【正文】 的亮度。 江海學院畢業(yè)設計 9 顯示數據傳輸采 用串行傳輸的方法，控制電路可以只用一根信號線，將列數據一位一位傳往列驅動器，在硬件方面無疑是十分經濟的。當這樣輪回的速度足夠快（每秒 24 次以上），由于人眼的視覺暫留現象，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形。 圖 四塊 8 8 的 LED 點陣組成 16 16 的 LED 點陣 LED 驅動顯示采用動態(tài)掃描方法，動態(tài)掃描方式是逐行輪流點亮，這樣掃描驅動電路就可以實現 多行的同名列共用一套列驅動器。為了降低成本，使用了 四 塊 8 8 的 LED 點陣發(fā)光管的模塊，組成了一個 16 16的 LED 點陣顯示屏， 如圖 所示。 圖 8 8 點陣外觀及引腳圖 江海學院畢業(yè)設計 8 圖 8 8 單色點陣內部圖 圖 8 8 雙色點陣內部圖 LED 顯示方式 漢字顯示屏用于顯示漢字 、 字符及 圖像 信息，在公共汽車 、 銀行 、 醫(yī)院及戶外廣告等地方都有廣泛的應用。要實現用兩種顏色顯示，只要在電路的設計中 適 當的連線就 可以 了 。實際使用時可以根據這個原理自行擴充顯示的字數。 本設計 是 一種實用的漢字顯示屏的制作， 制作的是雙色點陣。 T1AC1V+ 2AC3V4D6C41 0 0 u /1 6 VC61 0 0 u /1 6 vV C CV in1GND3+ 5 V 2U27 8 0 5C51 0 4C71 0 4 圖 單片機電源原理圖 注 : 該電源電路主要模塊為 IC7805,它能輸出穩(wěn)定的 5V 電源 ,圖中整流橋是將市電轉變?yōu)橹绷麟?,電容起到慮波作用由 7805 的 OUT 引腳輸出 5V 電壓。 復位的實現通常用 2 種方式 : 開機上電復位 和 外部手動復位 ，本設計用的是外部手動復位。 8051 內部特殊功能寄存器都是可以位尋址的，并可用“寄存器名 .位”來表示，如 ， 等。對于 8051 安排了 21 個特殊功能寄存器，每個寄存器為 8位，所以實際上 128 個字節(jié)并沒有全部利用。 256 個字節(jié)被分為兩個區(qū)域： 00H~7FH 時真正的 RAM 區(qū)，可以讀寫各種數據。用戶程序不應進入上述區(qū)域。 程序存儲器的某些單元是保留給系統使用的： 0000H~0002H 單元是所有執(zhí)行程序的入口地址，復位以后， CPU 總是叢 0000H 單元開始執(zhí)行程序。 CPU 的控制器專門提供一個 控制信號 EA 用來區(qū)分內部 ROM 和外部 ROM 的公用地址區(qū)：當 EA 接高電平時，單片機從片內 ROM 的 4K 字節(jié)存儲器區(qū)取指令，而當指令地址超過 0FFFH 后，就自動的轉向片外 ROM 取指令。 圖 23 8051 存儲器組織結構 江海學院畢業(yè)設計 6 64K 字節(jié)的程序存儲器（ ROM）空間中，有 4K 字節(jié)地址區(qū)對于片內 ROM 和片外ROM 是公用的，這 4K 字節(jié)地址是 0000H~FFFH。也就是最多可以在外部擴展2*64KB 存儲器。 8051 片內有 256K 數據存儲器 RAM 和 4KB 的程序存儲器 ROM。這種結構與通用微機的存儲器結構不同，一般微機只有一個存儲器邏輯空間，可隨意安排 ROM 或 RAM，訪存時用同一種指令，這種結構稱為普林斯頓型。這些控制信息的使 用專門的控制線，諸如 PSEN、 ALE、 EA 以及 RST，也有一些是和 P3 口的某些端子合用，如 WR 和 RD 就是 和 ，他們的具體功能在介紹 8051 引腳是一起敘述。 單片機是程序控制式計算機，即它的運行過程是在程序控制下逐條執(zhí)行程序指令的過程：從程序存儲器中取出指令送指令存儲器 IR，然后指令譯碼器 ID 進行譯碼，譯碼產生一系列符合定時要求的微操作信號，用以控制單片機的各部分動作。每條指令執(zhí)行完，若 A 中 1 的個數為奇數時 P=1，否則 P=0，即偶校驗方式。當無符號數乘法結果超過 255 時，或當無符號數除法的除數為 0 時 OV=1，否則 OV=0。 OV：溢出標志。 江海學院畢業(yè)設計 5 RS RS0：四個通用寄存器組選擇位，該兩位的四種組合狀態(tài)用來選擇 0~3 寄存器組。當 D3 位向 D4 位產生進位 /錯位時， AC=1，否則 AC=0，常用于十進制調整運算中。有進位 /錯位時 CY=1，否則 CY=0。 程序狀態(tài)字 PSW 是個 8 位寄存器，用來寄存本次運算的特征信息，用到其中七位。 ALU 只能進行運算，運算的操作數可以事先存放到累加器 ACC 或寄存器 TMP 中，運算結果可以送回 ACC 或通用寄存器或存儲單元中，累加器 ACC 也可以寫為 A。 （ 1）中央處理器 8051 的中央處理器由運算器和控制邏輯構成，其中包括若干特殊功能寄存器（ SFR）。 這些產品給 8 位單片機注入了新的活力，給它的開發(fā)應用開拓了更廣泛的前景。 MCS51 系列單片機是 Intel 公司推出的通用型單片機， 8051 單片機系列指的是 MCS51 系列和其他公司的 8051 衍生產品。 江海學院畢業(yè)設計 4 8051 單片機的基本結構見圖 。 可通過掃描輸出口的控制實現顏色的轉換。另一方而，根據各列鎖存的數據，確定相應的列驅動器是否將該列 與電源的另一端接通。 此顯示電路采用掃描方式進行顯示時，每行有一個行驅動器，各行的同名列共用一個列驅動器。點陣顯示屏體、以及它的行和列的各個驅動電路。控制電路部分包括一個 51CUP 和一些外圍電路。 鐘桂負責用設計好的點陣電路制作 PCB 電路板，包括完成 PCB 板的制作，張維平負責制作另外一塊在面包板上連的點陣線連板子的焊接與調試， 各 人的分工不同只是工作側重點的不同，大家是在一起互相學習互相幫助，共同完成設計任務 。一般刷新周期可控制在幾十毫秒范圍之內。例如，按順序調整行號，可以使顯示圖文產生上下平移；而順序調整列顯示數據的位置，就可以達到左右平移的目的；刷新的時間控制，要考慮運動圖形文字的顯示效果。按照圖文運動的特點又可以分為閃爍、平移、旋轉、縮放等多種顯示模式。最簡單的顯示模式是靜態(tài)顯示。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。因而采用點陣式圖文顯示屏顯示經常需要變化的信息，是非常有效的。組成一個字的點陣，其大小也可以有 161 242 323 4848 等不同規(guī)格。顯示圖形的數據文件，其格式相對自由，只要能夠滿足顯示控制的要求即可。當然，根據控制電路的安排，相反的定義同樣時可行的。通常事先把需要顯示的圖形文字轉換成點陣圖形，在按照顯示控制的要求以一定的格式形成顯示數據。 江海學院畢業(yè)設計 2 漢字顯示方式是先根據所需要的漢字提取漢字點陣（如 1616 點陣），將點陣文件存入 ROM，形成新的漢字編碼；而在使用時則需要先根據新的 漢字編碼組成語句，再由MCU 根據新編碼提取相應的點陣進行漢字顯示。 現代 LED 的發(fā)展很快， 很多研究領域非常已經深刻，實際情況是：很多 相關的知識已經遠遠 超出 我們在校學生的能力范圍，所以在此只是簡單的研究一下用單片機驅動的LED 顯示移動的漢字。這些優(yōu)點概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定。 LED 顯示屏可以顯示變化的數字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點。圖文顯示屏可與計算機同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計算機進行控制，圖文、圖像并茂，以實時、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動畫、錄像、電視、 VCD 節(jié)目以及現場實況。 所以研究 LED 顯示 有實用的意義。單片機的優(yōu)點是體積小、重量輕、抗干擾能力強，對環(huán)境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活 性好，開發(fā)較為容易 。江海學院畢業(yè)設計 1 基于 AT89C51 單片機的 16＊ 16 點陣 設計 第一章 緒 論 設計課題背景知識 單片微型計算機（ single chip microputer）簡稱單片機，它是為各類專用控制器而設計的通用或專用微型計算機系統，高密度集成了普通計算機微處理器，一定容量的RAM 和 ROM 以及輸入 /輸出接口，定時器等電路于一塊芯片上構成的。 單片機自 20 世紀 70 年代問世以來，以極其高的性價比受到人們的重視和關注，所以應用很廣，發(fā)展很快。 在現代工業(yè)控制和一些智能化儀器儀表中，越來越多的場所需要用點陣圖形顯示器顯示漢字 ，漢字顯示屏也廣泛應用到汽車報站器，廣告屏等 。 LED 顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由 LED 矩陣塊組成。 LED 顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強，靜如油畫，動如電影，廣泛 應用于交通運輸、車站、商場、醫(yī)院、賓館、證券市場、工業(yè)企業(yè)管理 等 公共場所。 LED 之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點分不開的。 LED 的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。目的有三：一是親手制作一個簡單實用的顯示文字的 LED 點陣；二是通過制作 LED 點陣增強對 LED 點陣的了解和應用，以及復習鞏固單片機知識；三是通過團隊合作，增強團隊合作的意識，為以后走向社會工作打下基礎，并且增強了同學之間的友誼。 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。對于只控制通斷的圖文顯示屏來說，每個 LED 發(fā)光器件占據數據中的 1 位（ 1bit），在需要該 LE D 器件發(fā)光的數據中相應的位填 1，否則填 0。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據，就可以構成一個顯 示數據文件。文字的點陣格式比較規(guī)范，可以采用現行計算機通用的字庫字模。 用點陣方式構成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據需要任意組合和變化，只要設計好合適的數據文件，就可以得到滿意的顯示效果。 圖文顯示屏的顏色，有單色、雙色、和多色幾種。單色屏多使用紅色或橘紅色或橙色 LED 點陣單元。換句話說，對應于每種顏色都有自己的顯示矩陣。事先設計好各種顏色的顯示數據，顯示時分別送到各自的顯示點陣，即可實現預期效果。 為了吸引觀眾增強顯示效果，可以有多種顯示模式。與靜態(tài)顯示模式相對應，就有各種動態(tài)顯示模式，它們所顯示的圖文都是能 夠動的。產生不同顯示模式的方法，并不意味著一定要重新編寫顯示數據，可以通過一定的算法從原來的顯示數據直接生成。刷新太慢，動感不顯著；刷新太快了，中間過程看不清。 本次畢業(yè)設計中，由本人和 鐘 桂，張維平組成一組，我負責硬件部分電路圖的設計和軟件部分程序的設計和調 試， 目的是應用簡單方便的電路連接和程序完成漢字的換色與移動。 江海學院畢業(yè)設計 3 第二章 硬件設計 設計框圖及介紹 LED 點陣 總體框圖如圖 所示，點陣 電路大體上可以分成微機本身的硬件、顯示驅動電路、控制信號電路三部分。在整個電路當中此控制電路部分 相當于一個上位機，它負責控制整個電路以及相應的程序的運行、與 PC 機的串行通訊、以及給屏體電路部分發(fā)送命令。由于兩部分的電路在制板時可以放到一起，所以可以將其字庫放到控制電路部分使用串行通訊方式來與屏體電路部分進行數據和命令的傳送。由行譯碼器給出的行選通信號，從第一行開始，按順序依次對各行進行掃描 (把該行與電源的一端接通 )。接通的列，就在該行該列點燃相應的 LED；未接通的列所對應的 LED 熄滅。 圖 點陣顯示的總體框圖 51 系列 單片機簡介 單片機（ Microcontroller， 又 稱微處理器）是在一塊硅片上集成了各種部件的微型機，這些部件包括中央處理器 CPU、數據存儲器 RAM、程序存儲器 ROM、定時器 /計數器和多種 I/O 接口電路。 圖 8051 單片機的基本結構 8051 是 MCS51 系列單片機的一個產品。這些衍生品是在基本型基礎上增強了各種功能的產品 。 8051 系列的內部結構可以劃分為 CPU、存儲器、并行口、串行口、定時器 /計數器、中斷邏輯幾部分。 算術邏輯單元 ALU 能對數據進行加、減、乘、除等算術運算；“與”、“或”、“異或”等邏輯運算以及位操作運算。 B 寄存器在乘法指令中用來存放一個乘數，在除法指令中用來存放除數，運算后 B 中為部分運算結果。 PSW的 格式如下所示， 其各位的含義是： CY：進位標志。 AC：半進位標志。 F0：用戶可設定的標志位，可置位 /復位，也可供測試。 。當帶符號數運算結果超出 128~+127 范圍時 OV=1，否則 OV=0。 P：奇 偶校驗標志。 控制邏輯主要包括定時和控制邏輯、指令寄存器 、譯碼器以及地址指針 DPTR 和程序寄存器 PC 等。 8051 的控制器在單片機內部協調各功能部件之間的數據傳送、數據運算等操作，并對單片機發(fā)出若干控制信息。