【正文】 目 錄 摘要 .................................................................... １ 關(guān)鍵詞 .................................................................. １ Abstract ................................................................ ２ Key words ............................................................... ２ 引言 .................................................................... ２ .............................................................. ３ LED 及 LED 顯示屏 ................................................ ３ MCS51系列單片機簡介 ........................................... ３ MCS51 系列單片機及其特點 .................................. ３ 單片機的發(fā)展歷史簡介 ...................................... ３ .............................................................. ４ .............................................................. ４ 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 ............................................... ５ 單片機系統(tǒng)及外圍電路 ........................................ ５ 列驅(qū)動電路 .................................................. ５ 行驅(qū)動器 .................................................... ６ ................................................... ６ 顯示驅(qū)動程序 ................................................ ６ 系統(tǒng)主程序 .................................................. ７ 5性能分析與總 結(jié) ......................................................... ８ 性能分析 ........................................................ ８ 總結(jié) ............................................................ ９ 致謝 .................................................................... ９ 參考文獻 ................................................................ ９ 附錄 A 16ｘ 16 的點陣 LED圖文顯示屏的硬件原理圖 ..................... １０ 附錄 B 主要匯編程序清單 ............................................. １１ １ 摘要 ： LED點陣顯示屏作為一種新興的顯示器件 ,是由多個獨立的 LED發(fā)光二極管封裝而成 . LED點陣顯示屏可以顯示數(shù)字或符號 , 通常用來顯示時間、速度、系統(tǒng)狀態(tài)等。文章給出了一種基于 MCS51單片機的 16 16 點陣 LED顯示屏的設(shè)計方案。 包括 系統(tǒng)具體的硬件設(shè)計方案 ,軟件流程圖和部分 匯編語言程序等方面。 在負載范圍內(nèi) , 只需通過簡單的級聯(lián)就可以對顯示屏進行擴展 ,是一種成本低廉的 圖文 顯示方案。 關(guān)鍵詞 ： MCS51； LED；單片機 ２ a kind of simple 16ｘ 16 LED display screen design process based on MCS51 Student majoring in Automation LiuLongChao Tutor HuangJinMing Abstract： As a popular display device ponent, LED dotmatrix display board consists of several independent LED (Light Emitting Diode). The LED dotmatrix display board can display the number or sign, and it is usually used to show time, speed, the state of system etc. This paper introduces a kind of simple 16ｘ 16 LED display screen design process based on MCS51 single chip miniputer . The detail hardware scheme, software flow and assemble language programmer design and so on is followed. The display part can be cascaded to meet the need. The practice proves the design is lowcost and effective. Key words: MCS51； LED； MCU 引言 LED 顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強，靜如油畫，動如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機場、商場、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場、建筑市場、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場所。 在實際應(yīng)用中的顯示屏由于成本和可靠性的因素常采用一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法。本文設(shè)計的是一個室內(nèi)用 16ｘ 16 的點陣 LED 圖文顯示屏，圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。 ３ LED 及 LED 顯示屏 LED 就是 Light Emitting Diode（ 發(fā)光二極管 ） 的縮寫。在某些半導(dǎo)體材料 的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 PN 結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED。 發(fā)光二極管是由 p 型和 n 型半導(dǎo)體組成的二極管。在 LED 的 p n 結(jié)附近 ,n 型材料中多數(shù)載流子是電子 ,p 型材料中多數(shù)載流子是空穴。 p n 結(jié)上未加電壓時構(gòu)成一定的勢壘 ,當加正向偏壓時 ,在外電場作用下 ,p 區(qū)的空穴和 n 區(qū)的電子就向?qū)Ψ綌U散運動 ,構(gòu)成少數(shù)載流子的注入 ,從而在 p n 結(jié)附近產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和價帶空穴的復(fù)合 ,同時釋放出相對應(yīng)的能量 hν(h 為普朗克常數(shù) ,ν 為光子頻率 )而發(fā)光。該能量相當于半導(dǎo)體材料的帶隙能量 Eg(Ev) ,其與發(fā)光波長 λ(nm) 的關(guān)系為 λ= 1239. 6PEg 。 LED 顯示屏 是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。 LED 顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由 LED 矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計算機同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計算機進行控制，圖文、圖像并茂，以實時 、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動畫、錄像、電視、 VCD 節(jié)目以及現(xiàn)場實況。 LED 顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強，靜如油畫，動如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機場、商場、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場、建筑市場、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場所。 它的優(yōu)點：亮度高、工作電壓低、功耗小、微型化、易與集成電路匹配、驅(qū)動簡單、壽命長、耐沖擊、性能穩(wěn)定。 MCS51 系列單片機簡介 MCS51 系列單片機及其特點 ①可靠性高： 因為芯片是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的，故抗干 擾的能力優(yōu)于 PC 機。系統(tǒng)軟件 (如：程序指令，常數(shù)，表格 )固化在 ROM 中，不易受病毒破壞。許多信號的通道均在一個芯片內(nèi)，故運作時系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 ②便于擴展： 片內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件，片外有很多供擴展用的 (總線，并行和串行的輸入 /輸出 )管腳，很容易組成一定規(guī)模的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。 ③控制功能強： 具有豐富的控制指令：如：條件分支轉(zhuǎn)移指令， I/O 口的邏輯操作指令，位處理指令。 ④實用性好： 體積小，功耗低，價格便宜，易于產(chǎn)品化。 單片機的發(fā)展歷史簡介 ①第 1階段 (1971 年 — 1978 年 )， 以 MCS48系列為代表，稱 4位單片機。在片內(nèi)：CPU 有 4 位或 8位； ROM 有 1KB或 2KB； RAM 有 64B 或 128B；只有并行接口，無串行接口；只有 1 個 8 位的定時 /計時器；中斷源只有 2 個。在片外：尋址范圍只有 4KB；芯片引腳有 40 個。 ②第 2階段 (1978 年 — 1983 年 )，以 MCS51系列為代表，稱 8位單片機。在片內(nèi)：CPU 有 8 位； ROM有 4KB 或 8KB； RAM 有 128B 或 256B；有串 /并行接口；有 2個或 3個 16 位的定時 /計時器；中斷源有 5 至 7 個。在片外：尋址范圍有 64KB；芯片引腳 ４ 有 40 個。 ③第 3 階 段 (1983 年以后 )，以 MCS96 系列為代表，稱 16 位單片機。在片內(nèi)： CPU有 16 位； ROM 有 8KB； RAM 有 232B；有串 /并行接口；有 4個 16 位的定時 /計時器；中斷源有 8個；增加了 D/A 和 A/D 轉(zhuǎn)換電路。在片外：尋址范圍有 64KB；芯片引腳有 48 個或 68 個。 以上 MCS51系列以其優(yōu)良的性價比，在我國得到了廣泛的應(yīng)用。 設(shè)計一個室內(nèi)用 16ｘ 16 的點陣 LED圖文顯示屏，要求 在目測條件下 LED 顯示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字， 顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無串擾。圖形或文字顯示有靜止 、移入移出等顯示方式。 實現(xiàn) 從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各個點所在的位置相對應(yīng)的 LED 器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動顯示方式。 16ｘ 16的點陣共有 256 個發(fā)光二極管，顯然單