【正文】 動態(tài)顯示易于制作和理解，又能鞏固所學知識，達到畢業(yè)設計的目標。我采用動態(tài)顯示。 驅動電路的選擇驅動電路的選擇采取并口輸入，占用大量I/O口資源。選取串口輸入，I/O口資源使用較少。所以我選用串口輸入。電路中行方向由AT89C51的p0口和p2口完成掃描，由于p0口沒有上拉電阻，*8的排阻上拉。為提供負載能力，接16個2N5551的NPN三極管驅動。列方向則由4—16譯碼器74LS154完成掃描。同樣，驅動部分則是16個2N5401的三極管完成的。 電源模塊選擇采用干電池作為LED點陣系統(tǒng)的電源，由于點陣系統(tǒng)耗電量較大，使用干電池需經常換電池，不符合節(jié)約型社會的要求。點陣系統(tǒng)要懸掛在墻上，電池總量大，使用會有較大安全隱患。采用一片LM7805三端穩(wěn)壓器，耗電電流為100Ma左右的電源作為系統(tǒng)電源，不僅功率上可以滿足系統(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，我決定采用采用LM7805三端穩(wěn)壓器電源作為系統(tǒng)電源。 工作原理利用單片機進行LED漢字顯示平設計與制作是利用單片機控制技術，編寫程序，通過程序控制LED的顯示，顯示所要顯示的內容。技術線路為通過程序控制AT89C51芯片輸出高低電平，高低電平控制分別控制LED的亮和滅，最終達到所要顯示的內容。在顯示電路中，主要靠按鍵來實現(xiàn)各種顯示要求的選擇與切換。本設計介紹一種實用的漢字顯示屏的制作，考慮到電路元件的易購性，沒有使用8*8的點陣發(fā)光管模塊， 而是直接使用了256個高量度發(fā)光管，組成了16行16列的發(fā)光點陣。同時為了降低制作難度， 僅作了一個字的輪流顯示，實際使用時可根據(jù)這個原理自行擴充顯示的字數(shù)。我們把行列總線接在單片機的IO口，然后把掃描代碼送入總線，就可以得到顯示的漢字了。但是若將LED點陣的行列端口全部直接接入89C51單片機，則需要使用32條IO口，這樣會造成IO資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴充的余地。因此，我們在實際應用中只是將LED點陣的16條行線直接接在P0口和P2口，至于列選掃描信號則是由416線譯碼器74LS154來選擇控制，這樣一來列選控制只使用了單片機的4個IO口，節(jié)約了很多IO資源，為單片機系統(tǒng)擴充使用功能提供了條件。考慮到P0口必需設置上拉電阻， kΩ排電阻作為上拉電阻。 總體設計有上述工作原理，我畫出來該系統(tǒng)的框圖。設計總體框圖如圖:74LS1544*4鍵盤系統(tǒng)框圖8255AT89C51時鐘/復位電路LED大屏幕顯示圖21 系統(tǒng)框圖3 系統(tǒng)硬件設計LED點陣設計主要應用于顯示屏，它是利用發(fā)光二極管點陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。由于它具有發(fā)光效率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對室內室外環(huán)境適應能力強等優(yōu)點，自20世紀80年代后期開始，隨著LED制造技術的不斷完善，在國外得到了廣泛的應用。在我國改革開放之后，特別是進入90年代國民經濟高速增長，對公眾場合發(fā)布信息的需求日益強烈，LED顯示屏的出現(xiàn)正好適應了這一市場形勢，因而在LED顯示屏的設計制造技術與應用水平上都得到了迅速的提高。LED顯示屏經歷了從單色、雙色圖文顯示屏，到圖像顯示屏的發(fā)展過程。本設計采用以AT89C51單片機為核心芯片的電路來實現(xiàn)，主要由AT89C51芯片、時鐘電路、復位電路、列掃描驅動電路(74LS154)、1616 LED點陣5部分組成，如圖所示。 圖31 硬件電路圖 AT89C51芯片的介紹AT89C51是一種帶4 kB閃爍可編程可擦除只讀存儲器(Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory，F(xiàn)PEROM)的低電壓、高性能CMOS型8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL公司高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，能夠進行1 000次寫／擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間為10年。他是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。因此，在智能化電子設計與制作過程中經常用到AT89C51芯片。其主要參數(shù)及引腳圖及其功能如下：主要性能參數(shù)：1）與MCS51產品指令系統(tǒng)完全兼容2）4k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器3）1000次擦寫周期4）全靜態(tài)操作：0Hz—24MHz5）三級加密程序存儲器6）128*8字節(jié)內部RAM7）32個可編程I /O口線8）低功耗空閑和掉電模式9）6個中斷源圖32 AT89C51引腳圖AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含4Kbytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（EPROM）和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失存儲技術生產，兼容標準MCS51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash 存儲器單元，內置功能強大的微型計算機的AT89C51提供了高性價比的解決方案。 AT89C51是一個低功耗高性能單片機，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。管腳說明：VCC:供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為一個8位漏極開路雙向1/0口，每腳可吸收8TTL門流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在Flash編程時,P0口作為原碼輸入口,當FLASH進行校驗時,P0輸出原碼,此時P0外部必須被拉高. P1口:P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,被內部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,P1口作為第八位地址接收。 P2口:P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL門電流,當P2口被寫“1”時,其管腳被內部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口管腳被外部拉底，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在Flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，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，如下表所示：口管腳 備選功能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） /INT0 (外部中斷0 ) /INT1 （外部中斷1） T0 （記時器0外部輸入） T1 （記時器1外部輸入） /WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在Flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用做對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用做外部存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN:外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H—FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET：當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在Flash編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1： 反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2： 來自反向振蕩器的輸出。 時鐘電路由AT89C51的18，19腳的時鐘端(XTALl及XTAL2)以及12 MHz晶振X電容C2，C3組成，采用片內振蕩方式。 圖33 時鐘電路 復位電路復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復位。采用簡易的上電復位電路，主要由電阻R1，R2，電容C1，開關K1組成，分別接至AT89C51的RST復位輸入端。 圖34 復位電路圖圖35 復位電路輸入輸出特性 驅動電路設計 2N5551與2N5401三極管的主要參數(shù) 行驅動部分則是16個2N5551小功率硅三極管，其主要的參數(shù)如下：2N5551小功率硅三極管參數(shù)：1）類型:NPN2）直流電流增益hFE最小值(dB):803）直流電流增益hFE最大值(dB):2504）集電極－發(fā)射集最小雪崩電壓Vceo(V):1605）集電極最大電流Ic(max)(mA):6）最小電流增益帶寬乘積Ft(MHz):100列驅動部分則是16個2N5401小功率硅三極管，其主要的參數(shù)如下：2N5401的技術參數(shù)：1）集電極－發(fā)射集最小雪崩電壓Vceo(V):1502）集電極最大電流Ic(max)(mA):3）直流電流增益hFE最小值(dB):604）直流電流增益hFE最大值(dB):2405）最小電流增益帶寬乘積Ft(MHz):1006）封裝/溫度(℃):TO92/55~150 8255芯片的介紹8255是微機并行接口芯片。 8255是可編程I／O口擴展芯片。對8255輸入不同的指令可改變I／O口的工作方式。8