【正文】 用 匯編 語言編寫。在硬件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)有單片機端口驅(qū)動能力不足、驅(qū)動電路工作不穩(wěn)定等問題。 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 第 2章 方案論證與選擇 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚 障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 系統(tǒng)硬件方案 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 大多數(shù)的 LED 顯示屏都在戶外，所以對硬件的質(zhì)量要求非常的高。上位機通過通信部分向控制部分發(fā)送控制指令和顯示內(nèi)容代碼，控制部分執(zhí)行顯示指令并將顯示代碼處理后控制顯示部分的顯示內(nèi)容和顯示方式 [3]。它有很強的接口性能，非常適合于工業(yè)控制 ,因此又叫微控制器 (MCU)。隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展， NMOS 工藝單片機被 CMOS代替，并開始向 HMOS 過渡。其中 應(yīng)用最廣泛的單片機首 推 Intel 的 51 系列，由于產(chǎn)品硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史 “悠久 ”，有先入為主的優(yōu)勢常作為單片機學(xué)習(xí)的教材。 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠 戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 通信系統(tǒng) 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 通信部分要滿足的設(shè)計要求就是穩(wěn)定、快速、簡單易實現(xiàn)。并行通信速度快，但用的通信線多、成本高，故不宜進行遠距離通信。反之，又必須將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)輸入計算機中。在單片機芯片中， UART 已經(jīng)集成在其中，作為其組成部分，構(gòu)成一個串行口 [6]。 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 LED 顯示屏是由一個一個的發(fā)光二極管點陣構(gòu)成的，要構(gòu)成大屏幕的 LED 顯示屏就需要多個發(fā)光二極管。 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯 妥炮十略役渡猙喊疥 兩種方法相比較，決定采取模塊構(gòu)成的方法來制作一個 LED 點陣顯示屏。經(jīng)常采用的端口擴展方法是用串并轉(zhuǎn)換芯片進行譯碼。 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 硬件設(shè)計方案 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良 既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 最終方案如圖 23 所示，以 PC 機作為上位機存儲和處理顯示內(nèi)容用串行通信的方式將顯示內(nèi)容和控制指令傳輸?shù)絾纹瑱C系統(tǒng)，單片機根據(jù)上位機傳輸來的內(nèi)容和指令通過端口譯碼擴展后驅(qū)動 4 塊 88LED 點陣模塊構(gòu)成的 1616 的 LED 點陣顯示屏。 具體結(jié)構(gòu) 如圖 24 所示。 基于 51單 片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 單片機編程語言 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 現(xiàn)在主要運用的單片機編程語言為匯編語言和 C 語言。 基于 51單 片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 上位機控制傳輸軟件 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 其中系統(tǒng)采用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍的 PC 機作為上位機，這樣對該顯示系統(tǒng)的硬件 要求便降低了，增加了系統(tǒng)的通用性。存儲顯示是將顯示內(nèi)容處理過后存儲在上位機中通 過通信系統(tǒng)傳輸?shù)斤@示屏顯示 [9]。 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟 奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 硬件整體設(shè)計概述及功能分析 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II 本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊 昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 顯示系統(tǒng)具體設(shè)計主要由上位機，通信系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)，譯碼電路，顯示驅(qū)動電路和 1616 的點陣屏六部分組成。并且顯示要清晰。執(zhí)行頻率要能達到掃描顯示的最低要求。并且直接輸出數(shù)據(jù)通過譯碼電路控制 LED 顯示屏的顯示內(nèi)容和顯示狀態(tài)。根據(jù)這兩點要求，選擇美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的AT89S51 為控制單元的主控芯片。與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 全靜態(tài)工作模式： 0Hz－ 33MHz 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 2 個 16 位定時 /計數(shù)器 基于 51 單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng) 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 同時， AT89S51可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。 AT89S51 的最小系統(tǒng)包括了外界時鐘電路和復(fù)位電路，選定一定數(shù)量的 IO 口作為控制口控制外 部的各種器件和數(shù)據(jù)的輸出。其中 還復(fù)用為 ISP 下載功能口。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H－ FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。所以 P1 和 P2 口留為外部數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的擴展用，以備內(nèi)部存儲器和程序存儲器不夠用的情況時使用 [12]。如果不采用譯碼電路完全依靠單片機的端口輸出來控制 1616 的 LED 點陣屏顯示，需要 32 個端口。當清除端（ CLEAR）為低電平時，輸出端（ QA－ QH）均為低電平。 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 表 31 74LS164 工作參數(shù) 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿 疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 參數(shù) 最小值 標準值 最大值 單位 高電平輸入電壓 2 — — V 低電平輸入電壓 — — V 高電平輸出電壓 V 低電平輸出電壓 — V 時鐘頻率 0 — 25 MHZ 這就要求單片機的引腳輸出的高低電平要在芯片的識別范圍內(nèi)，由于采用了列選通行傳送顯示代碼的方法所以行譯碼電路上也加上了 74L373 鎖存芯片。因此在串并轉(zhuǎn)換完成前就需要 74LS164 的輸出口不與驅(qū)動電路導(dǎo)通。當 OE 為高電平時，O0~O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 驅(qū)動電路設(shè)計 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 行驅(qū)動電路設(shè)計 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 發(fā)光二極管， LED(Light Emitting Diodes)，即是在在某些半導(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。發(fā)射極 e 接 5V 電源，基極接譯碼信號輸出端，集電極接輸出驅(qū)動 LED 點陣屏。故 8550 在驅(qū)動電路中起到提供驅(qū)動電流和選通開關(guān)的作用。所有器件有集電極開路輸出和用于瞬變抑 制的續(xù)流箝位二極管。具體電路如圖 37 所示。但單片機串行口采用正邏輯 TTL 電平，即數(shù) 字 “1”時為＋ 5V 數(shù)字 “0”時為 5V，所以單片機與計算機不能直接相連進行通信必須將 RS232C 與 TTL 電平進行轉(zhuǎn)換 [14]。在實際的大屏幕 LED 顯示屏設(shè)計中，用電腦 USB 供電明顯不切實際。最后通過 5V 三端穩(wěn)壓模塊 LM7805 得出穩(wěn)定的 5V 輸出。 電路圖如圖 39 所示。在該顯示 系統(tǒng)中， MAX232 為通信系統(tǒng)中最重要的硬件組成部分 [15]。除了單片機要與 PC 機制定通信協(xié)議，確定發(fā)送速率外還需要解決的問題就是信號電平問題。 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 ULN2803 作為列驅(qū)動執(zhí)行的是列選的工作，當選通的列輸入高電平時其對應(yīng)的輸輸出低電平。 ULN2803 是一種高電壓大電流達林頓管陣列內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖，該陣列中的八個 NPN 達林頓連接晶體管是低邏輯電平數(shù)字電路（如TTL,CMOS 或 PMOS）和大電流高電壓的燈，繼電器，打印機錘和其他類似負載間的接口的理想器件。發(fā)射極產(chǎn)生和電子擴散方向相反的電流，由于基極電子大量擴散到發(fā)射極集電極電子擴散到基極中形成了電流 cI 。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。當 LE 為低電平時， O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電 平。 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚 障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 74LS373 為八 D 鎖存器 (3S,鎖存允許輸入有回環(huán)特性 )。 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 鎖存器 74L373 基于 51單片機的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊