【文章內(nèi)容簡介】 的顯示技術(shù)將是平板顯示的時代， LED 顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無疑會有更大的發(fā)展，并有可能成為二十一世紀平板顯示的代表性主流產(chǎn)品 。 高亮度、全彩化 藍色及純綠色 LED 產(chǎn)品自出現(xiàn)以來，成本逐年快速降低，已具備成熟的商業(yè)化條件?；A(chǔ)材料的產(chǎn)業(yè)化。使 LED 全彩色顯示產(chǎn)品成本下降，第 3 頁 應(yīng)用加快。以全彩色戶外 φ26顯示屏為例， 1996 年的產(chǎn)品市場價 格每平方米在 12 萬元左右， 1999 年已降至 7－ 8 萬人民幣 /m2， LED 產(chǎn)品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達到比較理想的效果，完全可以滿足戶外全天候的環(huán)境條件要求，同時，由于全彩色顯示屏價格性能比的優(yōu)勢，預(yù)計在未來幾年的發(fā)展中，全彩色 LED 顯示屏在戶外廣告媒體中會越來越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓紅燈、磁翻板等產(chǎn)品，體育場館的顯示方面全彩色 LED 屏更會成為主流產(chǎn)品。全彩色 LED 顯示屏的廣泛應(yīng)用會是 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個新的增長點。 標準化、規(guī)范化 材料、技術(shù)的成熟及市場價格的基 本均衡之后， LED 顯示屏的標準化和規(guī)范化將成為 LED 顯示屏發(fā)展的一個新趨勢。近幾年業(yè)內(nèi)的發(fā)展，市場競爭在傳統(tǒng)產(chǎn)品條件下是以價格作為主要的競爭手段，幾番價格回落調(diào)整達到基本均衡，產(chǎn)品質(zhì)量，系統(tǒng)的可靠性等將成為主要的競爭因素，這就對 LED 顯示屏的標準化和規(guī)范化有了較高要求，業(yè)內(nèi)一些骨干企業(yè)已開始在企業(yè)實施 ISO9000 系列標準。行業(yè)規(guī)范和標準體系的形成，對產(chǎn)品的檢測有了相對統(tǒng)一的認識和評判依據(jù)，生產(chǎn)條件差、技術(shù)性不強、售后服務(wù)體系不完善的企業(yè)將受到市場的淘汰，預(yù)計今后幾年內(nèi)一批小規(guī)模 LED 顯示屏廠商會逐步淡出， 行業(yè)的發(fā)展趨于有序。 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化 信息化社會的形成，信息領(lǐng)域愈加廣泛， LED 顯示屏的應(yīng)用前景更為廣闊。預(yù)計大型或超大型 LED 顯示屏的主流產(chǎn)品局面將會發(fā)生改變，適合于服務(wù)行業(yè)特點和專業(yè)性要求的小型 LED 顯示屏?xí)休^大提高，面向信息服務(wù)領(lǐng)域的 LED 顯示屏產(chǎn)品門類和品種體系將更加豐富，部分潛在市場需求和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)兴黄?，如公共交通、停車場、餐飲、醫(yī)院等綜合服務(wù)方面的信息顯示屏需求量將有更大的提高，大批量、小型化的標準系統(tǒng) LED 顯示屏在 LED 顯示屏市場總量中將會占有多數(shù)份額。 LED顯示屏系統(tǒng)的應(yīng)用 LED 顯示屏的應(yīng)用涉及社會經(jīng)濟的許多領(lǐng)域，主要包括： 、金融信息顯示。 這一領(lǐng)域的 LED 顯示屏占到了前幾年國內(nèi) LED 顯示屏需求量的 50%以上，目前仍為 LED 顯示屏的主要需求行業(yè)。上海證券交易所、深圳證券交易所及全國上萬家證券、金融營業(yè)機構(gòu)廣泛使用了 LED顯示屏。 。 民航機場建設(shè)對信息顯示的要求非常明確， LED 顯示屏是航班信息顯示系統(tǒng) FIDS(Flight information Display system)的首選產(chǎn)品，首都機場、上海浦東國際機 場、?？诿捞m機場、珠海機場、廈門高崎機場、深圳黃田機場、廣州白云機場及全國數(shù)十家新建和改擴建機場都選用了國產(chǎn)的 LED顯示屏產(chǎn)品。 、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。 以 LED 顯示屏為主體的信息系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)、第 4 頁 列車到發(fā)揭示系統(tǒng)、票務(wù)信息系統(tǒng)等共同構(gòu)成客運樞紐的自動化系統(tǒng)，北京站、北京西站、南昌站、大連港等國內(nèi)重要火車站和港口都安裝了國內(nèi)廠家提供的產(chǎn)品和系統(tǒng)。 。 LED 顯示屏已取代了傳統(tǒng)的燈泡及 CRT 顯示屏，四十三屆世乒賽主場地天津體育中心首次采用了國產(chǎn)彩色視頻 LED顯示屏，受到普遍好 評，上海體育中心、大連體育場等許多國內(nèi)重要體育場館相繼采用了 LED 顯示屏作為信息顯示的主要手段。 。 智能交通系統(tǒng)（ ITS）的興起，在城市交通、高速公路等領(lǐng)域， LED顯示屏作為可變情報板、限速標志等，替代國外同類產(chǎn)品，得到普遍采用。 。 電力調(diào)度、車輛動態(tài)跟蹤、車輛調(diào)度管理等，也在逐步采用高密度的 LED 顯示屏。 、電信、商場購物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示。 遍布全國的服務(wù)領(lǐng)域均有國產(chǎn) LED 顯示屏在信息顯示方面發(fā)揮作用。 。 除單一大型戶內(nèi)、戶外顯示屏做為廣告媒體外，國內(nèi)一些城市出現(xiàn)了集群 LED 顯示屏廣告系統(tǒng)；列車 LED 顯示屏廣告發(fā)布系統(tǒng)也已在全國數(shù)十列旅客列車上得到采用并正在推廣。 本論文研究課題的來源及主要研究內(nèi)容 發(fā)光二極管（ LED）是六十年代 末 發(fā)展起來的一種半導(dǎo)體顯示器件，七十年代，隨著半導(dǎo)體材料合成技術(shù)、單晶制造技術(shù)和 PN 結(jié)形成技術(shù)的研究進展，發(fā)光二極管在發(fā)光顏色、亮度等性能得以提高并迅速進入批量化和實用化。進入八十年代后， LED在發(fā)光波長范圍和性能方面大大提高，并開始形成平板顯示產(chǎn)品即 LED 顯示屏。 LED 時鐘作為 LED 顯示屏的一種應(yīng)用，以其低耗，高亮的特性得到了廣泛的認可和贊許。在火車站、飛機場等這樣大型的公共場合，普通的指針時鐘由于其自身的限制，在光線等周圍環(huán)境不是很好的情況下，不能很清楚，明白的指明時間，這樣給出行或辦事的人們帶來諸多的不便。 LED 時鐘的出現(xiàn)就很好解決了這一問題。以其高亮的特性，可以在幾乎任何場合下告知人們準確的時間。本論文研究的主要內(nèi)容就是在 LED 顯示屏的框架下實現(xiàn)時鐘的顯示，設(shè)計一套小型的 LED 時鐘顯示系統(tǒng)。其標準在于一方面要實現(xiàn)時鐘的顯示，另一方面要能比較準確的表示時間。 其研究的 意義在于： LED 時鐘顯示提供了有用的參考，為進一步的研究提供了有效的途徑。 LED 的應(yīng)用范圍，為 LED 的應(yīng)用提出了新的思路。 LED 顯示系統(tǒng)的小型化發(fā)展。 第 5 頁 第 2 章 相關(guān)背景知識的介紹 SST89 系列單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) SST89 系列單片機的基本結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)框圖 美國 SST89 系列單片機的高可靠性，獨特的超級 FLASH 技術(shù)的小扇區(qū)結(jié)構(gòu)在設(shè)計和制造 MCU方面有較大的優(yōu)勢，其在應(yīng)用可編程（ IAP），系統(tǒng)可編程（ ISP）中不占用戶 資源。 SST89 系列單片機通過串口實現(xiàn)系統(tǒng)仿真，無需專用仿真器。 由于生產(chǎn)廠家和型號的不同，單片機內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器的大小、程序存儲器的類型、串行口及定時器 /計數(shù)器的數(shù)量與功能、特殊功能寄存器數(shù)量都會有一些差異，但 89系列單片機的總體基本結(jié)構(gòu)是一致的。 89 系列單片機基本結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 CPU 核心 ALU， ACC， B 寄存器，指令寄存器，程序計數(shù)器，定時和控制 中斷控制 安全鎖 振蕩器 看門狗定時器 SuperFlash EEPROM 主模塊 32K/64K 8 次模塊 8K 8 定時器 0（ 16 bit） 定時器 1（ 16 bit） 定時器 2（ 16 bit） PCA I/O 口 0 I/O 口 1 I/O 口 2 I/O 口 3 SPI 8 字節(jié)擴展的 UART I/O Flash 控制單元 RAM 1K 8 8 中斷 I/O I/O I/O 8 8 8 8 圖 21 89 系列單片機基本結(jié)構(gòu)圖 第 6 頁 SST89 系列單片機的主要部件 時鐘電路板主要包括以下功能部件： RAM： 1K字節(jié) RAM， C語言編程更方便， RTOS應(yīng)用更容易 DPTR數(shù)據(jù)指針，查表、尋址更方便 （ IAP），在系統(tǒng)可編程（ ISP），可實現(xiàn)遠程升級，再不用編程 器 （內(nèi)部擴展的 4K/8K EEPROM），掉電后數(shù)據(jù)不丟失 ， 6 clock/機器周期，燒錄時可選擇（缺省為標準速度 12clock/機器周 期） （ WDT，缺省時為關(guān)閉，不用考慮） （ PCA， PWM），兼容 P89C51RD2，價格更低，功能更強 UART（支持幀數(shù)據(jù)錯誤檢測和自動地址識別）， SPI串行接口 壓： ，您的電源選擇余地更大；低功耗： (89V564RD) Detection Voltage(低壓檢測，防止低壓時 CPU誤動作，可靠性更 高 ) 5V單片機， （缺省時為復(fù)位，可設(shè)置成低壓中斷） 3V單片機， （缺省時為復(fù)位，可設(shè)置成低壓中斷） ，中斷級別可達 4級，三個高電流驅(qū)動引腳（可直接驅(qū)動 LED） 8051系列（ MCS51）單片機 EMI模式（禁止 ALE輸出時鐘， 89E564RD超強抗干擾可靠性更高） 表 21為 SST89系列單片機選型一覽表，全部具備在應(yīng)用可編程（ IAP），系統(tǒng)可編程（ ISP）中。 表 21 SST89系列單片機選型一覽表 型號 時鐘頻率 Flash 存儲器 RAM 串口 PCA 中斷 DPTR數(shù)據(jù)指針 WDT 雙倍速 5V UART PWM 源 優(yōu)級 SST89C54 033MHz 012MHz 16KB+4KB 256B 1ch 6 2 1 √ SST89C58 033MHz 012MHz 32KB+4KB 256B 1ch 6 2 1 √ SST89E554RC 040MHZ 32KB+8KB 1KB 1ch+ 5ch 9 4 2 √ √ SST89E564RD 040MHz 64KB+8KB 1KB 1ch+ 5ch 9 4 2 √ √ SST89V554RC 040MHz 32KB+8KB 1KB 1ch+ 5ch 9 4 2 √ √ SST89V564RD 040MHz 64KB+8KB 1KB 1ch+ 5ch 9 4 2 √ √ SST89 系列 單片機的引腳功能 以 SST公司的 SST89E564RD為例，對 SST89單片機的引腳功能加以說明。 SST89E564RD 有 PDIP、 TQFP、 PLCC 多種封裝方式，圖 22 為 SST89E564RD 的 PDIP 的引腳圖，其引腳功能說明如下： 第 7 頁 圖 22 SST89E564RD 的 PLCC 的引腳圖 ： VDD（ 40）：電源輸入：通用、省電、備用模式下的電源供應(yīng) VSS （ 20）：接地端：電源接地端（參考電壓為 0V） ： XTAL1(19)： 片內(nèi)振蕩器反向器輸入端 XTAL2(18)： 片內(nèi)振蕩器反向器輸出端 在使用單片機內(nèi)部振蕩電路時，用來外接石英晶體和微調(diào)電容，如圖 23 所示， C1 和 C2 為反饋電容 (一般取值為 5~30pF) 。 在使用外部脈沖時，用以輸入時鐘脈沖。 （ I/O）引腳： P0 口（ 3239）： 8 位標準的 I/O 口，尋址外部存儲器時，作數(shù)據(jù)總線和外部 存儲器低 8 位地址線，采用分時使用方式，有 8 個 TTL 負載的驅(qū)動能力 P1 口（ 18）： 8 位準雙向 I/O 口， 4 個 TTL 負載驅(qū)動 能力 P2 口（ 2128）： 8 位 8 位準雙向 I/O 口， 4 個 TTL 負載驅(qū)動能力 ， 在訪問片 第 8 頁 圖 23 外接晶振引腳外接電路圖 外存儲器或擴展 I/O 口且尋址范圍超過 256 字節(jié)時， P2 口用作高 8 位地址總線 P3 口（ 1017）： 8 位準雙向 I/O 口 ， P3 口的每一個引腳還具有第二功能 ， 其 功能 見表 22 所示 表 22 P3 口的引腳功能表 口線 引腳 第二功能 10 RXD 串行接收輸入 11 TXD 串行發(fā)送輸出 12 INT0 外部中斷 0 請求輸入，低電平或下降沿有效 13 INT1 外部中斷 1 請求輸入，低電平或下降沿有效 14 T0 定時 /計數(shù)器 0 外部輸入 15 T1 定時 /計數(shù)器 1 外部輸入 16 WR 外部 RAM 寫信號輸出，低電平有效 17 RD 外部 RAM 讀信號輸出，低電平有效 RST（ 9）：復(fù)位信號輸入端（高電平有效） EA（ 31）：外部程序存儲器選擇 為了使單片機 能從片外程序存儲器取指令， EA必為低電平。內(nèi)部程序執(zhí)行時， EA必為高電平。然而，程序只能從片內(nèi)程序存儲器開始執(zhí)行。 EA能承受 12V的高 電壓。 PSEN（ 29）：程序存儲器允許： PSEN是外部程序存儲器讀選通 當從內(nèi)部程序存儲器執(zhí)行時， PSEN不激活。當從外部程序存儲器執(zhí)行時，每個 機器周期 PSEN兩次有效，除了當進入外部數(shù)據(jù)存儲器時，在每個機器周期都有一個 PSEN信號跳過。當 RST 輸入能持續(xù)保持高電平多于 10 個機器周期時，迫使XTAL2 XTAL1 C1 C2 第 9 頁 PSEN由低到高的轉(zhuǎn)換會使單片機進入主編程模式。 ALE/PROG(30) ： 地址允許 在訪問外部存儲器時， ALE 用于鎖存出現(xiàn)在 P0 口的低 8 位地址。此引腳 PROG 也是外部主模式編程脈沖輸入端（ PROG）。除了訪問外部數(shù)據(jù)存儲器， ALE 在每個機器周期兩次有效，在第二個機器周期有一個 ALE 有效被跳過。然而，