【正文】 片，開始運行片內(nèi)及片外的程序，用以復(fù)位幾同步各芯片及鎖存器、計數(shù)器 /計時器。 Led大屏幕顯示的應(yīng)用 第 5 頁 共 24 頁 一、系統(tǒng)的總體構(gòu)成 本章簡要介紹硬件電路的構(gòu)成、硬件電路的工作流程、 MCS51 系列產(chǎn)品的性能參數(shù)等。 LED 的應(yīng)用方面有 : 證券交易、金融信息顯示；機(jī)場航班動態(tài)信息顯示；港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示；體育場館 信息顯示；道路交通信息顯示；調(diào)度指揮中心信息顯示；郵政、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；廣告媒體新產(chǎn)品。它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價格比高、使用成本低等特點，迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，包括下面幾個方面：工業(yè)自動化、儀器儀表方面、家用電器方面、信息和通信產(chǎn)品方面、軍事裝備方面 等，可謂滲透到了社會生活的各個方面。從它的結(jié)構(gòu)上我們可以看出，單片機(jī)雖只是一個小小的芯片，但它卻具備計算機(jī)的屬性，因此才稱其為單片微型計算機(jī)，簡稱為單片機(jī)。 21 第 4 頁 共 24 頁 選題背景 在日常的生活中，大家對計算機(jī)也許已經(jīng)很熟悉了，那么單片 機(jī)是什么呢？單片機(jī)因?qū)⒂嬎銠C(jī)的主要部分集成在一個芯片上而出名。 20 八 后記 19 七 英文翻譯 18 六、參考文獻(xiàn) 17 程序如何寫入單片機(jī) 17 程序及說明部分 16 LED 光源的特點 16 LED 的結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理 13 四、 LED 顯示模塊 11 80c51 單片機(jī)的擴(kuò)展能力 7 80c51 芯片的相關(guān)參數(shù) 5 二、控制單元模塊 5 MCS51 微控制器的介紹 5 硬件電路 的工作流程： 4 一、系統(tǒng)的總體構(gòu)成 [關(guān)鍵字 ] 80c5單片機(jī)、大屏幕顯示、字模、 LED 第 3 頁 共 24 頁 目錄 選題背景 本文的設(shè)計理念是：硬件設(shè)計與軟件設(shè)計獨立進(jìn)行，相互促進(jìn)。 LED顯示屏作為新一代的信息傳播媒體，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志。第 1 頁 共 24 頁 基于 80C51 控制的大屏幕顯示 （ 32 256 點陣） 系 別：計算機(jī)系 專 業(yè)：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 姓 名： 指導(dǎo)教師： 第 2 頁 共 24 頁 基于 80C51 控制的大屏幕顯示 （ 32 256 點陣） 學(xué)生姓名 : 指導(dǎo)老師 : [摘要 ] 單片機(jī)主要應(yīng)用于控制領(lǐng)域，用以實現(xiàn)各種測試和控制功能，因此單片機(jī)又常稱為微型控制器?，F(xiàn)在單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，滲透到了社會生活的各個方面。本次設(shè)計 的主題是基于單片機(jī)控制的 LED 大屏幕顯示，是對單片機(jī)應(yīng)用的又一實踐。本文將分成以下的幾個部分來闡述設(shè)計的過程： ? 硬件設(shè)計部分：首先對整個硬件系統(tǒng)做以說明，然后按照各部分硬件的功能將整個系統(tǒng)分成幾個小部分，再對各小部分進(jìn)行詳細(xì)解釋； ? 軟件設(shè)計部分：主要說明系統(tǒng)軟件的設(shè)計思想及內(nèi)容； ? 后記及參考文獻(xiàn)部分：本文采用或參考的書籍文獻(xiàn)。 5 硬件電路的構(gòu)成 7 80C51 單片機(jī) I/O 端口的擴(kuò)展 8 8255A 芯片 9 三、存儲器模塊 11 程序儲存器擴(kuò)展 11 數(shù)據(jù)儲存器擴(kuò)展 12 字模的制作與保存 16 五、程序編輯及說明 單片機(jī)結(jié)構(gòu)包括中央處理器、隨機(jī)存儲器、只讀存儲器、中斷系統(tǒng)、定時器 /計數(shù)器、 I/O 口電路等。 單片機(jī)主要應(yīng)用于控制領(lǐng)域，用以實現(xiàn)各種測試和控制功能，因此單片機(jī)又常稱為微型控制器。 LED 電子顯示屏是隨著計算機(jī)及相關(guān)的微電子﹑光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展而形成的一種新型信息顯示媒體。 目前 LED 顯示屏作為新一代的信息傳播媒體，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志。隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，以及 LED 顯示技術(shù)的不斷完善，人們對 LED 顯示屏的認(rèn)識將越來越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)絹碓綇V。 硬件電路的構(gòu)成 在介紹電路設(shè)計圖前，先介紹一下系統(tǒng)的功能模塊圖： 本次設(shè)計將整個系統(tǒng)劃分成三個功能模塊： ? 控制控制模塊：程序存儲及數(shù)據(jù)交換與運算； ? 存儲器模塊： 程序、字庫等數(shù)據(jù)的存儲； ? 顯示模塊：用于輸出字符等。然后系統(tǒng)開始正常工作： 80c51 作為數(shù)據(jù)交換和預(yù)算的中心負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)存儲器中讀出字模數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)送到 8255a，再由 8255A將數(shù)據(jù)做 16 位輸出到各個鎖存器，由 P1口控制的行刷新電路在定時器的作用下控制每行的刷新。 MCS51 微控制器的介紹 MCS51 單片機(jī) 是美國 INTE 公司于 1980年推出的產(chǎn)品，與 MCS48單片機(jī)相比，它的結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，功能更強(qiáng)。 通過下頁的 MCS51 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯圖，我們可以看出 MCS51的部分優(yōu)勢： MCS51 具有比較大的尋址空間，地址線寬 16 條，即外部數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的尋址范圍是第 6 頁 共 24 頁 216=64kB，這作為單片機(jī)控制來說已是比較大的，這同時具備對 I/O口的訪問能力。 MCS51 的指令系統(tǒng)近乎完善，指令系統(tǒng)中包含了全面的數(shù)據(jù)傳送指令、完善的算術(shù)和邏輯運算指令、方便的邏輯操作和控制指令、對于編程來說，是相當(dāng)靈活和方便的。 MCS－ 51 系列單片機(jī)特性表 型號性能 8051 80C51 8751 8031 80C31 8052 8032 程序存儲器 4KB ROM 4KB ROM 4KB EPROM 8KB ROM 數(shù)據(jù)存儲器 128B 128B 128B 128B 128B 256B 256B 程序存儲器擴(kuò)展 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 64KB 最高時鐘頻率 12MHZ 12MHZ 12MHZ 12MHZ 12MHZ 12MHZ 12MHZ 16位定時／計數(shù)器 2 2 2 2 2 3 3 并行 I/O線 32 32 32 32 32 32 32 串行 I/O線 同步方式或異步方式 中斷線 5 5 5 5 5 6 6 本設(shè)計使用的是 MCS51系列中的 80C51。 第 7 頁 共 24 頁 二、控制單元模塊 本章主要介紹 80c51芯片的相關(guān)參數(shù)及其端口功能，另外還將簡單介紹對單片機(jī) I/O端口的擴(kuò)展和8255A芯片。 II、 80C51基本特性及引腳定義 80C51是 8位（數(shù)據(jù)線是 8位）單片機(jī)，片內(nèi)有 256B RAM及 4KB ROM。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器共 256 個單元，訪問它們的地址是 00H~FFH，其中用戶使用前 128個單元（ 00H~7FH），后 128個單元被特殊功能寄存器占用。并可用定時或計數(shù)的結(jié)果實現(xiàn)控制功能。片內(nèi)還有一個時鐘振蕩器，外部只需接入石英晶體即可振蕩。 ① 主電源引腳 VCC和 VSS VCC：電源端。 VSS：接地端。在使用內(nèi)部振蕩電路時，這兩個端子用來外接石英晶體，振蕩頻率為晶振頻率，振蕩信號送至內(nèi)部時鐘電路產(chǎn)生時鐘脈沖信號。 ③ 控制信號引腳 RST/VPD、 ALE/PROG、 PSEN和 EA/VPP RST/VPD：為復(fù)位信號輸入端。第二功能 VPD 為內(nèi)部 RAM 的備用電源輸入端。 ALE/PROG： ALE 為地址鎖存允許信號。但是，在遇到訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，會丟失一個 ALE脈沖。第 2功能 PROG是內(nèi)部 ROM編程時的編程脈沖輸入端。當(dāng)訪問外部 ROM 時， PSEN 產(chǎn)生負(fù)脈沖作為外部 ROM的選通信號；而在訪問外部數(shù)據(jù) RAM或片內(nèi) ROM時，不會產(chǎn)生有效的 PSEN信號。 EA/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。當(dāng) EA接地時，只能訪問外部 ROM。 ④ 4個 8位 I/O端口 P0、 P P2和 P3 P0口（ ~）是一個 8位漏極開路型的雙向 I/O口。在對片內(nèi) ROM 進(jìn)行編程和校驗時， P0 口用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出。在對片內(nèi) ROM 編程校驗時， P1 口用于接收低 8位地址信號。第 2 功能是在訪問外部存儲器時，輸出高 8位地址信號。 P3口（ ~）：是一個內(nèi)部帶提升電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O口。見表。讀取程序存儲器中的常數(shù)表格用 MOVC 指令，訪問外部擴(kuò)展 ROM，用 MOVX指令。一般在該單元中存入一條跳轉(zhuǎn)指令，而用戶設(shè)計的程序從跳轉(zhuǎn)后的地址開始存放。訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器用 MOV指令，訪問外部數(shù)據(jù)存儲器用 MOVX指令。后 128B用作特殊功能寄存器（ SFR）空間， 21個特殊功能寄存器離散分布在 80H~FFH 的地址空間內(nèi)。 MCS51 單片機(jī)共有四個 8 位并行 I/O 口，但這些 I/O 口并不能完全提供給用戶使用。因此，在 大部分的 MCS51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計中都不可避免地要進(jìn)行 I/O口的擴(kuò)展。 P3口的各引腳 第 2 功能 RXD（串行口輸入） TXD（串行口輸出） INT0（外部中斷 0輸入） INT1（外部中斷 1輸入） T0（定時 /計數(shù)器的外部輸入） T1（定時 /計數(shù)器的外部輸入） WR（片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通控制輸出） RD（片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通控制輸出） 中斷入口地址 事件名稱 0000H 系統(tǒng)復(fù)位 0003H 外部中斷 0 000BH 定時器 0溢出中斷 0013H 外部中斷 1 001BH 定時器 1溢出中斷 0023H 串行口中斷 第 9 頁 共 24 頁 8255A 芯片 I、 8255A的基本性能 Intel 8086/8088 系列的可編程外設(shè)接口電路（ Programmable Peripheral Interface)簡稱 PPI，型號為 8255（改進(jìn)型為 8255A 及 8255A5），具有 24 條輸入 /輸出 引腳、可編程的通用并行輸入 /輸出接口電路。 8255A 的通用性強(qiáng)，使用靈活，通過它 CPU 可直接與外設(shè)相連接 端口 A：包括一個 8 位的數(shù)據(jù)輸出鎖存 /緩沖器和一個 8 位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器，可作為數(shù)據(jù)輸入或輸出端口， 并工作于三種方式中的任何一種。 端口 C：包括一個 8 位的數(shù)據(jù)輸出鎖存 /緩沖器和一個 8 位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器， 可在方 式字控制下分為兩個 4位的端口（ C端口上和下），每個 4位端口都有 4位的鎖存器， 用來配合端口A與端口 B鎖存輸出控制信號和輸入狀態(tài)信號，不能工作于方式 1或 2。 方式 1 也稱選通的輸入 /輸出方式。 方式 2也稱選通的雙向 I/O 方式，僅適用于端口 A，這時 A口的 PA7PA0作為雙向的數(shù)據(jù)總線，端口 C有 5條引腳用作 A的握手信號線和中斷請求線，而 B口和 C口余下的 3位仍可工作于方式 0或 1。 (2)輸出和輸入引起的中斷請求信號都通過同一引腳輸出， CPU 必須通過查詢和 IBF 狀態(tài)才能確定是輸入引起的中斷請求還是輸出引起的中斷請求 。 若端口 A工作于方式 1,則 B可工作于方式 0； 若端口 B工作于方式 1,則 A可工作于方式 0或余下的 13位可工作于方式 0。 第 10 頁 共 24 頁 I/O 端口的擴(kuò)展圖如下 : 第 11 頁 共 24 頁 三、存儲器模塊 本章介紹了對單片機(jī)存儲器的擴(kuò)展及字庫的編輯、漢字的顯示原理。 因為 80c51單片機(jī)對片外程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的操作使用不同的指令和控制信號，所以允許兩者的地址空間重疊，故片外可擴(kuò)展的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器分別為 64 KB。因此，片外數(shù)據(jù)存儲器連同 I/O口一起總的擴(kuò)展容量是 64 KB。擴(kuò)展連接的一般方法實際上是三總線對接。 地址 總線： P0－低 8位、 P2－高 8位 數(shù)據(jù)總線： P0 控制總線： RD、 WR、 ALE、 PSEN (讀、寫、地址鎖存允許、外程序存儲器讀選通 ) 程序儲存器擴(kuò)展 I、地址線的連接 外部程序存儲器低 8 位地址線 A0~A7 與 P0 口的口線 ~ 對應(yīng)相連；外部程序存儲器高 8 位地址線 A8~A15與 P2口的口線 ~。 III、控制線的連接 PSEN(片外程序存儲器取指信號 )和 OE(程序存儲器輸出允許信號 )相連； ALE(地址鎖存允許信號 )和(地址鎖存器鎖存信號 )相連； CE(片內(nèi) /片外程序存儲器選擇信號 )，當(dāng)選用 8031/8032時， EA 應(yīng)接地；單片機(jī)的相關(guān)地址線經(jīng)過地址譯碼和程序存儲器的片選信號 G相連。