【正文】 年 月 基于 AT89S52的 LED點陣系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) The design and implement of LED dop matrix system based on AT89S52SCM 專業(yè)班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：系 別： 20xx 年 06 月 畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信聲明 本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計）是在導(dǎo)師指導(dǎo) 下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨立完成，真實可靠，不包含他人成果及已獲得青島農(nóng)業(yè)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計）。 設(shè)計一種以單片機(jī)系統(tǒng)組成的 8*8LED 點陣顯示屏 。該系統(tǒng)具有運(yùn)行可靠、安全、節(jié)能、成本低、使用方便等特點。隨著社會經(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 LED 顯示屏的認(rèn)識將會越來越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)絹碓綇V。 LED 顯示屏的發(fā)展 LED 顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色圖文顯示屏，到圖象顯示屏，一直到今天的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過程。我國 LED 顯示屏的發(fā)展可以說基本上與世界水平同步，至今已經(jīng)形成了一個具有相當(dāng)發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)。 單片機(jī)的出現(xiàn)讓我們對一系列產(chǎn)品的天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 2 控制實現(xiàn)了智能化，在單片機(jī)外圍接一點簡單的電路，核心部分有人為地寫入程序來完成。 課題內(nèi)容 本設(shè)計主要研究了 LED 顯示屏顯示漢字系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。另外加入了一個小小的音樂芯片，即在實現(xiàn)顯示漢字的同時會有音樂，增強(qiáng)了該設(shè)計的色彩。因此基于單片機(jī)的 LED 點陣系統(tǒng)不僅在當(dāng)代社會有著非常大的用途，其應(yīng)用前景也十分廣闊。 LED 顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的一顯示器件。 全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色， 256 級灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬種顏色。 按使用場合分類 室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點較小，一般 Φ3mmΦ8mm，顯示面積一般幾至十幾平方米。顯示效果好，功耗小，且比采用 MAX7219 電路的成本更低。此外一次驅(qū)動一列或一行（ 8顆 LED）時需外加驅(qū)動電路提高電 流，否則 LED 亮度會不足。要顯示“你”則相應(yīng)的點就要點亮，由于我們的點陣在列線上是低電平有效，而在行線上是高電平有效，所以要顯示“你”字的話，它的位代碼信息要取反，即所有列（ 13~16 腳）送 (1111011101111111， 0xF7， 0x7F)，而第一行（ 9 腳）送 1 信號，然后第一行送 0。同理掃描第二列。而現(xiàn)在，只需要一塊幾厘米見方的單片機(jī)，寫入簡單 的程序，就可以使 以前的電路簡單很多。它的 體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、 VCD 等等的家電里面都可以看到它的身影 它主要是作為控制部分的核心部件。一個不是很復(fù)雜的功能要是用美國 50 年代開發(fā)的 74系列，或者 60 年代的 CD4000 系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB 板！但是如果要是用美國 70 年代成功投放市場的系列單片機(jī)，結(jié)果就會有天壤之別！只因為單片機(jī)的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高 效率，以及高可靠性！ 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè) 計 8 的蹤跡。 單片機(jī)廣泛 應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個范疇 [6]： 單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。 某些專用單片機(jī)設(shè)計用于實現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進(jìn)行模塊化天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè) 計 9 應(yīng)用，而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 在 flash 編程和校驗時， P1口接收低 8位地址字節(jié)。在訪問外部程序存儲器或用 16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時， P2 口送出高八位地址。 P3 口： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 在 flash 編程和校驗時， P3口也接收一些控制信號。特殊寄存器AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無效。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。否則， ALE 將被微弱拉高。 EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。該電路需要 5V 的直流電壓，所以電源部分為 220V 的交流電經(jīng)過一系列的變壓以及整流最終得到穩(wěn)定的 5V 直流電。 它抗噪聲能力強(qiáng)，低功耗，并與低電壓 TTL 電路兼容。（ outputs (active LOW)） 12： Gnd 電源地 （ ground (0 V)） 1819：使能輸入端 (enable inputs (active LOW)) 2023 地址輸入端 (address inputs) 24： VCC 電源正 (positive supply voltage) 地址 /全能輸入對應(yīng)輸出表 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 15 功能真值表注意： H = 高電平（ HIGH voltage level） L = 低電平（ LOW voltage level） X = 任意電平（ don’ t care） 只要控制端 G G2 任意一個為高電平， A、 B、 C、 D 任意電平輸入都無效。數(shù)據(jù)通過兩個輸入端（ DSA 或 DSB）之一串行輸入；任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。 功能特性： 門控串行數(shù)據(jù)輸入 異步中央復(fù)位 符合 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn) no. 7A 靜電放電 (ESD) 保護(hù)： C 至 +85 176。 引腳說明： 數(shù)據(jù)輸入 數(shù)據(jù)輸入 3― 6. Q0― Q3 輸出 地（ 0V） 時鐘輸入（低電平到高電平邊沿觸發(fā)） 中央復(fù)位輸入（低電平有效） 輸出 14. VCC 正電源 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 16 A1B2QA3QB4QC5QD6GND7CLOCK8CLEAR9QE10QF11QG12QH13VCC1474HC164 圖 43 74HC164 引腳圖 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 17 驅(qū)動模塊與單片機(jī)的連接 圖 44 驅(qū)動模塊與單片機(jī)連接圖 電源層 220V 的電壓經(jīng)過變壓器后變?yōu)?15V，再經(jīng)過一系列的濾波整流以及降壓最后成為使用于本系統(tǒng)的 5V 直流電。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 20 系統(tǒng)流程圖 上 電 復(fù) 位系 統(tǒng) 初 始 化I / O 口 定 義 及 初 始 化串 口 的 初 始 化 設(shè) 置擦 寫 子 程 序 初 始 化默 認(rèn) 顯 示 方 式 的 設(shè) 置打 開 中 斷根 據(jù) 參 數(shù) 調(diào) 用 子 程 序打 開 中 斷根 據(jù) 參 數(shù) 調(diào) 用 子 程 序關(guān) 中 斷接 收 到 從 P C 機(jī)發(fā) 來 的 數(shù) 據(jù)更 改 點 陣 顯示 起 始 地 址接 收 點 陣 顯示 類 型 信 息點 陣 數(shù) 據(jù) 是 否 接 收結(jié) 束接 收 點 陣 數(shù) 據(jù)調(diào) 用 擦 寫 F L A S H的 子 程 序打 開 中 斷中 斷 返 回是否是否圖 51 主程序流程 圖 52 串行中斷程序流程 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 21 壓 棧 保 護(hù)移 一 位 數(shù) 據(jù) 輸 出輸 出 移 位 時鐘8 位 發(fā) 送 完 ？6 字 節(jié) 發(fā) 完 ？關(guān) 四 十 六 譯 碼 器輸 出 鎖 存 時 鐘開 四 十 六 譯 碼 器并 選 中 對 應(yīng) 行退 棧子 程 序 返 回否否是是 圖 53 串行傳送數(shù)據(jù)子程序 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 22 所用軟件 簡介 Keil 軟件 Keil uVision2 是目前使用廣泛的單片機(jī)開發(fā)軟件，它集成了源程序編輯和程序調(diào)試于一體，支持匯編、 C、 PL/M 語言。 ：逐行（就是橫向逐行取點），逐列（縱向逐列取點），行列（先橫向取第一行的 8個點 作為第一個字節(jié)，然后縱向取第二行的 8個點作為第二個字節(jié) ?? ），列行（先縱向取第一列的前 8 個點作為第一個字節(jié)，然后橫向取第二列的前 8個點作為第二個字節(jié) ?? ） （亮點為 1），陽碼（亮點為 0）取模 （第一位為低位）（，倒向第一位為高位）取模 16 進(jìn)制或 10 進(jìn)制 ，用于在生成的大量字庫中可快速檢索到需要的漢字 ，可調(diào)節(jié)彷真面板象素點大小和顏色 ，左鍵畫圖，右鍵擦圖。 2）支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。 4）具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。 Protel DXP 在前版本的基礎(chǔ)上增加了許多新的功能。通過設(shè)計輸入仿真、 PCB 繪制編輯、拓?fù)渥詣硬季€、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)融合， Protel DXP 提供了全面的設(shè)計解決方案。該軟件將項目管理方式、原理圖和 PCB 圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計、拓樸自動布線以及電路仿真等技術(shù)結(jié)合在一起，為電路設(shè)計提供了強(qiáng)大的支持。如可以輸入和輸出 DXP、 DWG格式文件，實現(xiàn)和 Auto CAD 等軟件的數(shù)據(jù)交換，也可以輸出格式為 Hyperlynx的文件，用于板級信號仿真。這項功能也支持電路板設(shè)計，包括由電路板反標(biāo)注到電路圖。 7. 設(shè)計整合 Protel DXP 20xx 強(qiáng)化了 Schematic 和 PCB 板的雙向同步設(shè)計功能。雖在先前版本的Schematic 中就已提供定義電路板的功能，可是都沒有實際的作用。 13. 尺 寸線工具 Protel DXP 20xx 提供了一組超強(qiáng)的畫尺寸線工具，在移動時會自動修正尺寸，這對于 PCB 中一些層的定義有很大的幫助。 17. 波形資料的輸出與輸入 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 28 在 Protel DXP 20xx 中可將仿真波形上各種資料輸出為電子表格格式，以供其他程序的使用，也可以輸入其他程序所產(chǎn)生的波形資料。 21. 強(qiáng)化模型整合 在 Protel DXP 20xx 中提供了高速整合的元件，元件包括信號分析的模型（ SI Model），設(shè)計者不必再為元件問題而煩惱 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 29 結(jié) 論 本系統(tǒng)利用了單片機(jī)與簡單外圍電路結(jié)合的思想。得到以下結(jié)論： （ 1） 介紹了研究和設(shè)計的背景及意義，并闡述了點陣顯示屏系統(tǒng)的現(xiàn)狀； （ 2） 設(shè)計了 LED 點陣顯示系統(tǒng)的軟件和硬件； （ 3） 設(shè)計了系統(tǒng)中驅(qū)動電路 以及電源電路，并用 Protel DXP20xx 進(jìn)行電路圖繪制。 天津工程師范學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 30 參考文獻(xiàn) [1]高吉祥 .高頻電子線路 . 北京 ： 電子工業(yè)出版社， 20xx. [2]張大