【正文】 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)∕論文基于單片機(jī)的單色LED點(diǎn)陣系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 概述 單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)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)。由于單片機(jī)從功能和形態(tài)來(lái)說(shuō)都是為滿足控制領(lǐng)域應(yīng)用的要求，在過(guò)程控制、智能儀表、機(jī)電一體化和家用電器等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的控制作用。因此，單片機(jī)也稱微控制器(MicroController),或稱為嵌入式微控制器的(EmbeddedMicrocontroller)。單片機(jī)自問(wèn)世以來(lái)，應(yīng)用日趨廣泛，性能不斷提高和完善，能在很多使用場(chǎng)臺(tái)取代現(xiàn)有的多片微處理機(jī)系統(tǒng)，而其性能價(jià)格比更為優(yōu)越，體積、重量大為減小。．用CMOS工藝制成的各型單片機(jī)由于功耗低，使用溫度范圍大，能滿足一些特殊的應(yīng)用要求。正因?yàn)閱纹瑱C(jī)具有一系列的優(yōu)越條件，目前國(guó)內(nèi)外單片機(jī)的應(yīng)用正在飛速發(fā)展。 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(kāi)關(guān)量控制以及順序控制中得以廣泛應(yīng)用。 單片機(jī)的起源及發(fā)展過(guò)程與趨勢(shì)自從1974年12月美國(guó)仙童(Fairchild)公司第一個(gè)推出8位單片機(jī)F8以來(lái)以驚人的速度發(fā)展：從最初的1位機(jī)，4位機(jī)階段發(fā)展到低、中檔8位機(jī)階段(1976—1978年，此階段8位機(jī)一股不帶有I/O接口，尋址范圍通常為4K代表作如Intel公司的MCS—48系列單片機(jī)，Mostek公司的3870)；再到高檔8位機(jī)階段（1978—1982年這一類單片機(jī)常有串行I/O接口，有多級(jí)中斷處理，定時(shí)/計(jì)數(shù)器為16位，片內(nèi)的RAM和ROM的容量相對(duì)增大，且尋址范圍可達(dá)64KB，有的片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換接口。其代表作有Intel公司的MCS5Motorola公司的6801和Zilog公司的Z8）；到現(xiàn)在的16位單片機(jī)和超8位單片機(jī)階段（此階段的主要特征是，一方面不斷完善高檔8位機(jī)，改善其結(jié)構(gòu)，以滿足不同用戶的需要；另一方面發(fā)展16位單片機(jī)及專用單片機(jī)。16位單片機(jī)除了CPU為16位外，片內(nèi)RAM和ROM的容量也進(jìn)一步增大，片內(nèi)RAM為232字節(jié)，ROM為8KB，片內(nèi)帶有高速輸入輸出部件，多通道10位A/D轉(zhuǎn)換部件，中斷處理為8級(jí)，其實(shí)時(shí)處理能力更強(qiáng)）集成度越來(lái)越高，功能越來(lái)越強(qiáng)。隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將是：向著大容量、高性能化，小容量、低價(jià)格化和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。 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(lái)很多用模擬電路、脈沖數(shù)字電路、邏輯部件來(lái)實(shí)現(xiàn)的功能，現(xiàn)在無(wú)需增加硬件設(shè)備，可通過(guò)軟件來(lái)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(wú)處不在，無(wú)所不為”。(1)工業(yè)過(guò)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(guò)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)用于人類生活的各個(gè)方面。如：洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、立體聲音響、家用防盜系統(tǒng)等。(3)智能儀表中的應(yīng)用單片機(jī)廣泛地應(yīng)用于各種儀器儀表中，使儀器儀表智能化，提高測(cè)試的自動(dòng)化程度和精度，簡(jiǎn)化其硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。(4)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)中的應(yīng)用單片機(jī)中集成了通信接口，因而使其在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信設(shè)備中得以廣泛應(yīng)用。 LED電子顯示屏概述 顯示技術(shù)簡(jiǎn)介顯示技術(shù)是一種反映外界客觀事物的信息（光學(xué)的、電學(xué)的、聲學(xué)的、化學(xué)的等），經(jīng)過(guò)變換處理，以適當(dāng)?shù)男问剑ㄖ饕袌D像、圖形、數(shù)碼、字符）加以顯示，供人觀看、分析、利用的一種技術(shù)。現(xiàn)在所謂的顯示技術(shù)，可以稱作電子信息顯示技術(shù)，它是建立在光學(xué)、化學(xué)、電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、聲學(xué)、信息學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)等科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上的具有某種程度綜合性的技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政治、軍事、社會(huì)的發(fā)展 ，信息的種類和數(shù)量不斷增加。人們生活在信息社會(huì)中，每時(shí)每刻都在獲得信息。研究表明，人獲得的信息中有近2/3是通過(guò)眼睛的。而顯示技術(shù)，正是為人們提供各種各樣重要信息的一個(gè)窗口 ，可以想象，顯示技術(shù)有極其廣闊的發(fā)展天地?，F(xiàn)在顯示技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，在體育場(chǎng)館，大屏幕顯示系統(tǒng)可以顯示比賽實(shí)況以及比賽成績(jī)、時(shí)間等；在交通運(yùn)輸行業(yè)，可以顯示運(yùn)行情況；在金融行業(yè)，可以實(shí)時(shí)顯示金融信息，如股票、匯率等；在商業(yè)郵電系統(tǒng)，可以向廣大顧客顯示通知、消息、廣告等等。顯示技術(shù)還可以廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事、醫(yī)療單位、公安系統(tǒng)乃至宇航事業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)，社會(huì)生活和軍事領(lǐng)域中，并起著重要作用 LED的簡(jiǎn)介和顯示應(yīng)用1923年，羅塞夫（）發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體炭化硅(Sic)PN結(jié)的整流與發(fā)光現(xiàn)象，研究出發(fā)光二極管（Light Emitting Diode）此后，對(duì)注入形發(fā)光現(xiàn)象、機(jī)理和化合物半導(dǎo)體如GaP、GaAs等半導(dǎo)體發(fā)光材料與PN結(jié)形成技術(shù)進(jìn)行了深入研究，特別是80年代以來(lái)隨著社會(huì)高度信息化進(jìn)程加快，光通訊、光信息處理急速發(fā)展，使LED應(yīng)用研究迅速發(fā)展并走上了實(shí)用化階段。近年來(lái)，由于半導(dǎo)體的制作和加工工藝逐步成熟和完善，發(fā)光二極管已日趨在固體顯示中占主導(dǎo)地位。 LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開(kāi)的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來(lái)是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化而易與集成電路匹配、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED主要有以下幾種應(yīng)用：（1）單色LED照明做指示燈做指示燈與局部照明是LED最早的應(yīng)用。目前在家用電器、音像裝置、汽車、飛機(jī)儀表板及許多其他儀器儀表上，LED越來(lái)越多地被用作照明燈和指示燈。（2）LED的字符與數(shù)字顯示在一塊基片上做多個(gè)LED或?qū)⒍鄠€(gè)LED芯片組裝成數(shù)字、字母、符號(hào)、或簡(jiǎn)單的圖形，可以用于電子手表、儀器數(shù)字串、交通指揮牌、機(jī)場(chǎng)車站內(nèi)信息牌等，其中最用的最多就是7段LED數(shù)碼管顯示器。（3）LED顯示屏的字符與數(shù)字顯示將單色和彩色LED排列成矩陣板可做大型字符與圖形顯示?？捎糜陲@示文字、文本、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情等各種信息。由于其亮度高，顯示內(nèi)容多樣，故障少，能耗低，使用壽命長(zhǎng)，性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在銀行、證券、電信、車站、機(jī)場(chǎng)、碼頭、海關(guān)、體育場(chǎng)館以及在室外做告示牌和廣告牌。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性、可靠性、全色化方向發(fā)展。 LED電子顯示屏簡(jiǎn)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(lái)，顯示方式就非常靈活，顯示功能亦大大增強(qiáng)。但是若用分立的發(fā)光二極管構(gòu)成大屏幕顯示屏，就需要成千上萬(wàn)只LED，其接線和焊接工作將不勝其繁，而且顯示屏的可靠性較差，近年來(lái)，隨著LED點(diǎn)陣顯示屏的問(wèn)世，上述問(wèn)題可迎刃而解。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—像素（亦稱像元），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(jiǎn)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(lái)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(zhǎng)、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(lái)年中，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。現(xiàn)代信息社會(huì)中，作為人一機(jī)信息視覺(jué)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(wú)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?！　〉?章 硬件的分析本系統(tǒng)利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的DICE5103H增強(qiáng)型單片機(jī)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀及所帶擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)卡MC1( LED16*16點(diǎn)陣塊顯示實(shí)驗(yàn)板)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)LED點(diǎn)陣顯示的分析研究。，用扁平電纜連接Z1座（MC1板）到CZ7座（主板擴(kuò)展接口），J1座（MC1板）到JX9座（主板PA口），采用并行口進(jìn)行控制，顯示方式為逐列掃描。H774077407740774075369835626734333231302928275968132412345678123456781210131142314321403938371819202122232425141516171312111012345678910111213141516171819201234567891011121314151617181920VCCD 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7 R DW RA 0A 1RESETC SVCCGND P B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P