【正文】 ........... 3 第一章 緒論 ............................................................... 5 問題提出 ........................................................... 5 課題背景 ........................................................... 6 第二章 功能要求及方案論證 ................................................. 8 功能要求 ........................................................... 8 顯示模塊方案論證 ................................................... 8 數(shù)據(jù)傳輸方案論證 ................................................... 9 第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) ................................................ 11 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路 .............................................. 11 列驅(qū)動(dòng)電路 ........................................................ 13 行驅(qū)動(dòng)器 .......................................................... 15 元件清單 .......................................................... 18 第四章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) .................................................... 20 顯示驅(qū)動(dòng)程序 ...................................................... 20 系統(tǒng)主程序 ........................................................ 22 第五章 調(diào)試及性能分析 ................................................... 27 開發(fā)環(huán)境介紹 ...................................................... 27 理論性能分析 ..................................................... 27 系統(tǒng)調(diào)試 ......................................................... 28 第六章 總 結(jié) ............................................................ 29 工作過程介紹 ..................................................... 29 系統(tǒng)功能的拓展方向 ............................................... 29 致謝 ...................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 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)分不開的。它的廣泛應(yīng)用，不僅僅體現(xiàn)在工業(yè)控制、機(jī)電應(yīng)用、智能儀表、實(shí)時(shí)控制、航空航天、尖端武器等行業(yè)和領(lǐng)域的智能化、高精度 化，而且在人類日常生活中也隨處可見它的身影。 目前，單片機(jī)正朝著高性能和多種方向發(fā)展，其趨勢將進(jìn)一步向著 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展，其功能也將越來 越豐富，速度也越來越快，甚至有些方面并不遜于 ARM 或 DSP。這樣做雖然能在一定程度上提高數(shù)據(jù)處理速度，但是并不能完全滿足所有顯示效果要求，而且開發(fā)和產(chǎn)品成本也會(huì)隨之成倍增加，甚至由于其設(shè) 計(jì)不當(dāng)可能在顯示時(shí)出現(xiàn)抖動(dòng)、閃爍、重影等現(xiàn)象。用于顯示文字和簡單圖片，主要用在車站、金融證券、銀行、郵局等公共場所，作為公共信息顯示工具。 第三階段從 1999 年開始，紅、純綠、純藍(lán) LED 管大量涌入中國，同時(shí)國內(nèi)企業(yè)進(jìn)行了深入的研發(fā)工作，使用紅、綠、藍(lán)三原色 LED 生產(chǎn)的全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進(jìn)入體育場館、會(huì)展中心、廣場等公共場所，從而將國內(nèi)的大屏幕帶入全彩時(shí)代。 7 單片機(jī)誕生于 20世紀(jì) 70年代末，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SoC 三大階段。 即微控制器（ Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力 。 Philips 公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，將 MCS51 從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。因此，對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。 。行和列的交叉處有一個(gè) LED，共由256個(gè) LED 構(gòu)成，如果 LED 的陽極與行相連，而陰極與列相連，那么只要給該 LED對(duì)應(yīng)的行以高電平，列以低電平，那么對(duì)應(yīng)的 LED 就發(fā)光。點(diǎn)陣上會(huì)看到一個(gè)清晰的“機(jī)”字。本文以 8段 LED 作為示例來論證方案 靜態(tài)顯示方式，即 8段 LED 數(shù)碼管在顯示某一個(gè)數(shù)碼時(shí)，加在數(shù)碼管上的段碼保持不變，直至換顯其他數(shù)碼為止。顯示不同數(shù)碼時(shí)，由位線控制各位輪流顯示。從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并列方式或串行方式。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都以傳輸?shù)轿恢螅@一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí) ，傳送下一列數(shù)據(jù)。這樣，本行已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí)，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響本行的顯示。 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路 單片機(jī)采用 MSC51 或其兼容系列芯片，采用 24MHZ 或更高頻率晶振，以獲得較高的刷新頻率，時(shí)期顯示更穩(wěn)定。 圖 31 MSC51單片機(jī)最小系統(tǒng) 12 MSC51 單片機(jī)管腳說明如下： VCC：供電電壓。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。當(dāng) P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。它的輸入側(cè)有 8個(gè)串行移位寄存器，每個(gè)移位寄存器的輸出都連接一個(gè)輸出鎖存器。列驅(qū)動(dòng)電路見圖 33。 SCLR 信號(hào)是移位寄存器清零輸入端，當(dāng)其為低時(shí)移位寄存器的輸出全部為零。 15 圖 33列驅(qū)動(dòng)電路 將 8 片 74HC595 進(jìn)行級(jí)連，可共用一個(gè)移位時(shí)鐘 SCK 及數(shù)據(jù)鎖存信號(hào) RCK。就會(huì)形成 16種不同的輸入狀態(tài)，分別為 0000～ 1111，然后使每種狀態(tài)只控制一路輸出，即會(huì)有 16路輸出。根據(jù)軟件分層次設(shè)計(jì)的原理，可以把顯示屏的軟件系統(tǒng)分為兩層；第一層是底層的顯示驅(qū)動(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。 從有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法（顯示效果處理）和有利于程序結(jié)構(gòu)化考慮，顯示屏程序適宜采用 C語言編寫。圖 41為顯示驅(qū)動(dòng)程序（顯示屏掃描函數(shù)）流程圖。 // 為 595移位寄存器清零口 ,平時(shí)為 1,為 0 時(shí) ,輸出全為 0. unsigned char idata dispram[(BLKN/2)*32]={0}。 m = CONIO。 SBUF = dispram[m*2+(n/2)*30 + n]。 //完成一行數(shù)據(jù)的發(fā)送 G = 1。 //顯示數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器 CONIO |= m。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。 圖 5是系統(tǒng)主程序流程圖。 //定時(shí)器 T0工作方式 1： 16位方式 TR0 = 1。 //2秒 //第一種顯示效果 :卷簾出顯示笑臉圖案 for (i=0。q++) {dispram[i+q*32]=Bmp1[5][i]。wTOTAL*2/BLKN。qBLKN/2。 } //第一種顯示效果 :卷簾出顯示笑臉圖案 for (i=0。q++) {dispram[i+q*32]=Bmp1[5][i]。 iTOTAL*2/BLKN。 k15。dispram[k*2+1+q*32] = dispram[(k+1)*2+1+q*32]。dispram[31+q*32] = Bmp[q+i*BLKN/2][j*2+1]。i32。} if (i%2) delay(120)。 i++) { for (j=0。 k++) { for (l=0。q++) { dispram[l*2+q*32] = dispram[l*2+q*32]1 | dispram[l*2+1+q*32]7。 } } delay(3000)。qBLKN/2。 //第三種顯示效果：右移出顯示 for (i=0。 j) for (k=0。 l++) { for(q=0。 else dispram[l*2+q*32] = dispram[l*2+q*32]1 | dispram[l*2+1+(q1)*32]7。i32。} if (i%2) delay(100)。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。顯示屏刷新率由定時(shí)器 T0 的溢出率和單片機(jī)的晶振頻率決定，表 51 給出了實(shí)驗(yàn)調(diào)試時(shí)采用的頻率及其對(duì)應(yīng)的定時(shí)器 T0 初值。 系統(tǒng)調(diào)試 調(diào)試主要分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試： 硬件調(diào)試：在焊接電路板的時(shí)候，應(yīng)該從最基本的最小系統(tǒng)開始，分模塊，逐個(gè)進(jìn)行焊接測試。剛剛開始，編寫不會(huì)一次性通過，經(jīng)過仔細(xì)分析修改最后編譯成功。本系統(tǒng)具有硬件少，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特 點(diǎn)。 三， 文章給出了系統(tǒng)具體的硬件設(shè)計(jì)方案 ,硬件結(jié)構(gòu)電路圖，軟件流程圖和具體匯編語言程序設(shè)計(jì)與調(diào)試等方面?？梢宰鰹橄挛粰C(jī)輔助調(diào)試模塊 ,實(shí)現(xiàn)例如照明 ,溫度測量，時(shí)鐘報(bào)警、計(jì)時(shí) ,霓虹燈等功能。 當(dāng)然，將許多個(gè)發(fā)光二極管拼在一起做成一盞盞燈后做成標(biāo)志牌，標(biāo)志線也是目前常見的應(yīng)用手法。 與此同時(shí)， LED 在照明以外的用途也開始受到關(guān)注。 31 參考文獻(xiàn) [1] 郭建江 .單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用 .東南大學(xué)出版社 . 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