【正文】 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?？紤]到P0 口必需設置上拉電阻，我們采用 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 : 圖 21 系統(tǒng)框圖 74LS154 4*4鍵盤 系統(tǒng)框圖 8255 AT89C51 時鐘 /復位電路 LED 大屏幕顯示 基于單片機的 LED 顯示屏的動態(tài)顯示 10 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 11 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， FPEROM)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— 24MHz 5） 三級加密程序存儲器 6） 128*8 字節(jié)內部 RAM 7） 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 基于單片機的 LED 顯示屏的動態(tài)顯示 12 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。 13 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 ,P1 口緩沖器能接出 4TTTL 門電流 .P1 口管腳寫入 1 后 ,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 ,這是由于內部上拉的緣故 .在 FLASH 編程和校驗時 ,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 備基于單片機的 LED 顯示屏的動態(tài)顯示 14 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 15 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。 基于單片機的 LED 顯示屏的動態(tài)顯示 16 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 :NPN 2） 直流 電流增益 hFE 最小值 (dB):80 3） 直流電流增益 hFE 最大值 (dB):250 17 4） 集電極－發(fā)射集最小雪崩電壓 Vceo(V):160 5） 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):150 2） 集電極最大電流 Ic(max)(mA): 3） 直流電流增益 hFE 最小值 (dB):60 4） 直流電流增益 hFE 最大值 (dB):240 5） 最小電流增益帶寬乘積 Ft(MHz):100 6） 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。 8255 與單片機系統(tǒng)連接方式簡單，工作方式由程序設定，圖 36 為 8255 的引腳圖。 基于單片機的 LED 顯示屏的動態(tài)顯示 18 圖 36 8255 的引腳圖 圖 37 8255 的內部結構圖 8255 內部有 4個寄存器：分別為寄存器 A、 B、 C和控制寄存器。 A、B、 C 寄存器的數(shù)據(jù)就是引腳 PA7～ PA0、 PB7～ PB0、 PC7～ PC0 上輸入或輸出的數(shù)據(jù)。而控制寄存器的數(shù)據(jù)則表明 PA、 PB、 PC 的工作方式。通過CS、 A0、 A RD和 WR 對 4 個寄存器進行操作。 1） CS 為低電平時選通 8255； 19 2） A A0為地址選通； 3