立的輸出之一·將數(shù)據(jù)從一個(gè)輸入線分配到16個(gè)輸出的任意一個(gè)而實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能·輸

32、入相位二極管簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)·與大部分TTL和DTL電路完全兼容74154這種單片4線-16線譯碼器非常適合用于高性能存儲(chǔ)器的譯碼器。當(dāng)兩個(gè)選通輸入G1和G2為低時(shí)，它可將4個(gè)二進(jìn)制編碼的輸入譯成16個(gè)互相獨(dú)立的輸出之一。實(shí)現(xiàn)調(diào)解功能的辦法是：用4個(gè)輸入線寫出輸出線的地址，使得在一個(gè)選通輸入為低時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)另一個(gè)選通輸入。當(dāng)任何一個(gè)選通輸入是高時(shí)，所有輸出都為高。74LS154功能表(真值表)：Inputs輸入Outputs輸出G1G2DCBA0123456789101112131415LLLLLLLHHHHHHHHHHHHHHHLLLLLHHLHHHHHHHHHHHHHHLLLLHLH

33、HLHHHHHHHHHHHHHLLLLHHHHHLHHHHHHHHHHHHLLLHLLHHHHLHHHHHHHHHHHLLLHLHHHHHHLHHHHHHHHHHLLLHHLHHHHHHLHHHHHHHHHLLLHHHHHHHHHHLHHHHHHHHLLHLLLHHHHHHHHLHHHHHHHLLHLLHHHHHHHHHHLHHHHHHLLHLHLHHHHHHHHHHLHHHHHLLHLHHHHHHHHHHHHHLHHHHLLHHLLHHHHHHHHHHHHLHHHLLHHLHHHHHHHHHHHHHHLHHLLHHHLHHHHHHHHHHHHHHLHLLHHHHHHHHHHHHHHHHHHH

34、LLHXXXXHHHHHHHHHHHHHHHHHLXXXXHHHHHHHHHHHHHHHHHHXXXXHHHHHHHHHHHHHHHH H=高電平 L=低電平 ×=不定圖1 74LS154 引腳功能圖與邏輯圖3.2 了解16×16LED點(diǎn)陣器件的結(jié)構(gòu)和接口電路 LED顯示屏是由一個(gè)一個(gè)的發(fā)光二極管點(diǎn)陣構(gòu)成的，要構(gòu)成大屏幕的LED顯示屏就需要多個(gè)發(fā)光二極管。構(gòu)成LED屏幕的方法有兩種，一是由單個(gè)的發(fā)光二極管逐點(diǎn)連接起來(lái)，如下圖所示;二是選用一些由單個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的LED點(diǎn)陣子模塊構(gòu)成大的LED點(diǎn)陣模塊。目前市場(chǎng)上普遍采用的點(diǎn)陣模塊有8×8、16×

35、;16幾種；這兩種屏幕構(gòu)成方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，單個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成顯示屏優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)單個(gè)的發(fā)光二極管出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)只需更換一個(gè)二極管即可，檢修的成本較低，缺點(diǎn)在于連接線路復(fù)雜；而點(diǎn)陣模塊構(gòu)成的方法卻正好與之相反，模塊構(gòu)成省了大量的連線，不過(guò)當(dāng)一個(gè)LED出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)同在一個(gè)模塊的所有LED都必須更換。這就加大了維修的成本。 兩種方法比較，決定采取模塊構(gòu)成的方法來(lái)制作一個(gè)LED點(diǎn)陣顯示屏。為了避免模塊的缺點(diǎn)，選擇點(diǎn)陣數(shù)較小的模塊來(lái)減少出現(xiàn)這一問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。所以構(gòu)建一個(gè)16×16的LED點(diǎn)陣屏選用四塊8×8點(diǎn)陣模塊。 一個(gè)16×16的LED顯示屏行和列各有16支引腳，不能單靠51單片機(jī)

36、的端口驅(qū)動(dòng)所以必須要對(duì)單片機(jī)的端口個(gè)數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，經(jīng)常采用的端口擴(kuò)展方法是用串幷轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行譯碼。常用的串并轉(zhuǎn)換芯片有74LS154、74LS164等。51系列單片機(jī)端口低電平時(shí)，吸入電流可達(dá)20mV，具有一定驅(qū)動(dòng)能力；而為高電平時(shí)，輸出電流僅有數(shù)十µA甚至更小，基本沒(méi)有驅(qū)動(dòng)能力，所以單片機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng)LED顯示屏顯示。在單片機(jī)和顯示屏之間還需要增加以功能放大位目的的驅(qū)動(dòng)電路。3.3 LED電子顯示屏顯示字符原理與制作漢字編碼:上圖描述了“你”這個(gè)漢字，幷按照亮為1，不亮為0的原理，將該字按二進(jìn)制碼描述為一系列的位代碼。后面所顯示的字模信息是按照c語(yǔ)言的格式和橫排編碼方式進(jìn)行的編碼，同

37、樣可以結(jié)合硬件進(jìn)行一下幾種編碼方式：A、 橫排從左到右按行編碼B、 下上列排從下到上按列編碼C、 上下列排從上到下按列編碼D、 下半列排從中間到上按列編碼，在從下到中間按列編碼E、 上半列排從上到中間按列編碼，在從中間到下按列編碼 本系統(tǒng)的編碼是按照上下列排的編碼方式來(lái)進(jìn)行的，且是按照匯編的格式來(lái)進(jìn)行編排。漢字的編碼是一個(gè)極其煩瑣的過(guò)程，如沒(méi)有其它軟件支持的話，可采用手工編碼方式，但是編出來(lái)的漢字顯示出來(lái)不美觀。該設(shè)計(jì)采用了一個(gè)名為“字模提取”的軟件來(lái)進(jìn)行編碼。 當(dāng)電路上電后，16×16點(diǎn)陣開(kāi)始逐個(gè)顯示1N個(gè)漢字，幷從右向左移動(dòng)。第一次按下“方式切換”鍵，16×16點(diǎn)陣顯示

38、方式改變?yōu)閺淖笾劣乙苿?dòng)顯示。第二次按下“方式切換”鍵，16×16點(diǎn)陣的顯示方式改變?yōu)橛上轮辽巷@示。再按還會(huì)改變速度，RET為復(fù)位鍵。3.4 硬件設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)主要由硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)組成。電路主要由單片機(jī)AT89S52、譯碼器和16×16點(diǎn)陣組成。本電路有4種顯示模式，可改變顯示速度。顯示模塊和顯示速度可以通過(guò)按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)。電路中，由單片機(jī)的P0口、P2口和譯碼器分別對(duì)16×16點(diǎn)陣行和列進(jìn)行掃描，從而顯示出不同的漢字。圖 硬件設(shè)計(jì)方案3.5 本章小結(jié)本章主要介紹了該電路要用到的硬件，AT89S52芯片和譯碼器等，還有了解16×16LED點(diǎn)陣器件的結(jié)構(gòu)

39、和接口電路和LED電子顯示屏顯示字符原理與制作。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本軟件要現(xiàn)如下要求：漢字要穩(wěn)定、明亮幷且文字要以一定速度上升滾動(dòng)顯示。顯示屏軟件模塊：初始化程序、主程序、多字滾動(dòng)、顯示程序、掃描程序。顯示程序的主要功能是向屏體提供顯示數(shù)據(jù)，幷產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。軟件設(shè)計(jì)中，顯示屏的軟件系統(tǒng)分為兩層：第一層是底層的顯示驅(qū)動(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向屏體送顯示數(shù)據(jù)，幷負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號(hào)和其他控制信號(hào)，配合完成LED顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)器程序由定時(shí)器T0中斷程序?qū)崿F(xiàn)。系統(tǒng)應(yīng)用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化）、顯示效果處理等工作，由主程序來(lái)

40、實(shí)現(xiàn)。4.1 驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)采用芯片自帶驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣發(fā)光，驅(qū)動(dòng)電路如下圖所示：4.2 漢字編碼漢字編碼源程序：READY:MOV P0,#0FFH MOV P1,#0FFH MOV P2,#0FFH MOV P3,#0FFH MOV SP,#70H MOV 36H,#2D MOV 37H,#00H LCALL DATA_CHUSHI SETB EA SETB ET0 MOV TMOD,#01H MOV TH0,#0A6H MOV TL0,#00H SETB TR0MAIN:ACALL DISP_READY ACALL KEY AJMP MAINDATA_CHUSHI:MOV 35

41、H,#00H MOV 38H,#00H MOV 3BH,#0A0H MOV DPTR,#DATA1 MOV R0,#0A0HSEND_DATA0:MOV A,#01H MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ 30H,SEND_DATA0 MOV R0,#0C0H MOV 30H,#32DSEND_DATA1:MOV A,#01H MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ 30H,SEND_DATA1 MOV DPTR,#DATA1+32 MOV R0,#80H MOV 30H,#32DSEND_DAT

42、A2:MOV A,#01H MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ 30H,SEND_DATA2 RET KEY:MOV P3,#0FFH MOV A,P3ANL A,#0011BCJNE A,#0011B,KEY_PANDUANRETKEY_PANDUAN:MOV 34H,A ACALL KEY_DELAYMOV A,P3ANL A,#0011BCJNE A,34H,KEY_EXITACALL KEY_CHULIKEY_EXIT: RETKEY_CHULI: ACC.0,KEY_2 MOV A,37H ADD A,#40H MOV 37H,A

43、LCALL DATA_CHUSHI RETKEY_2: ACC.1,KEY_CHULI_EXIT INC 36H INC 36H MOV A,36H CJNE A,#14D,CHANGE_36H MOV A,#2DCHANGE_36H:MOV 36H,A MOV 35H,#00H RETKEY_DELAY:DLY_LP1: MOV R1,#20MOVR6,#50DLY_LP2:NOPNOPNOPDJNZR6,DLY_LP2DJNZR7,DLY_LP1DISP_READY:MOV R0,3BH MOV 30H,#16B MOV 31H,#00H DISP:MOV A,R0 MOV P0,A IN

44、C R0 MOV A,R0 MOV P2,A MOV P1,31H MOV P0,#00H MOV P1,#0FFH MOV P2,#00H INC 31H INC R0 DJNZ 30H,DISPDISP_EXIT: RET DISP_DELAY:MOV 32H,#2D1:MOV 33H,#150 DJNZ 33H DJNZ 32H RETINT_0:PUSH ACC MOV TH0,#0A6H MOV TL0,#00H INC 35H MOV A,35H CJNE A,36H,INT0_EXIT MOV 35H,#00H ACALL WHICH_WAYINT0_EXIT:POP ACC R

45、ETIWHICH_WAY:MOV A,37H CJNE A,#00H,WAY2 ACALL YIDONG1 RETWAY2: CJNE A,#40H,WAY3 ACALL YIDONG2 RETWAY3: CJNE A,#80H,WAY4 ACALL YIDONG3 RETWAY4: ACALL YIDONG4 RETYIDONG1: MOV 50H,#0A1H MOV 51H,#0C1H MOV 3CH,#16D INC 38H MOV A,38H CJNE A,#16D,YIDONG1_THEN1 MOV 38H,#00H INC 39H MOV A,39H CJNE A,3AH,YIDO

46、NG1_THEN MOV 39H,#00H MOV DPTR,#DATA1YIDONG1_THEN: MOV 3CH,#32D MOV R1,#0C0HYIDONG1_SEND_DATA:MOV A,#00H MOVC A,#00H MOV R1,A INC R1 INC DPTR DJNZ 3CH,YIDONG1_SEND_DATA MOV 3CH,#16DYIDONG1_THEN1: MOV R1,51H MOV A,R1 RLC A MOV R1,A DEC R1 MOV A,R1 RLC A MOV R1,A MOV R1,50H MOV A,R1 RLC A MOV R1,A DEC

47、 R1 MOV A,R1 RLC A MOV R1,A INC 50H INC 50H INC 51H INC 51H RETYIDONG2:MOV 50H,#0A0H MOV 51H,#80H MOV 3CH,#16DINC 38HMOV A,38HCJNE A,#16D,YIDONG2_THEN1MOV 38H,#00H INC 39HMOV A,39H CJNE A,39H,YIDONG2_THEN MOV 39H,#00H MOV DPTR,#DATA1YIDONG2_THEN:MOV 32H,#32DMOV R1,#80HYIDONG2_SEND_DATA:MOV A,#00H MO

48、VC A,A+DPTR MOV R1,A INC R1 INC DPTR DJNZ 32H,YIDONG2_SEND_DATA MOV 32H,#16DYIDONG2_THEN1:MOV R1,51H MOV A,R1 RRC A MOV R1,A INC R1 MOV A,R1 RRC A MOV R1,A MOV R1,50H MOV A,R1 RRC A MOV R1,A INC R1 MOV A,R1 RRC A MOV R1,A INC 50H INC 50H INC 51H INC 51H DJNZ 3CH,YIDONG2_THEN1 RETYIDONG3:INC 3BH INC

49、3BHMOV 30H,#01HINC 38HMOV A,38HCJNE A,#16D,YIDONG3_EXITMOV 3BH,#0A0HMOV 38H,#00HMOV 3CH,#32D MOV 50H,#0A0HMOV 51H,#0C0HYIDONG3_LOOP:MOV R1,51H MOV A,R1 MOV R1,50H MOV R1,A INC 50H DJNZ 3CH,YIDONG3_LOOP INC 39H MOV A,39H CJNE A,3AH,YIDONG3_THEN MOV 39H,#00H MOV DPTR,#DATA1YIDONG3_THEN:MOV R1,#0C0H MO

50、V 3CH,#32DYIDONG3_THEN2:MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV R1,A INC R1 INC DPTR DJNZ 3CH,YIDONG3_THEN2YIDONG4:DEC 3BH DEC 3BHMOV 30H,#01HINC 38HMOV A,38HCJNE A,#16D,YIDONG4_EXITMOV 3BH,#0A0HMOV 38H,#00HMOV 3CH,#32D MOV 50H,#0A0HMOV 51H,#80HYIDONG4_LOOP:MOV R1,51H MOV A,R1 MOV R1,50H MOV R1,A INC 50H INC 51H DJNZ 3CH,YIDONG4_LOOP INC 39H MOV A,39H CJNE A,3AH,YIDONG4_THEN MOV 39H,#00H MOV DPTR,#DATA1YIDONG4_THEN:MOV R1,#80H MOV 3CH,#32DYIDONG4_THEN2:MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV R1,A INC R1 DJNZ 3CH,YIDONG4_THEN2YIDONG4_EXIT:RETDATA1:DB 02H,00H,02H,00H,02H,08H,03H,0FCH,02H,00H