【正文】 構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時只要將單片機接上外部的晶體或時鐘電路和復(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，其特點是沒有外部擴展，有可供用戶使用的大量的I∕O線。 圖13 AT89C52單片機構(gòu)成的最小系統(tǒng) 顯示部分設(shè)計 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。LED點陣顯示器亦稱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，能構(gòu)成各種尺寸的大屏幕顯示屏。因此，它被廣泛用于由計算機控制的大型LED智能顯示屏、智能儀器和機電一體化設(shè)備中，利用先進的智能顯示技術(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、性能價格比高等優(yōu)勢，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，能構(gòu)成各種尺寸的大屏幕顯示屏。因此，它被廣泛用于由計算機控制的大型LED智能顯示屏、智能儀器和機電一體化設(shè)備中，利用先進的智能顯示技術(shù)來取代傳統(tǒng)的數(shù)顯技術(shù)。現(xiàn)代信息社會中，作為人一機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，進入二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時代，LED顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無疑會有更大的發(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點陣顯示部分LED點陣顯示屏結(jié)構(gòu)模塊化，整屏尺寸可以根據(jù)實際需要進行調(diào)整。不論多大的LED顯示屏都是由多個小的點陣顯示模塊拼接而成。本設(shè)計中所用的1616點陣顯示部分由4塊88點陣拼接而成。顯示方法采用列掃描。每個88點陣模塊的外觀如圖14所示：圖14單個88點陣外觀其內(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（陽極）為“1”，列信號（陰極）為“0”時，對應(yīng)當(dāng)LED燈亮。1616點陣是由4塊88點陣模塊組合成的，具體組合方式如下圖15所示：1432圖15 4塊88點陣模塊拼接示意圖圖1與2的行信號接口接在一起用于顯示字形的下半部分；3與4的行信號接口接在一起用于顯示字形的上半部分；1與4列信號接口接在一起作為列掃描1；2與3列信號接口接在一起作為列掃描2。由此構(gòu)成1塊1616點陣顯示屏。 顯示驅(qū)動電路顯示器驅(qū)動是一個非常重要的問題，如果驅(qū)動能力差，顯示器亮度就低；而驅(qū)動器長期在超負(fù)荷下運行則很容易損壞。如果是靜態(tài)顯示，則LED驅(qū)動器的選擇較為簡單，只要驅(qū)動器的驅(qū)動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，因為，共陽極接+5V，而共陰極接地，所以位的驅(qū)動無須考慮。動態(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共同配合完成的，因此，必須同時考慮段和位的驅(qū)動能力，而且段的驅(qū)動能力決定位的驅(qū)動能力。理論分析表明，同樣的驅(qū)動器，當(dāng)其驅(qū)動靜態(tài)顯示器時，其亮度為驅(qū)動動態(tài)顯示器的n倍，n近似為顯示位數(shù)。所以要使動態(tài)顯示器達到靜態(tài)顯示器的亮度，必須將驅(qū)動器能力提高n倍。本設(shè)計中，因為采用了1616點陣LED顯示屏，用AT89C52單片機進行控制，因此它很適宜于按掃描方式動態(tài)顯示多個字符數(shù)據(jù)，所以我們只選用了16個PNP型三極管作為驅(qū)動顯示器的電路。如圖16所示，因AT89C52單片機的I∕O口有20mA的吸入電流，正因為這一特點，使的本設(shè)計中的驅(qū)動電路部分大大簡化，不用附加專門的驅(qū)動電路即可正常工作。圖16顯示驅(qū)動電路示意圖 電源部分的設(shè)計采用普通集成穩(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。整個電路所提供的電壓穩(wěn)定，電流較大。第2章 單片機基礎(chǔ)知識 單片機簡介隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展．可以將中央處理器(CPU)、存儲器(ROM、RAM)、I/O接口電路、定時器/計數(shù)器等，制作在一塊集成電路芯片中，這樣所組成的芯片級的微型計算機稱為單片微型計算機(Single Chip Mircoputer)，直譯為單片微機或單片機。早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)。基于這一系統(tǒng)的單片機系統(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，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術(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位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機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，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。當(dāng)代單片機系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機環(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上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)?？v觀單片機的的發(fā)展歷史，主要經(jīng)歷了三個階段： “單片微型計算機” 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與通用計算機完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨立發(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：不斷擴展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(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。 “單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計”單片機是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(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，專用單片機的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機應(yīng)用系統(tǒng)會有較大的發(fā)展。因此，對單片機的理解可以從單片微型計算機、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。 單片機的特點(1)集成度高、功能強與微型計算機進行比較，單片機不僅體積大大減小，而且功能大為增強。MCS51系列單片機內(nèi)的定時/計數(shù)器為16位，而Z80微型計算機只有8位：MCS51系列單片機中不但有4個并行I/O接口，而且還有串行接口，且時鐘頻率可達12Mz。(2)結(jié)構(gòu)合理目前單片機大多采用哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)。即是數(shù)據(jù)存儲器與程序存儲器相互獨立的一種結(jié)構(gòu)。采用16位地址總線的8位單片機可尋址外部64KBRAM和64KBROM。此外還有內(nèi)部RAM和內(nèi)部ROM。(3)抗干擾性強由于單片機的各種功能部件都集成在一個芯片上，特別是存儲器也集成在芯片內(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，增強了抗干擾能力，使系統(tǒng)運行更可靠。(4)指令豐富單片機一般都有傳送指令，邏輯運算指令，轉(zhuǎn)移指令，加、減法運算指令等，有些單片機還具有乘法及除法運算指令，特別是位操作指令十分豐富。因而單片機能在邏輯控制、開關(guān)量控制以及順序控制中得以廣泛應(yīng)用。 單片機的應(yīng)用單片機的應(yīng)用，打破了人們的傳統(tǒng)設(shè)計思想，原來很多用模擬電路、脈沖數(shù)字電路、邏輯部件來實現(xiàn)的功能，現(xiàn)在無需增加硬件設(shè)備，可通過軟件來完成。由于單片機集成度高、功能強、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等一系列優(yōu)點，目前己滲入到人們工作和生活的各個角落，幾乎“是無處不在，無所不為”。(1)工業(yè)過程控制中的應(yīng)用由于單片機的I/O接口線多，位操作指令豐富，邏輯操作功能強，因此，特別適用于工業(yè)過程控制。 (2)生活中的應(yīng)用由丁單片機價格低廉、體積小、邏輯判斷及控制功能強，因此廣泛地應(yīng)用于人類生