【正文】 構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)只要將單片機(jī)接上外部的晶體或時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖13所示。這樣構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單可靠，其特點(diǎn)是沒有外部擴(kuò)展，有可供用戶使用的大量的I∕O線。 圖13 AT89C52單片機(jī)構(gòu)成的最小系統(tǒng) 顯示部分設(shè)計(jì) LED電子顯示屏簡介傳統(tǒng)的LED數(shù)碼管只能顯示0～9的數(shù)字,用途僅限于數(shù)字顯示,不能顯示漢字及各種復(fù)雜的圖像，若將許多發(fā)光二極管按照點(diǎn)陣（行、列）形式排列起來，顯示方式就非常靈活，顯示功能亦大大增強(qiáng)。LED點(diǎn)陣顯示器亦稱LED矩陣板或LED陣列是以發(fā)光二極管作為基本發(fā)光單元。再按行與列的順序排列而成的顯示器件。它具有發(fā)光亮度高、參數(shù)一致性好、可靠性高、接線簡單、拼裝方便等優(yōu)點(diǎn)，能構(gòu)成各種尺寸的大屏幕顯示屏。因此，它被廣泛用于由計(jì)算機(jī)控制的大型LED智能顯示屏、智能儀器和機(jī)電一體化設(shè)備中，利用先進(jìn)的智能顯示技術(shù)來取代傳統(tǒng)的數(shù)顯技術(shù)。LED顯示屏以其亮度高、動(dòng)態(tài)影像顯示效果好、故障低、能耗少、使用壽命長、顯示內(nèi)容多樣、顯示方式豐富、性能價(jià)格比高等優(yōu)勢(shì)，作為新一代的顯示媒體，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。在短短的十來年中，迅速成長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。它具有發(fā)光亮度高、參數(shù)一致性好、可靠性高、接線簡單、拼裝方便等優(yōu)點(diǎn)，能構(gòu)成各種尺寸的大屏幕顯示屏。因此，它被廣泛用于由計(jì)算機(jī)控制的大型LED智能顯示屏、智能儀器和機(jī)電一體化設(shè)備中，利用先進(jìn)的智能顯示技術(shù)來取代傳統(tǒng)的數(shù)顯技術(shù)。現(xiàn)代信息社會(huì)中，作為人一機(jī)信息視覺傳播媒體的顯示產(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)品之一無疑會(huì)有更大的發(fā)展，并有可能成為二十一世紀(jì)平板顯示的代表性主流產(chǎn)品。目前其正朝著高亮度、全彩化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化發(fā)展。 1616點(diǎn)陣顯示部分LED點(diǎn)陣顯示屏結(jié)構(gòu)模塊化，整屏尺寸可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。不論多大的LED顯示屏都是由多個(gè)小的點(diǎn)陣顯示模塊拼接而成。本設(shè)計(jì)中所用的1616點(diǎn)陣顯示部分由4塊88點(diǎn)陣拼接而成。顯示方法采用列掃描。每個(gè)88點(diǎn)陣模塊的外觀如圖14所示：圖14單個(gè)88點(diǎn)陣外觀其內(nèi)部LED接線采用行共陽、列共陰的編排方式在外部圖中COL（共陽極）接收行數(shù)據(jù)，ROW（共陰極）接收列數(shù)據(jù)，當(dāng)行信號(hào)（陽極）為“1”，列信號(hào)（陰極）為“0”時(shí)，對(duì)應(yīng)當(dāng)LED燈亮。1616點(diǎn)陣是由4塊88點(diǎn)陣模塊組合成的，具體組合方式如下圖15所示：1432圖15 4塊88點(diǎn)陣模塊拼接示意圖圖1與2的行信號(hào)接口接在一起用于顯示字形的下半部分；3與4的行信號(hào)接口接在一起用于顯示字形的上半部分；1與4列信號(hào)接口接在一起作為列掃描1；2與3列信號(hào)接口接在一起作為列掃描2。由此構(gòu)成1塊1616點(diǎn)陣顯示屏。 顯示驅(qū)動(dòng)電路顯示器驅(qū)動(dòng)是一個(gè)非常重要的問題，如果驅(qū)動(dòng)能力差，顯示器亮度就低；而驅(qū)動(dòng)器長期在超負(fù)荷下運(yùn)行則很容易損壞。如果是靜態(tài)顯示，則LED驅(qū)動(dòng)器的選擇較為簡單，只要驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能力與顯示器工作電流相匹配即可。而且只須考慮段的驅(qū)動(dòng)，因?yàn)?，共陽極接+5V，而共陰極接地，所以位的驅(qū)動(dòng)無須考慮。動(dòng)態(tài)顯示則不然，由于一位數(shù)據(jù)的顯示是由段和位選信號(hào)共同配合完成的，因此，必須同時(shí)考慮段和位的驅(qū)動(dòng)能力，而且段的驅(qū)動(dòng)能力決定位的驅(qū)動(dòng)能力。理論分析表明，同樣的驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)其驅(qū)動(dòng)靜態(tài)顯示器時(shí)，其亮度為驅(qū)動(dòng)動(dòng)態(tài)顯示器的n倍，n近似為顯示位數(shù)。所以要使動(dòng)態(tài)顯示器達(dá)到靜態(tài)顯示器的亮度，必須將驅(qū)動(dòng)器能力提高n倍。本設(shè)計(jì)中，因?yàn)椴捎昧?616點(diǎn)陣LED顯示屏，用AT89C52單片機(jī)進(jìn)行控制，因此它很適宜于按掃描方式動(dòng)態(tài)顯示多個(gè)字符數(shù)據(jù)，所以我們只選用了16個(gè)PNP型三極管作為驅(qū)動(dòng)顯示器的電路。如圖16所示，因AT89C52單片機(jī)的I∕O口有20mA的吸入電流，正因?yàn)檫@一特點(diǎn)，使的本設(shè)計(jì)中的驅(qū)動(dòng)電路部分大大簡化，不用附加專門的驅(qū)動(dòng)電路即可正常工作。圖16顯示驅(qū)動(dòng)電路示意圖 電源部分的設(shè)計(jì)采用普通集成穩(wěn)壓電路，電源部分電路如下圖17所示：圖17電源電路使用+5V的7805穩(wěn)壓電源，可以節(jié)省成本，滿足供電需求。整個(gè)電路所提供的電壓穩(wěn)定，電流較大。第2章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 單片機(jī)簡介隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展．可以將中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(ROM、RAM)、I/O接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等，制作在一塊集成電路芯片中，這樣所組成的芯片級(jí)的微型計(jì)算機(jī)稱為單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Mircoputer)，直譯為單片微機(jī)或單片機(jī)。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹唵慰煽慷阅懿诲e(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元，最高端的型號(hào)也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)?？v觀單片機(jī)的的發(fā)展歷史，主要經(jīng)歷了三個(gè)階段： “單片微型計(jì)算機(jī)” SCM即（Single Chip Microputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)?！皠?chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒。 “微控制器”MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。 “單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)”單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢(shì)。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)會(huì)有較大的發(fā)展。因此，對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。 單片機(jī)的特點(diǎn)(1)集成度高、功能強(qiáng)與微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較，單片機(jī)不僅體積大大減小，而且功能大為增強(qiáng)。MCS51系列單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器為16位，而Z80微型計(jì)算機(jī)只有8位：MCS51系列單片機(jī)中不但有4個(gè)并行I/O接口，而且還有串行接口，且時(shí)鐘頻率可達(dá)12Mz。(2)結(jié)構(gòu)合理目前單片機(jī)大多采用哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)。即是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器相互獨(dú)立的一種結(jié)構(gòu)。采用16位地址總線的8位單片機(jī)可尋址外部64KBRAM和64KBROM。此外還有內(nèi)部RAM和內(nèi)部ROM。(3)抗干擾性強(qiáng)由于單片機(jī)的各種功能部件都集成在一個(gè)芯片上，特別是存儲(chǔ)器也集成在芯片內(nèi)部，布線短，數(shù)據(jù)大都在芯片內(nèi)部傳送，不易受到外部的干擾，增強(qiáng)了抗干擾能力，使系統(tǒng)運(yùn)行更可靠。(4)指令豐富單片機(jī)一般都有傳送指令，邏輯運(yùn)算指令，轉(zhuǎn)移指令，加、減法運(yùn)算指令等，有些單片機(jī)還具有乘法及除法運(yùn)算指令，特別是位操作指令十分豐富。因而單片機(jī)能在邏輯控制、開關(guān)量控制以及順序控制中得以廣泛應(yīng)用。 單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī)的應(yīng)用，打破了人們的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，原來很多用模擬電路、脈沖數(shù)字電路、邏輯部件來實(shí)現(xiàn)的功能，現(xiàn)在無需增加硬件設(shè)備，可通過軟件來完成。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前己滲入到人們工作和生活的各個(gè)角落，幾乎“是無處不在，無所不為”。(1)工業(yè)過程控制中的應(yīng)用由于單片機(jī)的I/O接口線多，位操作指令豐富，邏輯操作功能強(qiáng)，因此，特別適用于工業(yè)過程控制。 (2)生活中的應(yīng)用由丁單片機(jī)價(jià)格低廉、體積小、邏輯判斷及控制功能強(qiáng)，因此廣泛地應(yīng)用于人類生