【正文】 第 1 頁(yè) 共 24 頁(yè) 基于 80C51 控制的大屏幕顯示 （ 32 256 點(diǎn)陣） 系 別：計(jì)算機(jī)系 專 業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 姓 名： 指導(dǎo)教師： 第 2 頁(yè) 共 24 頁(yè) 基于 80C51 控制的大屏幕顯示 （ 32 256 點(diǎn)陣） 學(xué)生姓名 : 指導(dǎo)老師 : [摘要 ] 單片機(jī)主要應(yīng)用于控制領(lǐng)域，用以實(shí)現(xiàn)各種測(cè)試和控制功能，因此單片機(jī)又常稱為微型控制器?，F(xiàn)在單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，滲透到了社會(huì)生活的各個(gè)方面。 LED顯示屏作為新一代的信息傳播媒體，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志。本次設(shè)計(jì) 的主題是基于單片機(jī)控制的 LED 大屏幕顯示，是對(duì)單片機(jī)應(yīng)用的又一實(shí)踐。本文的設(shè)計(jì)理念是：硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)獨(dú)立進(jìn)行，相互促進(jìn)。本文將分成以下的幾個(gè)部分來(lái)闡述設(shè)計(jì)的過(guò)程： ? 硬件設(shè)計(jì)部分：首先對(duì)整個(gè)硬件系統(tǒng)做以說(shuō)明，然后按照各部分硬件的功能將整個(gè)系統(tǒng)分成幾個(gè)小部分，再對(duì)各小部分進(jìn)行詳細(xì)解釋； ? 軟件設(shè)計(jì)部分：主要說(shuō)明系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)思想及內(nèi)容； ? 后記及參考文獻(xiàn)部分：本文采用或參考的書籍文獻(xiàn)。 [關(guān)鍵字 ] 80c5單片機(jī)、大屏幕顯示、字模、 LED 第 3 頁(yè) 共 24 頁(yè) 目錄 選題背景 4 一、系統(tǒng)的總體構(gòu)成 5 硬件電路的構(gòu)成 5 硬件電路的工作流程： 5 MCS51微控制器的介紹 5 二、控制單元模塊 7 80c51芯片的相關(guān)參數(shù) 7 80C51單片機(jī) I/O端口的擴(kuò)展 8 8255A芯片 9 三、存儲(chǔ)器模塊 11 80c51單片機(jī)的擴(kuò)展能力 11 程序儲(chǔ)存器擴(kuò)展 11 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器擴(kuò)展 12 字模的制作與保存 13 四、 LED顯示模塊 16 LED的結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理 16 LED光源的特點(diǎn) 16 五、程序編輯及說(shuō)明 17 程序及說(shuō)明部分 17 程序如何寫入單片機(jī) 18 六、參考文獻(xiàn) 19 七 英文翻譯 20 八 后記 21 第 4 頁(yè) 共 24 頁(yè) 選題背景 在日常的 生活中，大家對(duì)計(jì)算機(jī)也許已經(jīng)很熟悉了，那么單片機(jī)是什么呢？單片機(jī)因?qū)⒂?jì)算機(jī)的主要部分集成在一個(gè)芯片上而出名。單片機(jī)結(jié)構(gòu)包括中央處理器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、 I/O口電路等。從它的結(jié)構(gòu)上我們可以看出，單片機(jī)雖只是一個(gè)小小的芯片，但它卻具備計(jì)算機(jī)的屬性，因此才稱其為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱為單片機(jī)。 單片機(jī)主要應(yīng)用于控制領(lǐng)域，用以實(shí)現(xiàn)各種測(cè)試和控制功能，因此單片機(jī)又常稱為微型控制器。現(xiàn)在單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，包括下面幾個(gè)方面：工業(yè)自動(dòng)化、儀器儀表方面、 家用電器方面、信息和通信產(chǎn)品方面、軍事裝備方面等，可謂滲透到了社會(huì)生活的各個(gè)方面。 LED 電子顯示屏是隨著計(jì)算機(jī)及相關(guān)的微電子﹑光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展而形成的一種新型信息顯示媒體。它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高、使用成本低等特點(diǎn)，迅速成長(zhǎng)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。 目前 LED 顯示屏作為新一代的信息傳播媒體，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志。 LED的應(yīng)用方面有 : 證券交易、金融信息顯示；機(jī)場(chǎng)航班動(dòng)態(tài) 信息顯示；港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示；體育場(chǎng)館信息顯示；道路交通信息顯示；調(diào)度指揮中心信息顯示；郵政、電信、商場(chǎng)購(gòu)物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示；廣告媒體新產(chǎn)品。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，以及 LED顯示技術(shù)的不斷完善，人們對(duì) LED 顯示屏的認(rèn)識(shí)將越來(lái)越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來(lái)越廣。 Led大屏幕顯示的應(yīng)用 第 5 頁(yè) 共 24 頁(yè) 一、系統(tǒng)的總體構(gòu)成 本章簡(jiǎn)要介紹硬件電路的構(gòu)成、硬件電路的工作流程、 MCS51系列產(chǎn)品的性能參數(shù)等。 硬件電路的構(gòu)成 在介紹電路設(shè)計(jì)圖前，先介紹一下系統(tǒng)的功能模塊圖： 本次設(shè)計(jì)將整個(gè)系統(tǒng)劃分成三個(gè)功能模塊： ? 控制控制 模塊：程序存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)交換與運(yùn)算； ? 存儲(chǔ)器模塊：程序、字庫(kù)等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)； ? 顯示模塊：用于輸出字符等。 下面是本次設(shè)計(jì)的電路圖： 硬件電路的工作流程： 系統(tǒng)通電后，復(fù)位 80c51芯片，開始運(yùn)行片內(nèi)及片外的程序，用以復(fù)位幾同步各芯片及鎖存器、計(jì)數(shù)器 /計(jì)時(shí)器。然后系統(tǒng)開始正常工作： 80c51 作為數(shù)據(jù)交換和預(yù)算的中心負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀出字模數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)送到 8255a，再由 8255A將數(shù)據(jù)做 16位輸出到各個(gè)鎖存器，由 P1口控制的行刷新電路在定時(shí)器的作用下控制每行的刷新。這樣字符便在 LED屏幕上顯現(xiàn)出來(lái)了。 MCS51 微控制器的介紹 MCS51單片機(jī)是美國(guó) INTE公司于 1980年推出的產(chǎn)品，與 MCS48單片機(jī)相比，它的結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，功能更強(qiáng)。一直到現(xiàn)在， MCS51系列或其兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品。 通過(guò)下頁(yè)的 MCS51 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯圖，我們可以看出 MCS51的部分優(yōu)勢(shì)： MCS51 具有比較大的尋址空間，地址線寬 16 條，即外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器的尋址范圍是第 6 頁(yè) 共 24 頁(yè) 216=64kB，這作為單片機(jī)控制來(lái)說(shuō)已是比較大的，這同時(shí)具備對(duì) I/O口的訪問能力。 MCS51 集成了幾乎完善的 8 位中央處理單元 ，處理功能強(qiáng)，中央處理單元中集成了方便靈活的專用寄存器，硬件的加、減、乘、除法器和布爾處理機(jī)及各種邏輯運(yùn)算和轉(zhuǎn)移指令，這給應(yīng)用提供了極大的便利。 MCS51 的指令系統(tǒng)近乎完善，指令系統(tǒng)中包含了全面的數(shù)據(jù)傳送指令、完善的算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令、方便的邏輯操作和控制指令、對(duì)于編程來(lái)說(shuō)，是相當(dāng)靈活和方便的。 另外， MCS51 單片機(jī)的工作頻率為 212MHz，當(dāng)振蕩頻率為 12MHz 時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為 1us,這個(gè)速度應(yīng)該說(shuō)是比較快的。 MCS－ 51系列單片機(jī)特性表 型號(hào)性能 8051 80C51 8751 8031 80C31 8052 8032 程序存儲(chǔ)器 4KB ROM 4KB ROM 4KB EPROM 8KB ROM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 128B 128B 128B 128B 128B 256B 256B 程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 最高時(shí)鐘頻率 12MHZ 12MHZ 12MHZ 12MHZ 12MHZ 12MHZ 12MHZ 16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器 2 2 2 2 2 3 3 并行 I/O線 32 32 32 32 32 32 32 串行 I/O線 同步方式或異步方式 中斷線 5 5 5 5 5 6 6 本設(shè)計(jì)使用的是 MCS51系列中的 80C51。其特性將在下一章中詳細(xì)介紹。 第 7 頁(yè) 共 24 頁(yè) 二、控制單元模塊 本章主要介紹 80c51芯片的相關(guān)參數(shù)及其端口功能，另外還將簡(jiǎn)單介紹對(duì)單片機(jī) I/O端口的擴(kuò)展和8255A芯片。 80c51 芯片的相關(guān)參數(shù) I、有 MCS51系列產(chǎn)品的共性可知， 80C51單片機(jī)內(nèi)部有以下一些功能部件： 一個(gè) 8位 CPU，用來(lái)運(yùn)算、控制； 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM；