【正文】 顯示移動(dòng)的一個(gè)字符，第 1 次掃描從行碼的點(diǎn)陣數(shù)組中取第 1~16 個(gè)數(shù)據(jù)，送行碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這 8 個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用列碼輸出口輸出列碼，分別控制第1~16 列。；這樣每掃描完一幀使方框右移一列，最后第 16 次（第 16幀）時(shí)，罩住左邊數(shù)起的第 16列開(kāi)始的 16列，就掃描顯示這 16 列?？梢约傧胗袃蓧K 16 16 的 點(diǎn)陣模塊（共 32 幀）水平平行排列，用一個(gè)恰好能罩住 16 列點(diǎn)陣的中空方框去罩這個(gè)點(diǎn)陣，第 1（第1幀）罩住最左邊數(shù)起第一列開(kāi)始的 16列，就掃描顯示這 16 列；第 2次（第 2幀）使方框右移一列，罩住做左邊數(shù)起第 2 列開(kāi)始的 16 列，就掃描顯示這 16列；每掃描一幀取 8 個(gè)數(shù)據(jù)顯示，下一幀取數(shù)要在數(shù)組中后移一個(gè)數(shù)取數(shù)。 延長(zhǎng)數(shù)組法。無(wú)論是哪一種組字方式，可以讓顯示屏產(chǎn)生橫向移動(dòng)，又可以讓顯示屏產(chǎn)生縱向移動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)原理可自行拓展，要組成 16 16的點(diǎn)陣進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪B線就可以了 。 G G2必須都為低電平才能操作芯片。一條 列 線上要帶動(dòng) 16 行的 LED 進(jìn)行顯示，按每一 LED 器件 20mA 電流計(jì)算， 16個(gè) LED 同時(shí)發(fā)光時(shí)，需要320mA 電流， 選用三極管 8550 作為驅(qū)動(dòng)管可滿足要求。 OE為輸出允許高電平禁止輸出。下降沿到來(lái)時(shí)，存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)保持不變，上升到來(lái)時(shí)，移位寄存器中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。下降沿移位寄存器中的端口數(shù)據(jù)保持不變。 Q7’是芯片拓展端口，與下一個(gè) 74HC595 的串行數(shù)據(jù)輸入端 相連，形成 16 位串入并出 移位寄存器和一個(gè) 16 位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu) 驅(qū)動(dòng) LED。 74HC595 有 8 個(gè) 串行移位寄存器 ， 每個(gè) 串行 移位寄存器 連接著一個(gè)輸出鎖存器，當(dāng) 8位數(shù)據(jù)全部傳輸完畢保存在輸出鎖存器中，當(dāng)上升沿到來(lái)時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出 。 74HC595 具有獨(dú)立的輸出鎖存器個(gè)和獨(dú)立的移位寄存器，在輸出本行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣的同時(shí)，單片機(jī)已經(jīng)為驅(qū)動(dòng)器傳輸下一行的數(shù)據(jù)，能 達(dá)到重疊處理的目的 ，縮短數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間 。 P0 口的低四位與 416 線譯碼器相連用來(lái)發(fā)送行數(shù)據(jù) ， ~ 口與兩片級(jí)聯(lián)的 74HC595 組成的 16 位輸出的移位寄存器相連， 用來(lái) 發(fā)送列數(shù)據(jù) 。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的 16*16LED 點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì) 13 (2)存儲(chǔ)組織 AT89 系列單片機(jī)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)如下： 外部?jī)?nèi)部（ E A = 1 ）外部（ E A = 0 ）FFFFH1000H0 F F F H0000H0 F F F H0000Hc o d e 區(qū) （ a） 特殊功能寄存器用戶 d a t a 區(qū)b d a t a 區(qū)4 個(gè)工作寄存器區(qū)FFH80H7 FH2 FH20H00Hd a t a 區(qū)id a t a 區(qū) （ b） p d a ta 區(qū)FFFFH0 0 F F H0000Hx d a ta 區(qū) (c) 圖 34 AT89 系列單片機(jī)內(nèi)存的結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的 硬 件電路可以分成單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動(dòng)器和行驅(qū)動(dòng)器電路三 部分 。 P（ ）：奇偶標(biāo)志。在進(jìn)行乘法運(yùn)算時(shí)，如果累加器 A溢出，標(biāo)志位 =1 表示乘積的結(jié)果超過(guò) 255，乘積分別在累加器 A與寄存器 B 中；乘積結(jié)果沒(méi)有超過(guò) 255，標(biāo)志位 =0，這時(shí)乘積只在累加器 A中。在 進(jìn)行 帶符號(hào) 位 加減運(yùn)算 指令中 ， 運(yùn)算結(jié)果超過(guò)累加器的 有效范圍時(shí) ，累加器 A 就會(huì)溢出，溢出即產(chǎn)生運(yùn)算錯(cuò)誤的結(jié)果，溢出標(biāo)志位 =1。 通過(guò)控制這兩位的值就可以控制哪一組寄存器作為工作寄存器，這是通過(guò)軟件來(lái)改變 RS RS0 的值進(jìn)行選擇的。設(shè)定標(biāo)志位狀態(tài)以后 ， 通過(guò) 軟件測(cè)試 F0 來(lái) 控制程序的流向。 F0（ ） :用戶標(biāo)志位。輔助進(jìn)位標(biāo)志指的是當(dāng)執(zhí)行加減運(yùn)算指令時(shí)，低四位向高四位有進(jìn)位借位時(shí)， AC會(huì)被置成 1，否則就會(huì)被清零。 CY 作為位累加器， 可以被硬件或者軟件職位或清零 ，起作用相當(dāng)于 中央處理器中的累加器 A，進(jìn)位操作和執(zhí)行比較指令也會(huì)影響 CY標(biāo)志位。 PSW 的標(biāo)志 和 格式 如下： 表 31 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CY AC F0 RS1 RS0 OV —— P 此寄存器各位的含義如下： 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的 16*16LED 點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì) 12 CY（ ） :進(jìn)位標(biāo)志。 在乘法運(yùn)算中，乘數(shù)的操作指令來(lái)自 ACC 和 B 中，而乘積 的結(jié)果放在 AB 寄存器中， B 寄存器是作為中間結(jié)果寄存器使用的。 寄存器 B 也是一個(gè) 8位寄存器， 寄存器 B用于乘法和除法指令中 。 (1)CPU CPU 是由 運(yùn)算器及控制器組成 ， 作為控制中心和指揮中心， 決定單片機(jī)的主要功能。 主要性能 ◆ 4/8 可程序設(shè)計(jì)的 Flash 內(nèi)存 ◆ 32 個(gè)可程序設(shè)計(jì) I/O 口線 ◆ 5 個(gè)中斷源 ◆可編程的串行通道 ◆ 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ◆ 1000 次擦寫(xiě)周期 AT89C51 系列單片機(jī)的基本組成 ◆片內(nèi) Flash 內(nèi)存，用來(lái)一些原始數(shù)據(jù)表格 和程序 ◆片內(nèi) RAM,用來(lái)存放經(jīng)常讀、寫(xiě)的數(shù)據(jù) ◆ 1 個(gè) 8位中央處理單元 ◆多個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套中斷結(jié)構(gòu) ， 并可實(shí)現(xiàn)多個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套 ◆ 1 個(gè)全雙工口 UART 的串行接口，通過(guò)它可以和計(jì)算機(jī)或其他外設(shè)進(jìn)行通信 ◆ 2 個(gè) 16 位的計(jì)數(shù) /定時(shí)器，對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)， I/O口 置成定時(shí)器 或者置成計(jì)時(shí)器 ，并根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果對(duì)單片機(jī) 實(shí)時(shí) 進(jìn)行控制。 AT89C51 單片機(jī)的外形如下： 圖 32 AT89C51 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的 16*16LED 點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì) 10 AT89C51 芯片簡(jiǎn)介 AT89C51 是 美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的一款 8位微處理器芯片，具有 高性能低功耗 特點(diǎn)， 應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 。這樣本列數(shù)據(jù)在點(diǎn)亮顯示屏的時(shí)候， 74HC595 就已經(jīng)在準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，不會(huì)影響上一行的數(shù)據(jù)顯示。為了達(dá)到重疊處理的目的，我們需要的列驅(qū)動(dòng)器必須要有鎖存器的功能。 為了解決影響顯示屏亮度的問(wèn)題，即數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)備過(guò)程和數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題，我們可以采用重疊處理的方法。這樣 傳輸過(guò)程 分為數(shù)據(jù) 傳輸?shù)臏?zhǔn)備 過(guò)程和數(shù)據(jù)的 輸出兩個(gè) 部分。根據(jù) 74HC595特點(diǎn)， 串行傳輸數(shù)據(jù)方式只要 用一根線， 單片機(jī)的某個(gè) I/O口 就可以 將數(shù)據(jù)一位一位的傳送到 行 驅(qū)動(dòng)器中 ，當(dāng)上升沿到來(lái)時(shí)，行驅(qū)動(dòng)器 74HC595 對(duì) 16 位 數(shù)據(jù)一次性輸出 ， 驅(qū)動(dòng) 16*16 的 LED 點(diǎn)陣顯示屏， 所以 硬件 方面很 經(jīng)濟(jì)。 數(shù)據(jù)傳輸時(shí) 是采用 串行方式 還是采用 并行方式？ 數(shù)據(jù)傳輸方式的論證 很 顯然 ，采用并行 傳輸數(shù)據(jù) 的方式， 行驅(qū)動(dòng) 器 和 列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量龐大，相應(yīng) 需要更多硬件 ， 增加了設(shè)計(jì)成本， 所以并行傳輸?shù)姆绞讲豢扇?。由于單片機(jī)的 工作 特性， 時(shí)鐘速度達(dá)到 20M， 我們將采用動(dòng)態(tài)顯示方式 方式 ， 把設(shè)計(jì)好的程序燒進(jìn)單片機(jī)。當(dāng)下一個(gè)程序語(yǔ)句到來(lái)時(shí)， 416 線74HC154 譯碼器選中下一列有效，行驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)譯碼器選中的這一列 16 個(gè)發(fā)光二極管的亮滅情況，以此類推。 具體 16*16 的點(diǎn)陣來(lái)說(shuō) ，把 LED 點(diǎn)陣的列與列驅(qū)動(dòng)器相連，點(diǎn)陣的行與行驅(qū)動(dòng)器相連。 動(dòng)態(tài)顯示方式 當(dāng) LED 點(diǎn)陣數(shù)目很多時(shí)，使用芯片拓展單片機(jī)的端口。靜態(tài)點(diǎn)亮 LED 顯示屏的顯示方式 LED亮度 均勻、穩(wěn)定、清晰等 優(yōu)點(diǎn)，但是靜態(tài)顯示存在很大的缺陷，由于單片機(jī)的I/O 口資源少，當(dāng) LED 點(diǎn)陣顯示屏龐大時(shí)，單片機(jī)沒(méi)有那么多的 I/O口同時(shí)控制可取。在實(shí)際應(yīng)用中點(diǎn)亮 led 的方式有靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種 顯示 方法。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的 16*16LED 點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì) 6 第二章 功能要求及方案論證 功能要求 本方案設(shè)計(jì) 的是由 4個(gè) 8 8 組成的 16 16 的點(diǎn)陣顯示屏，具體滿足要求如下： （ 1）要求 AT89C51 單片機(jī)作為芯片 （ 2）通過(guò) 4個(gè) 8*8 的點(diǎn)陣 led 進(jìn)行滾動(dòng)顯示 （ 3）要求 led 顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足、穩(wěn)定、清晰 （ 4）按鍵控制文字的 滾動(dòng)顯示 切換 顯示 模塊方案論證 4個(gè) 8*8的點(diǎn)陣組成的 16*16 的點(diǎn)陣顯示屏， 組成 256 個(gè) led 點(diǎn)陣顯示屏 ，如果將 led 的 點(diǎn)陣顯示屏的 陽(yáng)極與列 驅(qū)動(dòng)器 相連，而陰極與行 驅(qū)動(dòng)器 相連， 我們通過(guò)控制單片機(jī) AT89C51 驅(qū)動(dòng)行列驅(qū)動(dòng)器 ，給行 相應(yīng)的 高電平， 給列低電平，那么相應(yīng)的 led 就會(huì)發(fā)光，得到我們想要的發(fā)光圖形。 （ 3） 綠色環(huán) 保：不含汞氙等對(duì)環(huán)境有污染的元素，有利于回收利用處理，而且抗電磁干擾能力強(qiáng)。 。 （ 1） 亮度高： LED 顯示屏的亮度可調(diào)，有戶外的 LED 顯示屏 便于在白天人們接受顯示屏信息，相比于其他顯示屏， LED 顯示屏是目前唯一能夠在戶外適用全天候的大型顯示屏幕，而 戶內(nèi) LED 顯示屏的亮度則大于 2020md/m2 就可以達(dá)到要求便于人們接受視覺(jué)信息。應(yīng)用于家庭，銀行，醫(yī)院，飯店等各種公共場(chǎng)所長(zhǎng)時(shí)間照明以及視覺(jué)信息傳遞工具。隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的時(shí)鐘速度已經(jīng)達(dá)到 20M，由于人眼的視覺(jué)暫留，使用動(dòng)態(tài)掃描可以克服占用 I/O口資源較多的問(wèn)題?？梢愿鶕?jù)需要 設(shè)計(jì)程序 ，將設(shè)計(jì)好的程序燒到單片機(jī)里，就可以得到滿意的顯示效果。維修方便、穩(wěn)定可靠、穩(wěn)定可靠這些都是其他顯示屏無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，因此使之應(yīng)用的到社會(huì)經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域，主要包括證券交易金融信息顯示、機(jī)場(chǎng)航班動(dòng)態(tài)顯示、港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示、體育場(chǎng)館信息顯示、道路交通信息、顯示廣告媒體新產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域。 LED 顯示屏是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電子技術(shù)、信息處理技術(shù) 等各種電子 技術(shù) 于一體的高技術(shù)的屏幕產(chǎn)品。 已經(jīng) 著 生產(chǎn)工藝的提高，以及 半導(dǎo)體材料合成技術(shù)的研究發(fā)展， 這種半導(dǎo)體顯示器件已經(jīng) 隨 成為最廣泛的顯示器件，小到冰箱洗衣機(jī) LED顯示屏、大到電腦、電視機(jī)以及廣場(chǎng)的大型 LED 顯示屏， 人類生活中已經(jīng) LED顯示屏 。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的 16*16LED 點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì) 4 LED 簡(jiǎn)介 LED 是放光二極管的簡(jiǎn)稱， 發(fā)光二極管應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，人類生活已經(jīng)離不開(kāi) LED。 （ 4）低功耗、低電壓、便攜式 的 產(chǎn)品。 （ 3）控制功能強(qiáng)、易于拓展。體積小有利于抗電磁干擾能力和抗干擾能力增強(qiáng)。 （ 2） 集成度高、可靠性高、體積小 。按照功能和組成而言，單片機(jī)芯片就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。雖然世界上微處理器的種類繁多，內(nèi)部裝置不兼容，但是客觀事實(shí)表明， 80C51 可能事實(shí)上標(biāo)準(zhǔn) 的單片機(jī)芯片。在不提高時(shí)鐘頻率的條件下，一些單片機(jī)的生產(chǎn)商改善了單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)序，使用變頻技術(shù)提高處理器的運(yùn)算速度。單片機(jī)的發(fā)展速度 是以 時(shí)鐘頻率 的快慢 為標(biāo)志。 單片機(jī)從出現(xiàn)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)走過(guò)了將近 幾十 年 的 發(fā) 展歷史 。單片機(jī)集成度的不斷提高，把眾多的單片機(jī)的外圍電路集成在一塊很小的芯片內(nèi)， 使系統(tǒng)體積更小 。為了擴(kuò)大單片機(jī)的容量，采用新的技術(shù)新的工藝是單片機(jī)大容量化。 大容量化指的是需要單片機(jī) ROM 和 RAM容量更大， 能存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。改進(jìn)了單片機(jī)的中斷和定時(shí)控制功能。 高性能化。 8051 單片機(jī)的 URAT 既能作通用異步接受和發(fā)送器，又能作同步移位寄存器， 接口電路能同時(shí)接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)。 串行擴(kuò)展技術(shù)。 高可靠性和低噪聲值得是 單片機(jī)能在惡劣的環(huán)境條件下工作 ，電磁抗干擾能力強(qiáng)， 噪聲低。 目前 供電的單片機(jī)已經(jīng)產(chǎn)生。目前單片機(jī)壓工作范圍越來(lái)越寬，一般 工作電壓在 3~6V 范圍 。 低電壓化指得是 大部分單片機(jī)都有省電運(yùn)行模式 WAIT、 STOP。 因而 CMOS 電路將是未來(lái)主要的發(fā)展方向。 隨著生產(chǎn)工藝的提高。 CMOS 電路的主要特點(diǎn)是低價(jià)格、低功耗、低速度、高密度。 CMOS芯片 除了 低功耗特性 外，還有功耗可控性 ， 采用的是 CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝） 使單片機(jī)的工作狀態(tài)在功耗精細(xì)管理之內(nèi)。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的 16*16LED 點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì) 2 CMOS 化。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 目前，單片機(jī)正在朝著多品種方向和高性能 方向發(fā)展，并且 進(jìn)一步向著 生產(chǎn)工藝 CMOS 化、功耗 低 、價(jià)格 低 、性能 高、 體積 更小 和外圍電路內(nèi)裝化多個(gè)方向發(fā)展。 16 位單片機(jī)的產(chǎn)品有 Intel 公司生產(chǎn)的 MCS96 系列單片機(jī)。此階