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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-基于單片機(jī)控制的led漢字顯示(編輯修改稿)

2024-12-16 10:05 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說(shuō)明 : VCC:供電電壓。 GND:接地。 P0口: P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口,每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1時(shí),被定義為高阻輸入。 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 FIASH 編程時(shí), P0 口作為原碼輸入口,當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí), P0 輸出原碼,此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1口: P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口, P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P1 口管腳寫(xiě)入 1 后,被內(nèi)部上拉為高,可用作 輸入, P1 口被外部下拉為低電平時(shí),將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí), P1口作為第八位地址接收。 P2口: P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口, P2 口緩沖器可接收,輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流,當(dāng) P2口被寫(xiě) “1” 時(shí),其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時(shí), P2 口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 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。在給出地址 “1” 時(shí),它利用內(nèi) 部上拉優(yōu)勢(shì),當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí), P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。LED 漢字顯示 6 P3口: P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口,可接收輸出 4個(gè) TTL 門(mén)電流。當(dāng) P3口寫(xiě)入 “1” 后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。作為輸入,由于外部下拉為低電平, P3口將輸出電流( ILL)這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口,如下表所示: 口管腳 備選功能 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(shí)器 0外部輸入) T1(記時(shí)器 1外部輸入) /WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通) /RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通) P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí),要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG:當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)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)。在 FLASH 編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí), ALE 端以不變的頻率周期輸出正 脈沖信號(hào),此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。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(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí), ALE 只有在執(zhí)行 MOVX, MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外,該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止,置位無(wú)效。 /PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間,每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),這兩次有效的 /PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /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。注意加密方式 1 時(shí), /EA 將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí),此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間,此引腳也用于施加 12V 編程電源( VPP)。 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2:來(lái)自反向振蕩器的輸出。 [3] 7 振蕩器特性: XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器 。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件, XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器,因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求,但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 芯片擦除: 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合,并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中,代碼陣列全被寫(xiě) “1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前,該操作必須被執(zhí)行。 此外, AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯,可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯,支持兩種軟件可 選的掉電模式。在閑置模式下, CPU停止工作。但 RAM,定時(shí)器,計(jì)數(shù)器,串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下,保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器,禁止所用其他芯片功能,直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路由 AT89C51 的 18, 19腳的時(shí)鐘端 (XTALl 及 XTAL2)以及 12 MHz 晶振 X電容 C2, C3 組成,采用片內(nèi)振蕩方式。 在 AT89S51 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器,其輸入端為芯片引腳XTAL1,其輸出端為引腳 XTAL2。而在芯片的外部, XTAL1 和 XTAL2 之間跨接 晶體震蕩器和微調(diào)電容,從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激震蕩器,這就是單片機(jī)的數(shù)字電路。數(shù)字電路產(chǎn)生的震蕩脈沖經(jīng)過(guò)觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后,才成為單片機(jī)的數(shù)字脈沖信號(hào)。一般地,電容 C1 和 C2取 30pF 左右,可使系統(tǒng)更穩(wěn)定,避免雜波干擾而導(dǎo)致死機(jī) ,系統(tǒng)數(shù)字電路如圖 22。 晶體的震蕩頻率范圍是 ~12MHz。晶體震蕩頻率高,則系統(tǒng)的數(shù)字頻率也高,單片機(jī)運(yùn)行速度也就快。 MCS51 在通常情況下,使用震蕩頻率為 6MHz 或12MHz。 時(shí)鐘電路一般有兩種接法:內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式;不同計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘電路接法是不完全相同的; (1)內(nèi)部時(shí)鐘方式:通過(guò)在引腳 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶體或陶瓷諧振器,再利胙芯片內(nèi)部的振蕩電路,就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器,其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時(shí)鐘電路; (2)外部時(shí)鐘方式:此方式是利用外部振蕩脈沖接入 XTAL1,對(duì)于 AT89C52 單片LED 漢字顯示 8 機(jī),因?yàn)閮?nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的信號(hào)取自反相放大器的輸入端,故采用外部時(shí)鐘源時(shí),接線(xiàn)方式為外時(shí)鐘信號(hào)接至 XTAL1, XTAL2 懸空,注意:外接晶振時(shí),C1 和 C2 值通常選擇為 20~ 30PF;外接陶瓷諧振器時(shí), C1 和 C2 為 30~ 50PF;C1 、 C2 對(duì)頻率有微調(diào)作用,影響振蕩 的穩(wěn)定性和起振速度。 在這里我們選用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式 C13 3 pC23 3 pX1C R Y S T A LX T A L 1X T A L 21918 圖 22 單片機(jī)的時(shí)鐘電路 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 復(fù)位電路采用簡(jiǎn)易的上電復(fù)位電路,主要由電阻 R1, R2,電容 C1,開(kāi)關(guān)K1組成,分別接至 AT89C51 的 RST 復(fù)位輸入端。 單片機(jī)復(fù)位是使 CPU 和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個(gè)確定的初始狀態(tài),并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作,例如復(fù)位后 PC=0000H,使單片機(jī)從第一個(gè)取指令。無(wú)論是在單片機(jī)剛開(kāi)始接上電源時(shí),還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。 AT89C51 的系統(tǒng)重置是由 RESET 引腳控制的,如圖 23 所示。當(dāng)此 引腳送入高電位超過(guò) 24 個(gè)震蕩周期時(shí)(即 2 個(gè)機(jī)器周)。 AT89S51 即進(jìn)入芯片內(nèi)部重置狀態(tài),而且一直在此狀態(tài)下等待,直到 RESET 為低電位后,才檢測(cè) EA 為高電位或是低電位,若為高電位,則實(shí)行內(nèi)部的程序代碼,若為低電位,則實(shí)行外部的程序代碼。復(fù)位時(shí), ALE 和 /PSEN 呈輸入狀態(tài),即 ALE=/PSEN=1,片內(nèi) RAM不受復(fù)位影響;但在系統(tǒng)剛上電(也稱(chēng)為“冷啟動(dòng)”)時(shí), RAM 的內(nèi)容是隨機(jī)的。復(fù)位后, P0~P3 口輸出高電平且使這些雙向口皆處于輸入狀態(tài),并將 07H寫(xiě)入堆棧摜針 SP,同時(shí)將 PC 和其余專(zhuān)用寄存器清 0,此時(shí)單 片機(jī)從起始地址0000H 開(kāi)始重新執(zhí)行程序。因此,單片機(jī)運(yùn)行出錯(cuò)或進(jìn)入死循環(huán)時(shí),可使其復(fù)位后重新運(yùn)行。 9 C32 2 0 u FR14 7 0 RV C CR E S E T9 圖 23 單片機(jī)的復(fù)位電路 AT89C51 主要由接收與發(fā)送緩沖寄 存器 SBUF、輸入移們寄存器以及串行控制寄存器 SCON 等組成。波特率發(fā)生器可以利用定時(shí)器 T1 或 T2 控制發(fā)送和接收的速率。特殊 功能寄存器 SCON 用于存放串行口的控制和狀態(tài)信息;發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器 SBUF 用于存準(zhǔn)備發(fā)送出去的數(shù)據(jù);接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器SBUF 用于接收由外部輸入到輸入移位寄存器中的數(shù)據(jù)。 80C52 串行口正是通過(guò)對(duì)上述專(zhuān)用寄存 器的設(shè)置、檢測(cè)與讀取來(lái)管理串行通信的;在進(jìn)行串行通信時(shí),外界數(shù)據(jù)通過(guò)引腳 RXD 輸入。輸入數(shù)據(jù)首先逐位進(jìn)入輸入移位寄存器,由串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù),然后再送入接收寄存器。在接收寄存器中采用了雙緩沖結(jié)構(gòu),以避免在接收到第 2 幀數(shù)據(jù)前, CPU 未及時(shí)響應(yīng)接收寄存器前一幀的中斷請(qǐng)求,沒(méi)把前一幀數(shù)據(jù)讀走,而造成 2 幀數(shù)據(jù)重疊的錯(cuò)誤。在發(fā)送時(shí),串行數(shù)據(jù)通過(guò)引腳 TXD 輸出。 由于 CPU 是主動(dòng)的,因此不會(huì)產(chǎn)生寫(xiě)重疊問(wèn)題,一般不需要雙緩沖器結(jié)構(gòu)。要發(fā)送的數(shù)據(jù)通過(guò)發(fā)送控制器控制邏輯門(mén)電路逐位輸出。 [4] 1616L ED點(diǎn)陣屏 LED 點(diǎn)陣顯示屏采用 1616 共 256 個(gè)象素的點(diǎn)陣,通過(guò)萬(wàn)用表檢測(cè)發(fā)光二極管的方法測(cè)試判斷出該點(diǎn)陣的引腳分布,如圖 24所示LED 漢字顯示 10 圖 24 LED點(diǎn)陣顯示屏底視圖 我們把行列總線(xiàn)接在單片機(jī)的 IO 口,然后把上面分析到的掃描代碼送人總線(xiàn),就可以得到顯示的漢字了。但是若將 LED 點(diǎn)陣的行列端口全部直接接入89S51 單片機(jī),則需要使用 32 條 IO 口,這樣會(huì)造成 IO 資源的耗盡,系統(tǒng)也再無(wú)擴(kuò)充的余地。因此,我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中只是將
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