【文章內(nèi)容簡介】 指 令 集 和 輸 出 管 腳 相 兼 容 。 由 于 將 多 功 能 8 位 CPU 和 閃 爍存 儲 器 組 合 在 單 個 芯 片 中 ， ATMEL 的 AT89C51 是 一 種 高 效 微 控 制 器 ，AT89C2051 是 它 的 一 種 精 簡 版 本 。 AT89C51 單 片 機 為 很 多 嵌 入 式 控 制 系 統(tǒng)提 供 了 一 種 靈 活 性 高 且 價 廉 的 方 案 。 AT89C51 引 腳 即 外 觀 如 圖 所 示 。譯碼器是組 合邏輯電路的一個如 圖 AT89C51 的管腳圖14重要的器件，74LS138 的輸出是低電平有效，故實現(xiàn)邏輯功能時，輸出端不可接或門及或非門，74LS138 與前面不同，其有使能端，故使能端必須加以處理，否則無法實現(xiàn)需要的邏輯功能。發(fā)光二極管點亮只須使其正向?qū)纯?，根?jù)LED 的公共極是陽極還是陰極分為兩類譯碼器，即針對共陽極的低電平有效的譯碼器；針對共陰極 LED 的高電平輸出有效的譯碼器。74LS273 是低功耗肖特基 TTL8D 鎖存器，內(nèi)有 8 個相同的 D 型(三態(tài)同相)鎖存器，由兩個控制端(11 腳 G 或 EN；1 腳 OUT、CONT、OE)控制。當 OE 接地時，若 G 為高電平，74LS373 接收由 PPU 輸出的地址信號；如果 G 為低電平，則將地址信號鎖存。工作原理：74LS373 的輸出端 O0—O7 可直接與總線相連。當三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時，O0—O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負載或總線。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。 當鎖存允許端 LE 為高電平時，O 隨數(shù)據(jù)D 而變。當 LE 為低電平時，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。74LS373 引腳即外觀如圖 所示如圖 74LS373 引腳圖74HC154 為類似 74LS138 的譯碼器，它的內(nèi)部是 4 線－12 線譯碼器，如15果選通端（GG2）為低電平時，可把地址端（ABCD）的二進制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。如果將 G1 和 G2 中的任意一個作為數(shù)據(jù)輸入端，則 （ ABCD） 對輸出尋址，同時還可作 1 線－16 線數(shù)據(jù)分配器。一般工作環(huán)境的溫度為 0～70℃。 LED,50 年前人們已經(jīng)了解半導體材料可產(chǎn)生光線的基本知識，第一個商用二極管產(chǎn)生于 1960 年。LED 是英文 light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，接著用四周環(huán)氧 7 樹脂密封，也是固體封裝，所以能起到保護內(nèi)部芯線的作用，因此 LED 的抗震性能好， 該電路的顯示采用逐行掃描方式。當工作時，它由單片機提取出第一行需要顯示的內(nèi)容經(jīng)過延時一段時間后再進行下一行點陣數(shù)據(jù)的顯示。二、 1616LED 點陣顯示制作（一） 1616LED 點陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理我們先以 UCDOS 中文宋體字庫為例，每一個字由 16 行 16 列的點陣組成來進行顯示。即國家標準漢字庫中的每一個字均由 256 點陣來表示?？梢园衙恳粋€點理解為一個像素，把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上這個漢字屏不但可以顯示漢字，而且也可以顯示在 256 像素范圍內(nèi)任何圖形。這里我們以“龍”字說明，如圖 所示。16用 8 位的 AT89C51 單片機控制，由于單片機的總線為 8 位，一個字需要拆分為 2 個部分。一般把它拆分為上部和下部，上部由 816 點陣組成，下部也是由 816 點陣組成。此例中單片機首先顯示的是左上角第一列的上半部分，即第 0 列的 p00—p07 口。方向從 p00 到 p07 ,顯示漢字“高”時,p02 點亮,由上往下的順序排列,為 滅， 滅, 滅, 滅, 亮, 亮, 滅, 滅。則二進制為 00001000，轉(zhuǎn)換為十六進制為 08h。上半部第一列完成后，則繼續(xù)的掃描下半部的第一列，為了接線的方便，我們?nèi)栽O(shè)計成由上向下掃描，也就是從 p27 向 p20 方向掃描，從圖 可以看到，這一列全部為不亮，即為00000000，十六進制則為 00h。 然后單片機轉(zhuǎn)向上半部第二列，應(yīng)用這個方法繼續(xù)掃描往下讀二進制數(shù)，得出漢字“龍” 的掃描代：00H,08H,08H,08H,08H,08H,0FFH,08H,0FH,48H,28H,08H,08H,18H,08H,00H00H,00H,02H,06H,30H,0C4H,04H,08H,0FCH,24H,44H,84H,04H,04H,3CH,00H由以上的這個原理可以看出來，無論是顯示何種字體或圖像，都可以用這個方法來進行分析出來它的掃描代碼從而顯示在屏幕上面。只不過現(xiàn)在有很多現(xiàn)成的漢字字模生成軟件，就不必自己去畫表格算代碼了。如圖 龍17（二） 用 88LED 點陣構(gòu)成 1616LED 點陣在 Proteus 中只有 57 和 88 等 LED 點陣，沒有 1616LED 點陣，但是在實際的應(yīng)用中，要更好地顯示一個漢字，則需要的是 1616 的點陣。下面介紹如何用 88 點陣構(gòu)建 1616 點陣的方法，同時構(gòu)建一塊 1616 LED 點陣，用于本例的顯示任務(wù)。首先，在 Proteus 的元件庫中找到“MATRIX8X8BULE”元器件，將四塊該器件放入文檔區(qū)編輯窗口當中。這時候應(yīng)該注意,如果該器件保持初始的位置，首先將其轉(zhuǎn)動并將水平放置，使它左面 8 個引腳是行線，右邊 8 個引腳是列線。然后將四個元器件對應(yīng)的行線和列線分別進行連接，使每一條行線引腳接一行16 個 LED，列線也相同。并注意要將行線和列線引出一定長度的引腳，以便下面我們使用。連接好的 1616 點陣如圖 所示。成如上圖的 1616 點陣只是第一步，這樣分開的數(shù)塊并不能達到好的顯示效果,下面我們要將其進一步組合。組合實際上很簡單，首先選中如上圖中右側(cè)的兩塊 88 點陣，然后拖動并使其與左側(cè)的兩塊相并攏，如圖 所示。又上可得原來的連線自動隱藏，對于線上交點，最好不要去動。最后，再來選中下側(cè)兩塊的點陣，將其拖動與上側(cè)的兩塊并攏,最終的效果如圖 所示?；旧显瓉黼s亂連線現(xiàn)在全部隱藏，那么一塊 1616 的 LED 點陣就完成了。但是應(yīng)該注意，已經(jīng)做成的 LED 點陣的行線為左側(cè)的 16 個引腳，其行線為高電平有效，下側(cè)的 16 個引腳為其列線，列線為低電平有效。然后，則 8*8LED 點陣構(gòu)成了 16*16LED 點陣。如圖 點陣模塊組合18如圖 如圖 三、 AT89C51 的接口說明在 AT89C51 中有 P0,P1,P2,P3 四個口，其中 18，19 號引腳它則提供外部時的管教說明：P0 口 ： P0 口 是 一 個 8 位 漏 極 開 路 型 雙 向 I/O 口 ， 并 且 也 是 地 址 /數(shù) 據(jù)總 線 復(fù) 制 的 用 口 ， 它 為 輸 入 口 時 ， 每 位 能 吸 收 8 個 TTL 邏 輯 門 電 流 ， 對 端19口 輸 入 “1 可 作 為 高 阻 輸 入 端 。 在 Flash 編 程 時 ， PO 口作為原碼輸入口時，此時 P0 口輸出原碼，則 P0 外部必須被拉高。但 是 在 程 序 校 檢 時 ， 輸 出 指 令字 節(jié) ， 同 時 ， 校 檢 時 ， 必 須 外 接 上 拉 電 阻 。 P1 口：P1 口是一個由內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 口的緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 門電流。對 p1 端口輸入“1”后，通過內(nèi)部提供的上拉電阻把端口拉到高電平，這時它可作輸入口，P1 端口被外部下拉為低電平時，這時它輸出電流，原因是內(nèi)部上拉的緣故作輸入口，此時因為內(nèi)部存在上拉電阻上，它當中某個引腳被外部信號拉低會輸出電流 I。P2 口:P2 口是一個內(nèi)部帶有上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 的緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 門的電流。對端口輸入“1”時，內(nèi)部的上拉電阻可把端口拉到高電平，即可作輸入口，當作輸入口時，因為內(nèi)部有上拉電阻，則某個引腳被外部信號拉低時輸出電流 I。P2 口當訪問外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2 口輸出高八位的地址。P3 口：P3 口是一個內(nèi)部帶有上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。P3 口緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 門的電流。對 P3 口輸入“1”時，它被內(nèi)部的上拉電阻拉為高電平，當它作為輸入端口，被外部的拉為低電平，輸出電流 I, P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口。RST（9 腳） :作為復(fù)位輸入，當震蕩器工作時， RST 引腳可同時出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平將使單片機復(fù)位。建議在這個腳與 Vss 引腳之間接一個約 千歐的下拉電阻，同時，與 Vcc 引腳之間連接一個 10 毫砝的電容，這樣子可以保證可靠地復(fù)位。HOMS 制造工藝的 8051 是 MCS51 系列單片機的典型產(chǎn)品，其采用 40 引腳的 雙列直插分裝（DIP 方式），就如上面圖。20ALE/PROG：當訪問外部存儲器時,ALE(地址鎖存允許）輸出電平，用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平常時，ALE 端以不變的頻率周期可輸出正脈沖信號時鐘振動頻率的 1/6 固定的正脈沖信號，因此它可作為對外輸出時鐘脈沖或用于定時的目的。但是應(yīng)該注意的是:每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，要跳過一個 ALE脈沖。/PSEN：是一個外部程序存儲器的選通信號。在外部程序存儲器的取指時間，它的每個機器周期兩次/PSEN 有效。如果在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號則不會出現(xiàn)。 /PSEN 同樣可以驅(qū)動八個 TTL 門電路。VCC：（40 腳）供電電壓，接+5V 電壓。 GND：（20 腳）接地。XTAL1：它是一個反向振蕩放大器輸入和內(nèi)部時鐘工作電路輸入。 XTAL2：它是一個來自反向振蕩器輸出。/EA：當/EA 為高電平的時候，可以訪問內(nèi)部程序的存儲器，但是當 PC 程如圖 AT89C51 管腳圖21序計數(shù)器的值超過片內(nèi)程序存儲器容量時候，就會自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲器。但是，當/EA 保持低電平的時候，則只訪問外部程序存儲器，這時候不管是否有內(nèi)部存儲器，ALE：當它訪問外部存儲器時，ALE 允許地址鎖存，即使不訪問外部存儲器，ALE 可以任然的以不變的頻率周期出現(xiàn)正常的脈沖信號出現(xiàn)這個信號的振蕩頻率是它的 1/6。它可以作為對外輸出的時鐘，或者用作定時。 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。它 們 中 的 XTAL1 和 XTAL2 分別是反向放大器的輸入和輸出。這個反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。同時，石晶振蕩和陶瓷振蕩均可以采用。比如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，這時 XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，這時候則對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。四、 LED 硬件原理圖左移動漢字的的硬件連接原理圖22如圖 設(shè)計一原理圖如圖 設(shè)計二原理圖23第四章 字模的生成一、 字模簡介漢字的字模是一組數(shù)字，而且意義與數(shù)字意義有著根本的差異，它是以數(shù)字信息來記載英文或漢字的形狀。電腦硬件中，即沒有漢字這個基本的概念，也沒有英文的概念，其認識的概念也只有—個內(nèi)碼將 ASCII 表的高 128 個很