07通信胡聰聰定稿

1、目錄摘要IIAbstractIII第一章引言1本課題的研究意義1課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望11.2.11.2.2第二章發(fā)展現(xiàn)狀2展望LED 的發(fā)展4系統(tǒng)硬件介紹52.12.22.3單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理5AT89C51 介紹774LS154 介紹9第三章硬件電路設(shè)計(jì)10硬件電路工作原理10漢字的點(diǎn)陣顯示原理及字庫代碼獲取方法12第四章系統(tǒng)設(shè)計(jì)144.1 總述144.2 單片機(jī)部分的設(shè)計(jì)144.2.14.2.24.2.34.2.4第五章顯示程序15接收程序15子程序16元器件選擇17仿真與分析185.1 運(yùn)用PROTEUS仿真LED 漢字顯示屏185.2 結(jié)論與分析18參考文獻(xiàn)20附錄21致 謝25

2、基于單片機(jī)的 LED 點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)摘要本文介紹了一種基于單片機(jī)( AT89C51) 的簡(jiǎn)單 的 16 16 LED 漢字點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)與制作過程，內(nèi)容包括 LED 漢字點(diǎn)陣顯示屏的硬件電路、PCB 設(shè)計(jì)、匯編語言程序設(shè)計(jì)與調(diào)試等方面，涉及到單片機(jī)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，能幫助廣大電子者解漢字的點(diǎn)陣顯示原理，認(rèn)識(shí)單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用方法，并提高單片機(jī)知識(shí)技術(shù)的運(yùn)用能力。：?jiǎn)纹瑱C(jī)；LED；點(diǎn)陣；漢字顯示LED ChiCharacter Display Screen Design Based on Single ChipAbstractThis article based

3、 on single chip( AT89C51)rodua kind of simple 16*16 LEDChicharacter displayscreen design and making pros，it includes the hardwarecircuit of LED Chicharacter display screen，design of prcircuit board，assemblelanguage programmer design and debugging and SO on，it comes down to each tache of thepros of d

4、esign and manufacture of single chip electronically manufacture It can help thegeneral electronic loving knowing and understanding the principle of Chilatticedisplaying ,also can help everybody to know the basic structure ,the principle of work and the application method of MCU ,and enhance the util

5、ization ability of MCU knowledge andtechnology.Keywords：single chip, LED, lattice, Chicharacter display第一章引言1.1本課題的研究意義LED 點(diǎn)陣顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。LED 點(diǎn)陣顯示屏發(fā)展較快，本文講述了基于 AT89C51 單片機(jī) 1616LED 漢字點(diǎn)陣滾動(dòng)顯示的基本原理、硬件組成與設(shè)計(jì)、程序編寫與調(diào)試等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)。LED 點(diǎn)陣顯示屏是運(yùn)用光電顯示技術(shù)、技術(shù)、多技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)，針對(duì)室內(nèi)外各種使用環(huán)境而設(shè)計(jì)，顯示各

6、種信息的屏幕，使用專用的控制技術(shù)，用于顯示文字、文本、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情及各種多信息信號(hào)。它由 LED 點(diǎn)陣陣列排列組成的顯示屏幕，具有以及電視、晰度、色彩鮮艷、視角大、工作穩(wěn)定、長(zhǎng)、功耗優(yōu)點(diǎn)。由于采用單元模塊化結(jié)構(gòu)，屏體的大小可按用戶要求靈活拼制。LED 點(diǎn)陣顯示屏的典型應(yīng)用系統(tǒng)：城市公眾信息系統(tǒng)；、企事業(yè)接待服務(wù)系統(tǒng)；工商、稅務(wù)、等行業(yè)業(yè)務(wù)查詢系統(tǒng)；郵電、水電煤氣等公用事業(yè)業(yè)務(wù)查詢系統(tǒng) ；大型商場(chǎng)商品信息查詢系統(tǒng) ；賓館旅游指南系統(tǒng) ；商務(wù)中心、智能化樓宇分布查詢系統(tǒng)；市場(chǎng)、勞動(dòng)力市場(chǎng)供求信息服務(wù)系統(tǒng)；展覽、交易會(huì)信息查詢系統(tǒng)；醫(yī)院導(dǎo)醫(yī)系統(tǒng)查詢。近幾年來我國 LED 顯示的相關(guān)技術(shù)也取

7、得了較快和較大的發(fā)展，早期時(shí)曾因 LED材料器件的限制，LED 顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒有廣泛展開，另一方面，顯示屏控制技術(shù)基本上是通信控制方式，客觀上影響了顯示效果。所以導(dǎo)致早期的 LED 顯示屏在國內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通信控制，灰度等級(jí)為單點(diǎn)四級(jí)調(diào)灰，產(chǎn)品的成本比較高。后來 LED 顯示屏迅速發(fā)展，進(jìn)入九十年代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)，各個(gè)領(lǐng)域不斷突破，LED 顯示屏在 LED 材料和控制技術(shù)方面也不斷出現(xiàn)新的成果。藍(lán)色 LED 鏡片研制成功，全彩色 LED 顯示屏進(jìn)入市場(chǎng);電子計(jì)算機(jī)及微電子領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，在顯示屏控制技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了控制技術(shù)，顯示屏的動(dòng)態(tài)顯示效果大大提高。這

8、個(gè)階段，LED 顯示屏在我國發(fā)展迅速，LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。今天，LED 顯示屏應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊，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11.2課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望1.2.1發(fā)展現(xiàn)狀LED 點(diǎn)陣顯示屏是 20 世紀(jì) 90 年代出現(xiàn)的新型平板顯示器件，由于其亮度高、畫面清晰、色彩鮮艷，使它在公眾多顯示領(lǐng)域一枝獨(dú)秀，因此市場(chǎng)空間巨大。LED 點(diǎn)陣顯示屏市場(chǎng)隨技術(shù)發(fā)展而攀升 LED 點(diǎn)陣顯示屏的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段：第一階段為 1990 年到 1995 年，主要是單色和 16 級(jí)雙文屏。用于顯示文字和簡(jiǎn)單，主要用在車站、金融、

9、郵局等公共場(chǎng)所，作為公共信息顯示工具。第二階段是 1995 年到 1999 年，出現(xiàn)了 64 級(jí)、256 級(jí)灰度的雙基屏。控制技術(shù)、圖像處理技術(shù)、光纖通信技術(shù)等的應(yīng)用將 LED 顯示屏到了一個(gè)新的臺(tái)階。LED 點(diǎn)陣顯示屏控制用。大規(guī)模集成電路也在此時(shí)由國內(nèi)企業(yè)開發(fā)出來并得以應(yīng)第三階段從 1999 年開始，紅、純綠、純藍(lán)LED 管大量涌入中國，同時(shí)國內(nèi)企業(yè)進(jìn)行了深入的研發(fā)工作，使用紅、綠、藍(lán)三原色 LED 生產(chǎn)的全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進(jìn)入體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、廣場(chǎng)等公共場(chǎng)所，從而將國內(nèi)的大屏幕帶入全彩時(shí)代。隨著LED 原材料市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，表面貼裝器件從 2001 年面世，主要用在室內(nèi)全彩屏

10、，并且以其亮度高、色彩鮮艷、溫度低的特性，可隨意調(diào)整的點(diǎn)間距，被不 同價(jià)位需求者所接受，在短短兩年多時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品銷售額已超過 3 億元，表面貼裝全彩色LED 點(diǎn)陣顯示屏應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)入新世紀(jì)。為了適應(yīng) 2008 年奧運(yùn)會(huì)的“瘦身” 計(jì)劃，開發(fā)了表面貼裝雙基色顯示屏，大量用于訓(xùn)練館和比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)。在奧運(yùn)場(chǎng)館全彩屏方面，為緊縮投資，全彩屏大部分采用可拆卸方式，奧運(yùn)期間 可作為實(shí)況轉(zhuǎn)播工具，賽事結(jié)束后可用于租賃，作為演出、國家政策發(fā)布等公共場(chǎng)合應(yīng)用工具，通過這種方式可盡快收回成本。就市場(chǎng)而言，中國加入WTO、成功等，成為L(zhǎng)ED 點(diǎn)陣顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新契機(jī)。國內(nèi)LED 點(diǎn)陣顯示屏市場(chǎng)保持持續(xù)增長(zhǎng)，目前

11、在國內(nèi)市場(chǎng)上，國產(chǎn) LED 點(diǎn)陣顯示屏的市場(chǎng)占有率近 95%。國際上 LED 點(diǎn)陣顯示屏的市場(chǎng)容量預(yù)計(jì)以每年 30%的速度在增長(zhǎng)。目前，LED 點(diǎn)陣顯示屏的主要制造廠商集中在、等地，我國 LED 制造廠商出口的份額在其中微道。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上目前至少有 150 家廠商生產(chǎn)全彩屏，其中產(chǎn)品齊全，規(guī)模較大的公司約有 30 家左右。國產(chǎn)LED 點(diǎn)陣顯示屏技術(shù)差距在哪，隨著 LED 顯示屏市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，目前國內(nèi)全彩色市場(chǎng)逐步被劃分為三個(gè)檔次。第一檔為、松下等國際知名企業(yè)生產(chǎn)的高檔產(chǎn)品；第二檔為國內(nèi)大型企業(yè)研制的 采用日亞高品質(zhì)LED 生產(chǎn)的產(chǎn)品；第三檔為采用我國生產(chǎn)的LED 制作的顯示屏。這三種

12、檔次的 LED 顯示屏在價(jià)格和功能上也存在著較大區(qū)別。在技術(shù)上，LED 點(diǎn)陣顯示屏的發(fā)展要緊跟世界一流企業(yè)的品質(zhì)特點(diǎn)，目前國產(chǎn)的高品質(zhì) LED 點(diǎn)陣顯示屏與國外頂尖產(chǎn)品在圖像處理技術(shù)、前端不大，主要差距在于以下兩個(gè)方面：處理技術(shù)等方面差別(1)單點(diǎn)顏色確認(rèn)“單點(diǎn)顏色確認(rèn)”技術(shù)能夠確保真的色彩顯示，可持續(xù)長(zhǎng)達(dá)數(shù)年之久不變。目前國內(nèi)的產(chǎn)品只能做到單元模塊和單元箱體的調(diào)節(jié)，不能做到真正的單點(diǎn)調(diào)節(jié)，因此在色彩和亮度一致性上有差別，特別是在經(jīng)過維修更換了顯示單元后，由于 LED 的參數(shù)可能發(fā)生了變化，顯示效果很難跟原屏保持一致，而這項(xiàng)工作在國外是由的大型設(shè)備完成的，而國內(nèi)沒有這類因產(chǎn)品特性而開發(fā)的設(shè)備，

13、也希望社 會(huì)相關(guān)行業(yè)和設(shè)備制造企業(yè)能夠給予關(guān)注。目前這項(xiàng)工作在是這樣做的：模塊內(nèi)，每個(gè)像素點(diǎn)中的 LED 燈管都有其各自的顏色、亮度 的數(shù)值，這些發(fā)光二極管在工廠安裝要被精確測(cè)量過，這些到每個(gè)模塊中的 EEPROM，而當(dāng)顯示信號(hào)被處理時(shí)，數(shù)字處理儀數(shù)據(jù)同時(shí)被(DIGITIZER)將從每個(gè) EEPROM 中以保證顯示效果達(dá)到一致的最佳狀態(tài)。該信息，并對(duì) LED 的亮度、顏色差別加以修正，(2)結(jié)構(gòu)工藝目前國內(nèi)產(chǎn)品的箱體外殼基本上都是采用單件鈑金加工，加工工藝差，精度不高，外觀不美觀，防水性也不十分好，特別是在室外惡劣環(huán)境下，易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。的箱體適應(yīng)惡劣工作環(huán)境，所有箱體的外部硬件都裝在具備

14、IP65 標(biāo)準(zhǔn)的鋁合金鑄件包裝箱內(nèi)。箱體所采用的專門密封措施足以防止雨水、塵土的進(jìn)入。數(shù)字“5”是防止液體滲入的等級(jí)，也是設(shè)計(jì)要求之一，這樣顯示系統(tǒng)就可以在雨天、無積水的環(huán)境下正常工作。1.2.2展望 LED 的發(fā)展首先，全彩色顯示屏將成為L(zhǎng)ED 點(diǎn)陣顯示屏行業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，蘊(yùn)含著極大的市場(chǎng)。隨著LED 器件材料性能的不斷提高，全彩色顯示屏的成本下降，應(yīng)用增加。到 2003 年底，范圍內(nèi)的全彩色 LED 點(diǎn)陣顯示屏達(dá)到 600 多塊。就全彩色顯示屏的綜合水平來說，國內(nèi)的全彩色 LED 點(diǎn)陣顯示屏除了價(jià)格和本地化服務(wù)的優(yōu)勢(shì)外，在技術(shù)深度、生產(chǎn)工藝等方面與國外產(chǎn)品的差距正在逐步縮小。采用 SMD 表

15、貼技術(shù)的室內(nèi)全彩色LED 點(diǎn)陣顯示屏得到迅速發(fā)展并將成為今后室內(nèi)顯示屏的主導(dǎo)發(fā)展產(chǎn)品。其次，半導(dǎo)體照明的發(fā)展，也將為 LED 點(diǎn)陣顯示屏產(chǎn)業(yè)的總體形成新的發(fā)展機(jī)遇。在 LED 點(diǎn)陣顯示屏大范圍應(yīng)用的同時(shí)，LED 作為新型照明光源材料的發(fā)展近年也取得了突破性發(fā)展。傳統(tǒng)的照明淘汰主要是白熾燈和熒光燈，在可靠性、耗電、使用等方面不盡如人意。近年，LED 作為光源材料制作的裝飾燈、城市景觀燈等產(chǎn)品不斷推出，LED 光源材料的照明燈具的市場(chǎng)正在形成并呈上升趨勢(shì)。特別是在城市景觀、區(qū)域、緊急應(yīng)急等方面的使用潛力更為巨大。第三，交通信號(hào)、汽車等特種領(lǐng)域的 LED 應(yīng)用前景廣闊。亮、大功率的 LED器件，在城

16、市交通信號(hào)燈中已得到廣泛的采用。LED 信號(hào)燈有高亮度、高可靠性、低使用成本、長(zhǎng)等特點(diǎn)。第二章系統(tǒng)硬件介紹2.1單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)上。概括的講：一塊就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件?？梢哉f，二十世紀(jì)了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱 PC 機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系

17、統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以前，有不少能工巧匠做出了不少精巧的機(jī)械。進(jìn)入電器時(shí)代后，人們借

18、助電氣技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制機(jī)械，自動(dòng)生產(chǎn)線甚至自動(dòng)工廠，并且大大地發(fā)展了控制理論。然而，在一些大中型系統(tǒng)中自動(dòng)化結(jié)果均不理想。只有在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后，人們才見 到了希望的曙光。如今借助計(jì)算機(jī)逐漸實(shí)現(xiàn)了人類的夢(mèng)想。但是，計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里，計(jì)算機(jī)作為科學(xué)，在科學(xué)的神圣殿堂里默默地工作，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控領(lǐng)域并沒有得到真正的 應(yīng)用。只有在單片機(jī)（Microcontroller）出現(xiàn)后，計(jì)算真正地從科學(xué)的神圣殿堂走入尋常百姓家，成為廣大工程技術(shù)現(xiàn)代化技術(shù)革新，技術(shù)的有利。目前，單片機(jī)在民用和工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用。彩電，冰箱，空調(diào)，機(jī)，VCD，機(jī)，電飯煲等無處不見單片機(jī)的，單片機(jī)早已深深地溶

19、入每個(gè)人的生活之中。單片機(jī)能大大地提高這些產(chǎn)品的智能性，易用性及節(jié)能性等主要性能指標(biāo)，給的生活帶來舒適和方便的同時(shí)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。單片機(jī)按用途大體上可分為兩大類：通用型單片機(jī)型單片機(jī)型單片機(jī)是指用途比較專一，出廠時(shí)程序已經(jīng)好，不能再修改的單片機(jī)。例如電子表里的單片機(jī)就是其中的一種。通用型單片機(jī)的用途很廣泛，使用不同的接口電路及編制不同的應(yīng)用程序就可完成不同的功。小到家用電器儀器儀表，大到機(jī)器設(shè)備和整套生產(chǎn)線都可用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制2。單片機(jī)的功能模塊如圖 2.1 所示。在一小塊部分。由圖 1 所見，單片機(jī)是由 8 位CPU只讀上，集成了一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)

20、器EPROM/ROM讀寫器RAM并行 I/O 口串行成，各部分之間通過I/O定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷系統(tǒng)振蕩器和時(shí)鐘電路等各部分組總線相連3。圖 2.1 單片機(jī)的功能模塊單片機(jī)的部分是處理器CPU，它由運(yùn)算器和控制器兩大部分組成。運(yùn)算器用來完成算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算和進(jìn)行位操作(處理)，由算術(shù)單元(ALU)，位處理器，累加器(ACC)，寄存器 B 暫存器TMP1T 和TMP2 等組成，與一般運(yùn)算器的作用類似。控制器是用來指揮和控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作的，它是由定時(shí)和控制邏輯電路，振蕩電路 OSC，指令寄存器及其譯，程序計(jì)數(shù)器 PC 及其增量器，程序地址寄存器，程序狀態(tài)字寄存器PSW，RAM 地址寄存器，數(shù)據(jù)指

21、針 DPTR，堆棧指針 SP等部分組成。2.2AT89C51 介紹AT89C51 是ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含有4K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序AEMEL 公司的高密度，非易失性器和 128 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)器，器件采用技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位處理器和FLASH單元，功能強(qiáng)大,可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。圖 2.2為 AT89C51 外部封裝4。圖 2.2 AT89C51 封裝AT89C51 單片機(jī)為 40 引腳雙列直插,有四個(gè)I/O 口P0,P1,P2,P3, MCS-51 單片機(jī)共有 4 個(gè) 8 位的I/O

22、口（P0、P1、P2、P3），每一條 I/O 線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。P0 口：P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為輸入。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)，P0 口作為原碼輸，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí)P0 外部必須被拉高。P1 口：P1 口是一個(gè)提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。P1 口管腳寫入 1 后，被低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為上拉的緣故

23、。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為第八位地址接收。P2 口：P2 口為一個(gè)上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè)TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“1”時(shí)，其管腳被上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于上拉的緣故。P2 口當(dāng)用于外部程序器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2 口在FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3 口：P3 口管腳是 8 個(gè)帶流。

24、當(dāng)P3 口寫入“1”后，它們被上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè)TTL 門電上拉為，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示：P3.0 RXD（串行輸）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /P3.3 /0（外部中斷 0）1（外部中斷 1）P3.4 T0（記時(shí)器 0 外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器 1 外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)器寫選通）器讀選通）5AT89C51 振蕩器特性為： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和

25、輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至?xí)r鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。此外，AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，停止它功能直至硬件復(fù)位，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。其2.374LS154 介紹74LS154 這種 4 線16 線譯非常適合用于高性能器的譯。當(dāng)兩

26、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)解調(diào)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。圖 2.3 為編74LS154 外形及邏輯結(jié)構(gòu)6。圖 2.3 74LS154編外形及邏輯結(jié)構(gòu)第三章硬件電路設(shè)計(jì)3.1 硬件電路工作原理本產(chǎn)品擬采用以 AT89C51 單片機(jī)為的電路來實(shí)現(xiàn)，主要由 AT89C51、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、列掃描驅(qū)動(dòng)電路(74HC154)、16163.1 所示7。LED 點(diǎn)陣 5 部分組成，如圖圖 3.1 硬件電路組成AT8

27、9C51是一種帶 4kB 閃爍可編程可擦除只讀器(Flash Programmable andErasable Read Only Memory，F(xiàn)PEROM)的低電壓、高性能 CMOS 型 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS 5l 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍器組合在單個(gè)中，能夠進(jìn)行 1 000 次寫擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時(shí)間為 10 年。他是一種高效微控制器，為很多嵌人式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。因此，在智能化電子設(shè)計(jì)與制作過程中經(jīng)常用到 AT89C518。時(shí)鐘電路由 AT89C5l

28、的 18，19 腳的時(shí)鐘端(XTAI l 及XTAL 2)以及 12 MHz 晶振X、電容 C2、C3 組成，采用片內(nèi)振蕩方式。復(fù)位電路采用簡(jiǎn)易的上電復(fù)位電路，主要由電阻 R，R2，電容 C，開關(guān) K 組成，分別接至 AT89C51 的RST 復(fù)位輸入端9。LED 點(diǎn)陣顯示屏采用 1616 共 256 個(gè)象素的點(diǎn)陣，可通過萬用表檢測(cè)發(fā)光二極管的方法測(cè)試判斷出該點(diǎn)陣的引腳分布。如圖 3.2 所示。圖 3.2 LED 點(diǎn)陣顯示屏底視圖把行列總線接在單片機(jī)的I0 口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線， 就可以得到顯示的漢字了。但是若將 LED 點(diǎn)陣的行列端口全部直接接入 89S5 1 單片機(jī)，則需

29、要使用 32 條I0 口，這樣會(huì)造成 I0 口資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴(kuò)充的余地。因此，在實(shí)際應(yīng)用中只是將LED 點(diǎn)陣的 16 條行線直接接在P0 口和P2 口，至于列選掃描信號(hào)則是由 416 線譯74HCl54 來選擇控制，這樣一來列選控制只使用了單片機(jī)的 4 個(gè)IO 口，節(jié)約了很多IO 口資源，為單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)充使用功能提供了條件?？紤]到P0 口必需設(shè)置上拉電阻，采用 47 K 排電阻作為上拉電阻。漢字掃描顯示的基本過程是這樣的：通電后由于電阻R，電容 c1 的作用，使單片機(jī)的RST 復(fù)位腳電平先高后低，從而達(dá)到復(fù)位；之后，在 C、C3、X 以及單片機(jī)時(shí)鐘電路的作用下，單片機(jī)89C51 按照設(shè)

30、定的程序在P0 和P2 接口輸出與漢字對(duì)應(yīng)的代碼電平送至LED點(diǎn)陣的行選線(驅(qū)動(dòng))，同時(shí)在P11，P12，P13，P14 接口輸出列選掃描信號(hào)(低電平驅(qū)動(dòng))，從而選中相應(yīng)的象素 LED 發(fā)光，并利用人眼的視覺暫留特性個(gè)漢字的顯示。再改變?nèi)”淼刂穼?shí)現(xiàn)漢字的滾動(dòng)顯示。整3.2漢字的點(diǎn)陣顯示原理及字庫代碼獲取方法以 UCDOS 中文宋體字庫為例，每一個(gè)字由 16 行 16 列的點(diǎn)陣組成顯示。即國標(biāo)漢字庫中的每一個(gè)字均由 256 點(diǎn)陣來表示?？梢园衙恳粋€(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)象素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在 256 象素范圍內(nèi)的任何圖形。如查用 8 位的 A

31、T89C51 單片機(jī)控制，由于單片機(jī)的總線為 8 位，一個(gè)字需要拆分為 2 個(gè)部分，如圖 3.3 所示。圖 3.3 漢字顯示原理為了弄清楚漢字的點(diǎn)陣組成規(guī)律，首先通過列掃描方法獲取漢字的代碼。漢字可拆分為上部和下部，上部由 816 點(diǎn)陣組成，下部也由 816 點(diǎn)陣組成。本例通過列掃描方法首先顯示左上角的第一列的上半部分，即第 0 列的P00P07 口，方向?yàn)镻00 到P07，顯示漢字“大”時(shí)，P05 點(diǎn)亮，由上往下排列，為：P0.0 滅，P0.1 滅，P0.2 滅P0.3 滅，P0.4滅，P0.5 亮，P0.6 滅，P0.7 滅。即二進(jìn)制 00000100，轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制為 04h。上半部第一

32、列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線的方便，仍設(shè)計(jì)成由上往下掃描，即從P27 向P20 方向掃描，從圖 3.3 可以看到，這一列全部為不亮，即為 00000000，十六進(jìn)制則為 00h。依照這個(gè)方法轉(zhuǎn)向第二列、第三列，直至第十六列的掃描，一共掃描 32 個(gè) 8 位，可以得出漢字“大”的掃描代碼為：04H,00H,04H,02H,04H,02H,04H,04H04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H05H,80H,04H,60H,04H,10H,04H,08H04H,04H,0CH,06H,04H,04H,00H,00H由這個(gè)原理可以看出，無論顯示何種字體或圖像，

33、都可以用這個(gè)方法來分析出他的掃描代碼從而顯示在屏幕上。上述方法雖然能夠讓弄清楚漢字點(diǎn)陣代碼的獲取過程，但是依靠人工方法獲取漢字代碼是一件非常繁瑣的事情。對(duì)于1616十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼，經(jīng)常采查找字符代碼，打開后輸入漢字，點(diǎn)“檢取”，十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼用字庫所需要的豎排數(shù)據(jù)到程序中即可，如圖3.4所示。即可自動(dòng)生成，把圖3.4 字庫提取程序可見，漢字點(diǎn)陣顯示一般有點(diǎn)掃描、行掃描和列掃描 3 種。為了符合視覺暫留要求，點(diǎn)掃描方法的掃描頻率必須大于 1664=1 024 Hz，周期小于 1 ms 即可。行掃描和列掃描方法的掃描頻率必須大于 168=128 Hz，周期小于 7.8 ms 即可，

34、但是一次驅(qū)動(dòng)一列或一行(8 顆LED)時(shí)需外加驅(qū)動(dòng)電路提高電流，否則 LED 亮度會(huì)10。第四章系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1總述在本設(shè)計(jì)中，的設(shè)計(jì)包括了單片機(jī)部分和 PC 控制臺(tái)部分。單片機(jī)部分主要包括有接收和顯示兩個(gè)部分。編寫程序的語言為單片機(jī)匯編。PC 控制臺(tái)部分主要包括有字模的編碼計(jì)算、界面設(shè)計(jì)和。系統(tǒng)分成控制系統(tǒng)主程序及上位機(jī)用于輸入文本的串行通信程序兩部分，控制，控制程序采用 C51 在計(jì)算機(jī)上編寫，通過串行口將編寫好的系統(tǒng)主程序框圖控制程序到單片機(jī)中并進(jìn)行調(diào)試。如圖 4.1 所示：圖 4.1 控制系統(tǒng)主程序4.2單片機(jī)部分的設(shè)計(jì)主程序包含一個(gè)中程序，單片機(jī)接收到中斷后，就跳到接收程序接收顯示信息

35、，接收完顯示信息后，從中斷程序返回，進(jìn)入顯示程序。4.2.1顯示程序顯示程序如圖 4.2初始化圖 4.2顯示程序4.2.2接收程序接收程序如圖 4.3初始化握手信息是否正確圖 4.3接收程序接受顯示信息接收漢字點(diǎn)陣碼信息漢字字?jǐn)?shù)將不同的顯示方式的字符的 地址初值設(shè)為不同的值接收握手信息結(jié) 束顯 示開串口中斷4.2.3子程序子程序如圖 4.4把外部RAM器前128字節(jié)置FF字?jǐn)?shù)是否為0已處 理的 字是 否足 是否 已處 理完 圖 4.4子程序結(jié)束調(diào)出漢字的點(diǎn)陣碼的首字節(jié)的地進(jìn)行處理的漢字?jǐn)?shù)一個(gè)字節(jié)4.2.4元器件選擇本設(shè)計(jì)所需元器件如表 4.1 所示。表 4.1 元器件列表元件規(guī)格參數(shù)作用簡(jiǎn)介U

36、1AT89C51控制LED116X16LED 點(diǎn)陣組成漢字顯示屏IC274HC1544 線-16 線譯IC3,IC41K 排阻上拉電阻R1200復(fù)位電路R21K復(fù)位電路C122F/16V復(fù)位電路K1按鍵開關(guān)復(fù)位電路X112MHz 晶振時(shí)鐘電路C2,C320pF時(shí)鐘電路PCB 板10cm*10cm 環(huán)氧板元件承載體現(xiàn)設(shè)計(jì)一程序，使得LED 顯示屏顯示：見附錄。大學(xué)科技學(xué)院通信工程程序第五章仿真與分析5.1運(yùn)用 Proteus仿真 LED 漢字顯示屏Proteus 與其它單片機(jī)仿真不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況，也能仿真單片機(jī) CPU 的工作情況。因此在仿真和

37、程序調(diào)試時(shí)，是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過程和結(jié)果。從某種意義上講Proteus 仿真，基本接近與工程應(yīng)用。本次基于 AT89C51 單片機(jī) 1616LED 漢字滾動(dòng)顯示屏的設(shè)計(jì)已運(yùn)用Proteus仿真實(shí)現(xiàn)，如圖 5.1 所示。圖 5.1 Proteus仿真 LED 漢字顯示屏5.2 結(jié)論與分析雖然本設(shè)計(jì)只使用了一塊 1616LED 點(diǎn)陣，電路簡(jiǎn)單，但是已經(jīng)包涵了 LED 漢字滾動(dòng)顯示屏的電路基本原理、基本程序和 Proteus仿真，只要擴(kuò)展單片機(jī)的 10 接口，并增加一些LED 點(diǎn)陣和相關(guān)，就能設(shè)計(jì)出更大面積、花樣的LED 顯示屏。經(jīng)過多次的反復(fù)測(cè)試與分析,可以對(duì)電路的原理及功能

38、更加熟悉,同時(shí)提高了設(shè)計(jì)能力與及對(duì)電路的分析能力。同時(shí)在的編程方面得到更到的提高,對(duì)編程能力得到加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)所學(xué)的知識(shí)得到很大的提高與鞏固。此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果較好，LED 顯示屏能很好的顯示信息。由 1616 點(diǎn)陣 LED 顯示屏顯示的漢字顯示效果穩(wěn)定，顯示亮度也非常合適。參考文獻(xiàn)諸昌鈴LED 顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù)M123456：電子科技大學(xué)，200034單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)M余修武單片機(jī)原理及應(yīng)用M：，200523，20082324：高等教育：電子科技大學(xué)，張為民MCS-51 系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用M，200489MCS-51 單片機(jī)系統(tǒng)及應(yīng)用技術(shù)M：人民郵電，20091415單片機(jī)&DS

39、P數(shù)字 IC 技術(shù)手冊(cè)M，2003：航空航天大學(xué)53547龍安國基于單片機(jī)的 LED 漢字顯示屏設(shè)計(jì)與制作J現(xiàn)代電子技術(shù)，2007 年，252（13）：1861878 123124 910基于 C51 語言編程的 MCS-51 單片機(jī)實(shí)用M：原子能，2004單片機(jī)原理及應(yīng)用M：，20062225數(shù)字電路與數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)M：民族大學(xué)，20024748附錄0000H MIN 0030H SP,#60H P1.0 30H,#09HDPTR,#TABLJMPMIN: MOV MIX: SETBMOV MOVL1:L CALL M ICCL R C MOVLADD A,#32MOV DPL,AMOV AD

40、DC A,#00H MOV DP H,A DJ NZ 30 H,L1 LJ M P M IXM IC:SETB P1.0HL P:MOV 31 H,#80L OO P:MOV 32 H,#16 MOV R1,#1 EHMOV R2,#00 HEN:MOV A,R2MOVC A, MOV P2,A INC R2 MOV A,R2 MOVC A, MOV P0,A INC R2MOV A,R1TRTRMOV P1,AL CALL D EL SETB P1.0 RR AD EC A RL A MOV R1,ADJ NZ 32 H,ENDJ NZ 31 H,L OO P R ETD EL:MOV 34

41、 H,#2 DL0:MOV R4,#250 DJ NZ R4,DJ N ZR ET TAB:DB34 H,DL0；貴：DB 02H,00H,02H,00H,3AH,01H,2AH,0F9H DB 2AH,82H,2AH,82H,2AH,84H,0FEH,0B8H DB 2AH,84H,2AH,84H,2AH,82H,2BH,0FAHDB 7AH,81H,22H,00H,02H,00H,00H,00H；州：DB 01H,00H,0EH,02H,00H,0CH,0FFH,0F0H DB 00H,00H,08H,00H,06H,00H,00H,00H DB 7FH,0FCH,00H,00H,08H,

42、00H,06H,00HDB 00H,00H,0FFH,0FFH,00H,00H,00H,00H；大：DB 04H,00H,04H,02H,04H,02H,04H,04H DB 04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H DB 05H,80H,04H,60H,04H,10H,04H,08HDB 04H,04H,0CH,06H,04H,04H,00H,00H；學(xué)：DB 02H,20H,0CH,20H,88H,20H,69H,20HDB 09H,20H,09H,22H,89H,21H,69H,7EHDB 09H,60H,09H,0A0H,19H,20H,28H,20H DB 0C8H,20H,0AH,60H,0CH,20H,00H,00H；科：DB 24H,08H,24H,10H,24H,60H,25H,80H DB