【正文】 關(guān)鍵代碼進(jìn)行更準(zhǔn)確的控制，避免因線(xiàn)程共同訪問(wèn)或者硬件設(shè)備共享引起的死鎖 5）能夠根據(jù)特定的應(yīng)用對(duì) 代碼做最佳的優(yōu)化，提高運(yùn)行速度 6）能夠最大限度地發(fā)揮硬件的功能。 1． 2 LED 點(diǎn)陣數(shù)碼顯示屏概述 1． 2． 1 LED 的簡(jiǎn)介 LED是英文 light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫(xiě)，發(fā)光二極管的核心部分是由 p型半導(dǎo)體和 n型半導(dǎo)體組成的晶片，在 p型半導(dǎo)體和 n型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)度層 pn結(jié)，注入的少數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 LED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。 LED 具有效率高、光線(xiàn)質(zhì)量高、能耗小、壽命長(zhǎng)等 特點(diǎn)，主要可用于平面顯示領(lǐng)域、便攜設(shè)備顯示屏、照明以及紅外線(xiàn) LED領(lǐng)域等下游應(yīng)用產(chǎn)品市場(chǎng)。 與傳統(tǒng)的照明工具相比， LED照明產(chǎn)品，尤其是氮化鎵基（ GaN）白光 LED照明光源體積小、重量輕、方向性好并可耐各種惡劣條件，在功耗、壽命以及環(huán)保等方面均有不可比擬的優(yōu)越 性。 1． 2． 2 點(diǎn)陣的概述 LED點(diǎn)陣顯示器，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹(shù)脂和塑模封裝而成。具有高亮度、功耗低、引腳少、視角大、壽命長(zhǎng)、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點(diǎn)。點(diǎn)陣顯示器有單色和雙色兩類(lèi)，可顯示紅，黃，綠，橙 等。 LED點(diǎn)陣有 4179。4 、 4179。8 、 5179。7 、 5179。8 、 8179。8 、 16179。16 、 24179。24 、 40179。40等多種； 根據(jù)像素的數(shù)目分為等，雙基色、三基色等，根據(jù)像素顏色的不同所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同，單基色點(diǎn)陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點(diǎn)亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點(diǎn)亮?xí)r間，則可實(shí)現(xiàn) 256或更高級(jí)灰度顯示，即可實(shí)現(xiàn)真彩色顯示。圖 15示出幾種LED點(diǎn)陣顯示器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外型規(guī)格，其它型號(hào)點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)與 引腳可試驗(yàn)獲得。 LED點(diǎn)陣顯示器單塊使用時(shí)，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號(hào)．如 5 x 7 點(diǎn)陣顯示器用于顯示西文字母． 5179。8 點(diǎn)陣顯示器用于顯示中西文， 8 x 8點(diǎn)陣用于顯示中文文字，也可用于圖形顯示。用多塊點(diǎn)陣顯示器組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類(lèi)實(shí)用裝置常通過(guò)微機(jī)或單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)。 1． 3 LED點(diǎn)陣數(shù)碼顯示屏的前景和發(fā)展 LED電子顯示屏是隨著計(jì)算機(jī)及相關(guān)的微電子﹑光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展而形成的一種新型信息顯示媒體。它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕，以可靠 性高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高、使用成本低等特點(diǎn)，在短短的十來(lái)年中，迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 LED 點(diǎn)陣電子顯示屏是集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示屏系統(tǒng)。它以其色彩鮮艷，動(dòng)態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)而成為眾多顯示媒體以及戶(hù)外作業(yè)顯示的理想選擇。同時(shí)也可廣泛應(yīng)用到軍事、車(chē)站、賓館、體育、新聞、金融、證券、廣告以及交通運(yùn)輸?shù)仍S多行業(yè)。 目前大多數(shù)的 LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)自帶字庫(kù)。其顯示和動(dòng)態(tài)效果（主要是顯示內(nèi)容的滾動(dòng) ）的實(shí)現(xiàn)主要依靠硬件掃描驅(qū)動(dòng)，該方法雖然比較方便，但顯示只能按照預(yù)先的設(shè)計(jì)進(jìn)行。而實(shí)際上經(jīng)常會(huì)遇到一些特殊要求的動(dòng)態(tài)顯示，比如電梯運(yùn)行中指示箭頭的上下移動(dòng)、某些智能儀表幅值的條形顯示、廣告中廠家的商標(biāo)顯示等。這時(shí) 一般的顯示系統(tǒng)就很難達(dá)到要求。另外，由于受到存儲(chǔ)器本身的局限，其特殊字符或圖案也往往難以顯示，同時(shí)顯示內(nèi)容也不能隨意更改。本文提出一種利用 PC機(jī) 和單片機(jī)控制的 LED顯示系統(tǒng)通訊方法。該方法可以對(duì)顯示內(nèi)容（包括漢字和特殊圖符）進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)諸如閃動(dòng)、滾動(dòng)、打字等多種動(dòng)態(tài)顯示效果。該方法同時(shí) 還可以調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)顯示的速度，同時(shí)用戶(hù)也可以在PC機(jī)上進(jìn)行顯示效果的預(yù)覽，顯示內(nèi)容亦可以即時(shí)修改。另外，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的 RS232／ 485 轉(zhuǎn)換模塊還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。在我國(guó)改革開(kāi)放之后，特別是進(jìn)入 90年代國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，對(duì)公眾場(chǎng)合發(fā)布信息的需求日益強(qiáng)烈， LED顯示屏的出現(xiàn)正好適應(yīng)了這一市場(chǎng)形勢(shì)，因而在 LED顯示屏的設(shè)計(jì)制造技術(shù)與應(yīng)用水平上都得到了迅速的提高，生產(chǎn)也得到了迅速的發(fā)展，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，成為光電子行業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。 第 2 章 硬件介紹 LED點(diǎn) 陣數(shù)碼顯示屏是由 24個(gè) 8*8的 LED1588點(diǎn)陣塊組成，每四塊形成 16*16矩形點(diǎn)陣，以 MSC51 系列 89S51單片機(jī)為控制核心。顯示屏的其他主要硬件有：（ 1）帶鎖存輸出的 8位移位寄存器 74HC595，作為 LED的列線(xiàn)驅(qū)動(dòng)輸入；（ 2）12MHZ晶振一個(gè)，作為 89S51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)。 MSC51系列 89S51 單片機(jī)： 89S51是 INTEL 公司 MCS51系列單片機(jī)中最基本的產(chǎn)品，它采用 INTEL公司可靠的 CHMOS工藝技術(shù)制造的高性能 8位單片機(jī)，屬于標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51的 HCMOS產(chǎn)品。它結(jié)合了 HMOS 的高速和高密度技術(shù)及 CHMOS的低功耗特征，它繼承和擴(kuò)展了 MCS48單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。 89S51內(nèi)置中央處理單元、 128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM、 32個(gè)雙向輸入 /輸出 (I/O)口、 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器和 5個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙 工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。 此外， 89S51 還可工作于低功耗模式，可通過(guò)兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié) CPU而 RAM定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存 RAM數(shù)據(jù)，時(shí)鐘振蕩停止，同時(shí)停止芯片內(nèi)其它功能。 89S51有PDIP(40pin)和 PLCC(44pin)兩種封裝形式。 主要功能特性 178。 標(biāo)準(zhǔn) MCS51內(nèi)核和指令系統(tǒng) 178。 4kB內(nèi)部 ROM（外部可擴(kuò)展至 64kB） 178。 32個(gè)可編程雙向 I/O口 178。 128x8bit內(nèi)部 RAM(可擴(kuò)充 64kB外部存儲(chǔ)器 ) 178。 2個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 178。 時(shí)鐘頻率 016MHz 178。 5個(gè)中斷源 178。 178。 可編程全雙工串行通信口 178。 布爾處理器 89S51 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 89S51單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)等三大總線(xiàn)，現(xiàn)在我們分別加以說(shuō)明： 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進(jìn) 制數(shù)據(jù)或代碼， CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作 。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)： 89S51內(nèi)部有 128個(gè) 8位用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128個(gè)專(zhuān)用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專(zhuān)用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶(hù)只能訪問(wèn)，而不能用于存放用戶(hù)數(shù)據(jù)，所以，用戶(hù)能使用的的 RAM 只有 128個(gè)，可存放讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶(hù)定義的字型表。 程序存儲(chǔ)器 (ROM)： 89S51共有 4096個(gè) 8位掩膜 ROM，用于存放用戶(hù)程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 178。 2層優(yōu)先級(jí)中斷結(jié)構(gòu) 178。電源空閑和掉電模式 178。 快速脈沖編程 178。 2層程序加密位 178。 PDIP和 PLCC封裝形式 178。 兼容 TTL和 CMOS邏輯電平 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 89S51有兩個(gè) 16位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 并行輸入輸出 (I/O)口： 89S51共有 4組 8位 I/O口 (P0、 P P2或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 全雙工串行口： 89S51內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 中斷系統(tǒng)： 89S51具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定 時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿(mǎn)足不同的控制要求，并具有 2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 時(shí)鐘電路： 89S51內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但 8051單片機(jī)需外置振蕩電容。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類(lèi)型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 INTEL的 MCS51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16位的 MCS96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。 下圖是 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 。 MCS51的引腳說(shuō)明： MCS51系列單片機(jī)中的 803 805 8751 及 89S51均采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置， 40個(gè)引腳中，正電源和地線(xiàn)兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線(xiàn)兩根， 4組 8位共 32個(gè) I/O口，中斷口線(xiàn)與 P3口線(xiàn)復(fù)用?，F(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明： Pin20: 接地腳。 Pin40: 正電源腳，正常工作或?qū)ζ瑑?nèi) EPROM 燒寫(xiě)程序時(shí)，接 +5V電源。 Pin19: 時(shí)鐘 XTAL1 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。 Pin18: 時(shí)鐘 XTAL2 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸出端。 89S51的時(shí)鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需在 18和 19腳外接石英晶體 (212MHz)和振蕩電容，振蕩電容的值一般取 10p30p。另外一種是外部時(shí)鐘方式，即將 XTAL1 接地，外部時(shí)鐘信號(hào)從 XTAL2腳輸入。 輸入輸出 (I/O)引腳： Pin39Pin32為 ， Pin1Pin8為 ，Pin21Pin28為 ， Pin10Pin17為 ，這些輸入輸出腳的功能說(shuō)明將在以下內(nèi)容闡述。 Pin9: RESET/V pd 復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng) 89S51 通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在 RESET引腳上出現(xiàn) 24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器 PC指向 0000H， P0P3輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫(xiě)入 07H，其它專(zhuān)用寄存器被清“ 0”。 RESET由高電平下降為 低電平后，系統(tǒng)即從 0000H 地址開(kāi)始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變 RAM（包括工作寄存器 R0R7）的狀態(tài)。 Pin30: ALE/ 當(dāng)訪問(wèn)外部程序器時(shí)， ALE(地址鎖存 )的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)， A