【正文】 。引腳圖如圖 所示 學(xué)士學(xué)位論文 13 圖 C8051F015 引腳圖 C8051F0xx 系列單片機(jī)的極限參數(shù)如下： 通電情況下環(huán)境溫度： 55—125℃ 儲(chǔ)存溫度： 65—150℃ 引腳相對 DGND 的電壓（ VDD 和端口 I/O 除外）： — （ VDD+） 端口 I/O 引腳或 /RST 相對 DGND 的電壓： — VDD 引腳相對 DGND 的電壓： — 通過 VDD， AV+， DGND 及 AGND 的最大總電流： 800mA 端口引腳的最大輸出灌電流： 100 mA 其他 I/O 引腳的最大輸出灌電流： 25 mA 端口引腳的最大輸出拉電流： 100 mA 其他 I/O 引腳的最大輸出拉電流： 25 mA 超過這些極限參數(shù)將導(dǎo)致器件永久性損壞。 單片機(jī)內(nèi)部有個(gè)能獨(dú)立工作的時(shí)鐘發(fā)生器。通過 4 腳 JTAG 借口，并使用安裝在應(yīng)用系統(tǒng)中的單片機(jī)就可以進(jìn)行非侵入式的、全高速的在系統(tǒng)調(diào)試。 （ 4）可編程數(shù)字 I/O 和交叉開關(guān) C8051F0xx 系列單片機(jī)具有標(biāo)準(zhǔn) 8051 的端口（ P0， P1， P2 及 P3）。這些中斷能將單片機(jī)從等待方式喚醒。單片機(jī)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器74HC245輸入相應(yīng)的行數(shù)據(jù)，通過 74HC595輸出。 MOSFET共有三個(gè)腳，一般為 G、 D、 S，通過 G、 S間加控制信號時(shí)可以改 變 D、 S間的導(dǎo)通和截止。 RS485接口標(biāo)準(zhǔn)有其獨(dú)特優(yōu)勢，該標(biāo)準(zhǔn)采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有 抑制共模干擾的能力，而且靈敏度高，能檢測出低至 200mV 的電壓，所以傳輸信號能在千米以外得以準(zhǔn)確恢復(fù)；并且以此標(biāo)準(zhǔn)只用一根雙絞線就可以實(shí)現(xiàn)多站聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成分布式系統(tǒng)的設(shè)備簡單、價(jià)格低廉，故能在工程項(xiàng)目中得到廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)時(shí)， CIP51停止程序執(zhí)行，將外部端口引腳置于一個(gè)已知狀態(tài)，將 SFR初始化為缺省值，禁止中斷和定時(shí)器。振蕩起的頻率主要決定于晶體振蕩頻率。例如顯示一個(gè)漢字的 16*16 顯示屏由四塊 8*8 的點(diǎn)陣顯示模塊組成。 M23088C/D 的管腳圖如圖 所示： 圖 M23088C/D 管腳圖 LED 點(diǎn)陣掃描驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)屏幕采用多個(gè) LED點(diǎn)陣組成的小模塊以搭積木的方式組合而成， LED點(diǎn)陣選用 88 模塊 ,每 4塊排列成一個(gè) 1616 的點(diǎn)陣 ,用于顯示一個(gè)漢字。圖 16點(diǎn)陣漢字 “卜 ”的顯示圖案。 在 Protel99SE元件庫中沒有這個(gè)元件 , 所以還要需要根據(jù)實(shí)際元件的大小自己創(chuàng)建元件庫 。 LED 顯示屏程序功能框圖如圖 。上位機(jī)（ PC機(jī)）使用 VB編寫發(fā)送界面的軟件，實(shí)現(xiàn)文本內(nèi)容的 1616點(diǎn)陣提取并按照一定的規(guī)律和順序向下位機(jī)（單片機(jī)）傳送 ,該軟件運(yùn)行于 Windows XP環(huán)境下 , 有友好的圖形用戶界面 , 方便用戶使用。 上位機(jī)軟件發(fā)送數(shù)據(jù)，硬件部分能否正確接收，能否正確顯示是整體測試的關(guān)鍵。由于結(jié)構(gòu)簡單、軟件編程方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，單色條屏在一些要求不是很高的場合具有較強(qiáng)的競爭力。 硬件電路的具體調(diào)試步驟如下： （ 1）先點(diǎn)亮一行的行選通信號，再送 該行的每一列的數(shù)據(jù)。由于該系統(tǒng)采用基于 KEILC51的編程 , 故它具有 較好的移植功能。 軟件功能模塊 軟件模塊分為顯示部分和控制通訊部分，顯示部分實(shí)現(xiàn) 文件的顯示效果功能，通訊部分通過串行通訊完成文件到 單片機(jī)的傳輸。另外 , 單片機(jī)和點(diǎn)陣都應(yīng)該采用插座式 , 便于修改，或者在點(diǎn)陣損壞時(shí)更換點(diǎn)陣。這樣本行已經(jīng)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。由計(jì)算機(jī)將顯示模式、顯示數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)，單片機(jī)存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應(yīng)顯示命令。 顯示驅(qū)動(dòng)電路 LED顯示模塊（ M23088） LED 顯示屏是以發(fā)光二極管為像素，按照行與列的順序排列起來。如圖 ，電容連接到 XTAL1/XTAL2引腳 ,XTAL1和 XTAL2引腳的耐壓值是 。電阻 R2 為 0 歐姆電阻，用于模擬地和數(shù)字地之間的單點(diǎn)接地，降低直接相連所導(dǎo)致的相互干擾。 39 數(shù)字 I/O 漏極開路 47 數(shù)字 I/O 漏極開路 48 數(shù)字 I/O 漏極開路 49 數(shù)字 I/O 漏極開路 50 數(shù)字 I/O 漏極開路 55 數(shù)字 I/O 漏極開路 56 數(shù)字 I/O 漏極開路 38 數(shù)字 I/O 漏極開路 37 數(shù)字 I/O 漏極開路 36 數(shù)字 I/O 漏極開路 35 數(shù)字 I/O 漏極開路 34 數(shù)字 I/O 漏極 開路 32 數(shù)字 I/O 漏極開路 60 數(shù)字 I/O 漏極開路 學(xué)士學(xué)位論文 22 59 數(shù)字 I/O 漏極開路 33 數(shù)字 I/O 漏極開路 27 數(shù)字 I/O 漏極開路 54 數(shù)字 I/O 漏極開路 53 數(shù)字 I/O 漏極開路 52 數(shù)字 I/O 漏極開路 51 數(shù)字 I/O 漏極開路 44 數(shù)字 I/O 漏極開路 43 數(shù)字 I/O 漏極開路 57 數(shù)字 I/O 漏極開路 數(shù)據(jù)通訊 電路 由于單片機(jī)組成的系統(tǒng)對中文漢字字符存儲(chǔ)容量有限，并只能固化在 ROM 中，不便于信息的更新，為了方便使用在各種場合，設(shè)計(jì)了與上位 PC 機(jī)通信接口模塊。由于地址總線的數(shù)據(jù)傳輸方向始終是單向的，所以 芯片的 DIR端可以固定接高電平 。移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（ SER），和一個(gè)串行輸出（ Q`H） ,和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有 一個(gè)并行 8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能 /E時(shí)（為低電平），存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。單片機(jī)可以將任何一個(gè) DAC 或比較器置于低功耗關(guān)斷方式。如果不能從目標(biāo)板上提取足夠的電源 ，可以將套件中提供的電源直接連到 EC 上。該存儲(chǔ)器以 512B 為一扇區(qū)，可學(xué)士學(xué)位論文 15 以在系統(tǒng)編程，且無須在片外提供編程電壓。 單片機(jī)可有多達(dá) 7 個(gè)中斷源： 1 個(gè)片內(nèi) VDD 監(jiān)視器， 1 個(gè)看門狗定時(shí)器， 1 個(gè)時(shí)鐘丟失監(jiān)測器， 1 個(gè)由比較器 0 提供的電壓監(jiān)測器， 1 個(gè)強(qiáng)制軟件復(fù)位， CNVSTR 引腳及/RST 引腳。 C8051F000 系列單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)全雙工 UART、 SPI 總線及 I2 C/SMBus。每種器件都有 1 個(gè)可編程增益放大器、 2 個(gè) 12 位 DAC 和 2 個(gè)電壓比較器（ F002/07/12/17 例外只有一個(gè)）、 1 個(gè)電壓基準(zhǔn)、 1 個(gè)具有 32KB FLASH 存儲(chǔ)器、與 8051 兼容的微控制器內(nèi)核，還有硬件實(shí)現(xiàn)的而不是在用戶軟件中用位操作模擬的 SMBus/I2 C、 UART、 SPI 串行接口及 1個(gè)具有 5個(gè)捕捉 /比較模塊的、可編程的計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器陣列 PCA。移位寄存器 74HC595負(fù)責(zé)將單片 機(jī) 發(fā)送的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù) ,并驅(qū)動(dòng) LED中點(diǎn)陣發(fā)光管的行線 , 從而使點(diǎn)陣屏顯示電路顯示出所要求的漢字。 （ 4）軟件設(shè)計(jì)新穎。計(jì)算機(jī)向控制電路發(fā)送漢字字模 ， 控制 電路存儲(chǔ)該字模并向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送行列選通信號 ， 顯示驅(qū)動(dòng)電路負(fù)責(zé)根據(jù)行列選通信號，向指定 LED發(fā)光器件提供驅(qū)動(dòng)電流。 上位計(jì) 算機(jī)依工作環(huán)境可選擇 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或者普通個(gè)人計(jì)算機(jī)。掃描驅(qū)動(dòng)的主要目的是節(jié)約驅(qū)動(dòng)器，簡化電路，占空比控 制是調(diào)節(jié)器件的發(fā)光強(qiáng)度，多用于圖像顯示中的灰度級控制。 （ 1） LED靜態(tài)顯示方式 LED顯示器工作在靜態(tài)顯示方式下，共陰極點(diǎn)或共陽極點(diǎn)連接在一起接地或接 +5V，每位段選線與一個(gè) 8位并行口相連一個(gè)四位靜態(tài) LED顯示器電路。 ? 雙基色 每個(gè)像素點(diǎn)有紅綠兩種基色，可以疊加出黃色，在有灰度控制的情況下，通過紅綠不同灰度的變 化，可以組合出多種顏色。由于普通冷陰極管和日光燈管的使用壽命一般在 2萬小時(shí)左右，而 LED的壽命可以達(dá)到 80萬小時(shí)，又有高亮度，低耗等獨(dú)特優(yōu)勢，使得 LED光源具有光明的前景。用多塊點(diǎn)陣顯示器組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類應(yīng)用的實(shí)用裝置常通過微機(jī)或單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)。 LED顯示屏的發(fā)展可以概括為以下三個(gè)階段： （ 1） 1990 年以前 為 LED顯示屏的成長時(shí)期。學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒論 八十年代以來出現(xiàn)了組合型 LED 點(diǎn)陣顯示器 ,以發(fā)光二極管為像素 ,用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后 ,由環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成。受 LED材料器件的限制， LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒有廣泛開展 ,這一時(shí)期的 LED顯示屏在國外應(yīng)用較廣，國內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，灰度等級為單點(diǎn) 4 級調(diào) 灰，成本較高。 LED的 應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀 隨著電子、光電等技術(shù)的發(fā)展，人們對各種信息的需求量不斷增加，中、大型 LED顯示屏作為信息載體廣泛應(yīng)用在銀行、保險(xiǎn)、車站、港口等公共場所。 LED信息顯示屏的主要特點(diǎn) LED 顯示屏主要是由發(fā)光二極管（ LED）及其驅(qū)動(dòng)芯片組成的顯示單元拼接而成的平面顯示器。 ? 全彩色 全彩色也稱三基色，每個(gè)像素點(diǎn)有紅綠藍(lán)三種基色，在有灰度控制的情況下，通過紅綠藍(lán)不同灰度的變化，可以很好地還原自然界的色彩。該電路每一位可以獨(dú)立顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。兩者在很多情況下兼而有之。單塊條屏由控制板和驅(qū)動(dòng)板組成 ， 控制板負(fù)責(zé)與上位機(jī)通信 ,向驅(qū)動(dòng)板發(fā)送 LED點(diǎn)陣行列選通信號 ； 驅(qū)動(dòng)板負(fù)責(zé)根據(jù)行列選通信號 ,向指定 LED發(fā)光器件提供驅(qū)動(dòng)電流。 cygnal 單片機(jī)具有擴(kuò)展性強(qiáng)，功能強(qiáng)大，價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)。 Windows 風(fēng)格界面，設(shè)計(jì)專用軟件經(jīng)驗(yàn)豐富。完整的顯示系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)和掃描顯示系統(tǒng)兩部分。 C8051F0XX系列單片 機(jī)還有 4 個(gè)通用的 16 位定時(shí)器和 4B 寬的通用數(shù)字 I/O 端口。每種串行總線都完全用硬件實(shí)現(xiàn)，都 能向 CIP51 產(chǎn)生中斷，因此很少需要 CPU 的干預(yù)。 /RST 引腳是雙向的，可接受外部復(fù)位或?qū)?nèi)部產(chǎn)生的上電復(fù)位信號輸出到/RST 引腳。從 0x7E00—0x7FFF 的 512B 被保留，由工廠使用。 對于開發(fā)和調(diào)試嵌入式應(yīng)用來說，該系統(tǒng)的調(diào)試功能比采用標(biāo)準(zhǔn)單片機(jī)仿真器要優(yōu)越得多。 可以用軟件設(shè)置比較器的回差電壓。每當(dāng) CLK上升沿到來時(shí) ,SER引腳當(dāng)前電平值在移位寄存器中左移一位，在下一個(gè)上升沿到來時(shí)移位寄存器中的所有位都會(huì)向左移一位，同時(shí) Q`H也會(huì)串行輸出移位寄存器中高位的值，這樣連續(xù)進(jìn)行 8次，就可以把數(shù)組中每一個(gè)數(shù)（ 8位的數(shù)）送到移位寄學(xué)士學(xué)位論文 18 存器；然后當(dāng) RCLK上升沿到來時(shí)，移位寄存器的值將會(huì)被鎖存到鎖存器里，并從 QA~QH引腳輸出。 引腳說明及芯片功能由表 。由于系統(tǒng)對通信無實(shí)時(shí)性要求，因而利用 RS485 串行通信。瞬態(tài)抑制二極管 TVS1 用來釋放掉電壓尖峰，保護(hù)器件。由于需要顯示的漢字多并且顯示時(shí)不能發(fā)生閃爍現(xiàn)象，需要刷新頻率快，晶體選擇，電容 C1， C2 的值則有微調(diào)的作用，通常 取 30pF 左右。具有亮度且均勻，高可靠性，等特點(diǎn)。 本系統(tǒng)中用到的點(diǎn)陣模塊為 M23088C/D。由 74HC595 組成的行驅(qū)動(dòng)器中，第一片列驅(qū)動(dòng)器的 SER 端連接單片機(jī)輸出的串行列顯示數(shù)據(jù)，其 Q`H 端連接下一片的 SER 端，各片相應(yīng)的 CLK、 RCLK 端分別并聯(lián)，作為統(tǒng)一的串行數(shù)據(jù)移位信號、輸出鎖存器打入學(xué)士學(xué)位論文 29 信號。 （ 2） 準(zhǔn)確繪制元件的封裝。軟件程序是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分，是使用匯編語言及 C語言編寫的。采用 C與匯編的混合編程 ， 顯示模塊中的關(guān)鍵部分用匯編語言編寫。 （ 2）先進(jìn)行單行的調(diào)試 ,點(diǎn)亮顯示屏之前先測試電源電壓，然后點(diǎn)亮顯示屏的第一行 ,觀察點(diǎn)亮的數(shù)據(jù)是否正確。 學(xué)士學(xué)位論文 36 參考文獻(xiàn) [1] 李 剛，林 凌 ． 與 8051兼容的高性能、高速單片 C8O51FXXX． 北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [2] 潘琢金，施國君 ． C8051FXXX高速 SOC單片機(jī)原理及應(yīng)用 ． 北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [3] 潘琢金 ． C8051F單片機(jī)應(yīng)用解析 ． 北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [4] 諸昌鈐 ． LED顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù) ． 電子科技大學(xué)出版社 ， 2021 [5] 潘琢金譯 ． C8051F020/1/2/3 數(shù)據(jù)手冊 ． 沈陽新華龍電子有限公司， 2021 [6] 胡漢才 ． 單片機(jī)原理及其接口技術(shù) ． 清華大學(xué)出版社 ， 1996 [7] 何立民 ． 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 ． 北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [8] 周志敏等 ． LED 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用 ． 人民郵電出版社， 2021 [9] 任濤等 ． 閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)及應(yīng)用簡明速查手冊 ． 電子工業(yè)出版社， 1。 （ 4）移動(dòng)顯示的時(shí)候?qū)@示屏的每一個(gè)八位數(shù)據(jù)向左一位一位的移動(dòng)。 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 上位機(jī) 實(shí)現(xiàn)的功能 “LED信息點(diǎn)陣條屏 ” 應(yīng)能通過串口接受 PC機(jī)發(fā)送過