【正文】 者并行輸出 的移位寄存器和一個 8 位輸出鎖存器的結構，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨立的，可以實現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達到重疊處理的目的。 P1 口的低 4 位與行驅(qū)動器相連，送出二進制的行選信號； ～ 口則用來發(fā)送控制信號。 89C51 的通用 I/O 口 P1 作為顯示數(shù)據(jù)和二進制行號的公用輸出口。單片機的串行口工作在方式 0 下，作為同步移位寄存器使用，端口 RXD（ ）作為數(shù)據(jù)移位的輸入 /輸出端，而由 TXD（ ）端輸出移位時鐘脈沖。單片機振蕩器反相放大器的輸 入端（ XTAL1）和輸出端（ XTAL2）之間接上 12MHz 或更高頻率的晶振，以獲得較高的刷新頻率，使顯示更穩(wěn)定。 P3 口是帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，向 P3口寫入 1時 P3口被內(nèi)部上拉為高電平可用作輸入口，當作為輸入腳時被外部拉低的 P3口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流 。 在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器 (例如執(zhí)行 MOVX DPTR指令 )時， P2口送出高 8位地址數(shù)據(jù)，當使用 8位尋址方式 (MOVXRI)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時 ， P2口發(fā)送 P2特殊功能寄存器的內(nèi)容，在整個訪問期間不改變。 Flash編程和程序校驗期間， P1接收低 8位地址。 P1 口是帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，向 P1口寫入 1時 P1口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入口。在 Flash 編程時， P0 端口接收指令字節(jié)；而在驗證程序時，則輸出指令字節(jié)。作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口寫 1 時，又可作高阻抗輸入端用。 四． I/O 引腳 AT89C51 有 P0、 P P P3 4 個 8 位并行 I/O 端口，共 32 個引腳。當 EA保持低電平時，則只訪問外 ROM，不管芯片內(nèi)有否內(nèi) ROM。 AT89C51 單片機 ROM 尋址范圍為 64KB，其中 4KB 在片內(nèi)， 60KB 在片外。 4． EA /VPP—— 內(nèi)外 ROM 選擇 /片內(nèi) EPROM 編程電源 。 （ 1）正常工作時， RST 端為復位信號輸入端，只要在該引腳上連續(xù)保持兩個機器周期以上高電平， AT89C51 芯片即實現(xiàn)復位操作，復位后一切從頭開始， CPU 從0000H 開始執(zhí)行指令。在讀內(nèi) ROM 或讀外 RAM 時， PSEN 無效。 圖 33 AT89C51 引腳圖 8 89C51 讀外 ROM 時，每個機器周期內(nèi) PSEN 兩次有效輸出。 （ 2） PROG 功能：片內(nèi) EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 需要指出的是，當 CPU 不執(zhí)行訪問外 RAM 指令， ALE 以時鐘振蕩頻率 1/6 的固定頻率輸出，因此 ALE 信號也可作為外部芯片 CLK 時鐘或 其他需要。當 ALE 信號有效時， P0 口傳送的是低 8 位地址信號； ALE 信號無效時， P0 口傳送的是低 8 位地址信號。 （ 1） ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低八位地址。所謂復用線是指具有兩種功能，正常使用時是一種功能，在某種條件下是另一種功能。 二． 時鐘 XTAL XTAL2—— 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 40 個引腳大致可分為 4 類：電源、時鐘、控制各 I/O 引腳。 AT89C51 包含以下一些功能部件： （ 1）一個 8 位 CPU ； （ 2）一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路； （ 3） 4KB Flash ROM ； （ 4） 128B 內(nèi) RAM； （ 5）可尋址 64KB 的外 ROM 和外 RAM 控制電路； （ 6）兩個 16 位定時 /計數(shù)器； （ 7） 21 個特殊功能寄存器 ； （ 8） 4 個 8 位并行 I/O 口； （ 9）一個可編程全雙工串行口 ； （ 10） 5 個中 斷源，可設置成 2 個優(yōu)先級。其最突出的優(yōu)點是片內(nèi) ROM 為 Flash ROM，可 擦寫 1000 次以上，應用并不復雜的通用 ROM 寫入器就能方便的擦寫，讀取也很方便，價格低廉，具有在片程序 ROM 二級保密系統(tǒng)。 這里我們選擇了內(nèi)含 4K 字節(jié) Flash的 AT89C51，因為我們只需要顯示特定的圖形和文字，無需龐大的字庫，因此 4K Flash已經(jīng)可以滿足字庫儲存的需求，不需要擴展外存儲器。電路最后接入的發(fā)光二極管用做電源指示燈。為了得到改善的紋波電壓，再將直流電壓通過電容 C2，然后經(jīng)集成穩(wěn)壓器 IC1 穩(wěn)壓，在輸出端得到穩(wěn)定的5V 直流電壓。它由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路 四個部分組成，如圖 31 所示： + 電 源 + 整 流 + 濾 波 + 穩(wěn) 壓 + u1 u2 u3 uI U0 _ 變壓器 _ 電 路 _ 電 路 _ 電 路 _ u1 u2 u3 uI U0 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 根據(jù)要求所確定的穩(wěn)壓電源的電路形式如圖 32 所示 。 系統(tǒng) 硬件部分電路大致上可以分成穩(wěn)壓電源、單片機系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動器電路、行驅(qū)動器電路和 LED 顯示屏電路五部分。單片機及相應軟件，主要負責存儲（或生成）顯示數(shù)據(jù)、安排控制信號的定時與順序等。圖 21 為顯示屏電路實現(xiàn)的結構框圖。對于列數(shù)據(jù)準備來說，它應能實現(xiàn)串入并出的移位功能；對于列數(shù)據(jù)顯示來說，應具有并行鎖存的功能。為了達到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有鎖存功能。 解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準備和列數(shù)據(jù)顯示的時間矛盾問題，可以采 用重疊處理的方法。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解列數(shù)據(jù)準備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩個部分。與此同時，列驅(qū)動器中每一列都把當前數(shù)據(jù)傳向后一列，并從前一列接收新數(shù)據(jù)，一直到全部列數(shù)據(jù)都傳輸完為止。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)要經(jīng)過并行到串行和串行到并行兩次變換。當列數(shù)很多時，并行傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹目刂齐娐返搅序?qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。 2． 3． 2 數(shù)據(jù)傳輸方案 采用掃描方式進行顯示 時，顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的存儲器中，按 8 位一個字節(jié)的形式順序排放。只要一個掃描 輪回的速度足夠快（每秒 24 次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象， 就不容易感覺出閃爍現(xiàn)象 ， 就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。當一行的掃描持續(xù)時間結束后， 該行燃亮的 LED 也就熄滅； 下一行又以同樣的方法進行顯示。另一方 面 ，根據(jù)各列鎖存的數(shù)據(jù)，確定相應的列驅(qū)動器是否將該列與電源 的另一端接通。因此雖然靜態(tài)顯示效果好，但是在實際應用中的顯示屏幾乎都不采用這種設計，而采用另一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法。這個數(shù)字很龐大，因為我們僅僅是 1616 的點陣，在實際應用中的顯示屏往往要大得多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個很龐大的數(shù)字。 同時控制 LED 顯示屏的各個發(fā)光點亮滅的方法稱為 靜態(tài)驅(qū)動顯示方式 。刷新太慢，動感不顯著；刷新太快了，中間過程看不清。不過當算法太復雜，太浪費時間的話，也可以考慮預先生成刷新數(shù)據(jù)，存儲備用。例如，按順序調(diào)整行號，可以使顯示圖文產(chǎn)生上下平移；而順序調(diào)整列顯示數(shù)據(jù)的位置，就可以達到左右平移的目的；同時調(diào)整行列順序，就能得到對角線平移的效果。按照圖文運動的特點又可以分為閃爍、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放 等多種顯示模式。這里所說的 “靜態(tài)顯示模式 ”不同于靜態(tài)驅(qū)動方式。每一種顏色的控制方法和單色的完全相同，因此掌握了單色圖文顯示屏的原理，雙色屏和多色屏就不難理解了。顯示的 時候，各顏色的顯示點陣是分開控制的。雙色圖文屏和多色圖文屏，在 LED點陣的每一個 “點 ”上布置有兩個或多個不同顏色的 LED 發(fā)光器件。最常用的是單色圖文屏。因此，根據(jù)不同的場合，不同的顯示特點和格式可以分別采用數(shù)碼管器件或點陣顯示方式，有的情況可以采用兩者搭配的混合屏顯示方式。但是，數(shù)碼管可顯示的信息有限，只有 0～ 9 或單個的英文字符，由于組合形成的字符不多，所以其顯示數(shù)據(jù)和控制電路都比較簡單 。點陣顯示器在整個顯示單元的所有位置上都布置了 LED 器件，而像數(shù)碼管一類的顯示器件只在需要發(fā)光的七段位置上布置 LED器件，其它位置是空白的。因而采用點陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。 漢字的點陣結構相應的顯示數(shù)據(jù)是用 16 進制格式以字節(jié)為單位表示的。文字的點陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計算機通用的字庫字模。這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點填寫顯示數(shù)據(jù)，就可以構成一個顯示數(shù)據(jù)文件。對于只控制通斷的圖文顯示屏來說，每個 LED 發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的 1 位（ 1bit），在需要該 LED 器件發(fā)光的數(shù)據(jù)中相 應的位填 1，否則填 0。 從理論上說， 不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個點所在位置相對應的 LED 器件發(fā)光。 LED 圖文顯示屏的外觀可以做成條形，叫做條形圖文顯示屏（簡稱條屏），也可以按一定高度比例做成矩形的平面圖文顯示屏。這里所說的圖形，是指由單一亮度線條組成的任意圖形，以便于不同亮度（灰度）點陣組成的圖像相區(qū)別。也可以用多個 LED 發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進行顯示，如大型劇場會堂的出入口及洗手間的顯示 。按照發(fā)光燈強度又可以分為普通亮度發(fā)光燈、高亮度發(fā)光燈、超 高亮度發(fā)光燈等。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。 關鍵詞： AT89C51 單片機； LED； 點陣顯示； 動態(tài)顯示； 匯編語言。 LED 顯示以其組構方式靈活、 顯示穩(wěn)定、功耗低、壽命長、 技術成熟、成本低廉等特點在 車站、 證券 所 、運動場館 、交通干道 及各種室內(nèi) /外顯示場合 的信息發(fā)布，公益宣傳，環(huán)境參數(shù)實時，重大活動倒計時等等 得到廣泛的應用。 單片機控制系統(tǒng)程序采用 C 語言進行編輯， 通過編程控制各顯示點對應 LED 陽極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點的亮滅。顯示采用動態(tài)顯示，使得圖形或文字能夠?qū)崿F(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。通過該芯片控制一個行驅(qū)動器 74HC154 和兩個列驅(qū)動器 74HC595 來驅(qū)動顯示屏顯示。 電子系統(tǒng)項目設計總結報告 題 目： 基于 LED 點陣顯示屏的廣告墻設計 學 院： 物理與電子工程學院 專 業(yè)： 電子信息工程 組員 姓名： 孟昭陽 馬金龍 任柄坤 董君瑀 班 級 ： 20xx 級電子二班 指導教師： 梁西銀 宋海聲 目 錄 第一章 摘要 ................................................................................................................... 1 第二章 系統(tǒng)方案論證 ..................................................................................................... 2 2． 1 需要實現(xiàn)的功能 .............................................................................................. 2 2． 2 LED 顯示特點 ................................................................................................ 2 2． 3 設 計方案論證 ................................................................................................. 3 2． 3． 1 顯示模式方案 ..................................................................................... 3 2． 3． 2 數(shù)據(jù)傳輸方案 ..................................................................................... 4 第三章 關鍵電路設計 .........