【正文】 方式單片機的工作方式包括：復(fù)位方式、程序執(zhí)行方式、單步執(zhí)行方式、掉電和節(jié)電方式以及EPPROM編程和校驗方式(1).復(fù)位方式計算機在啟動運行時都需要復(fù)位，復(fù)位使中央處理器CPU和內(nèi)部其它器件處于一個確定的初始狀態(tài)，從這個狀態(tài)開始工作。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2 則懸空。10pF 用戶也可以采用外部時鐘。C2(A)外部振蕩電路 (B)外部時鐘驅(qū)動電路圖33(A)外部振蕩電路 (B)外部時鐘驅(qū)動電路其中：石英晶體時：C1，C2＝30pF177。10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇 40pF177。對外接電容 Cl、C2雖 然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大 ，會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖23(A)外部振蕩電路 (B)外部時鐘驅(qū)動電路。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。在閑置模式下，CPU停止工作。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。AT89SXX系列單片機實現(xiàn)了ISP下載功能，故而取代了89CXX系列的下載方式，也是因為這樣，ATMEL公司已經(jīng)停止生產(chǎn)89CXX系列的單片機，現(xiàn)在市面上的AT89CXX多是停產(chǎn)前的庫存產(chǎn)品。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，保持RST兩個機器周期的高電平時間。端口第二功能RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）/INT0（外部中斷0）/INT1（外部中斷1）T0（記時器0外部輸入）T1（記時器1外部輸入）/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）表32 P3口的第二功能：I/O口作為輸入口時有兩種工作方式即所謂的讀端口與讀引腳讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線經(jīng)過某種運算或變換后再寫回到端口鎖存器只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線上面圖中的兩個三角形表示的就是輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號以完成不同的操作這是由硬件自動完成的不需要我們操心1然后再實行讀引腳操作否則就可能讀入出錯為什么看上面的圖如果不對端口置1端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為0Q端為0Q^為1加到場效應(yīng)管柵極的信號為1該場效應(yīng)管就導(dǎo)通對地呈現(xiàn)低阻抗,此時即使引腳上輸入的信號為1也會因端口的低阻抗而使信號變低使得外加的1信號讀入后不一定是1若先執(zhí)行置1操作則可以使場效應(yīng)管截止引腳信號直接加到三態(tài)緩沖器中實現(xiàn)正確的讀入由于在輸入操作時還必須附加一個準(zhǔn)備動作所以這類I/O口被稱為準(zhǔn)雙向口89C51的P0/P1/P2/P3口作為輸入時都是準(zhǔn)雙向口接下來讓我們再看另一個問題從圖中可以看出這四個端口還有一個差別除了P1口外P0P2P3口都還有其他的功能。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故，同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。GND：接地。圖31是其引腳圖。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。 此外，AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。 AT89S51性能介紹及其主要特性AT89S51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 LED16*16模塊作為動態(tài)掃描并行顯示。綜上所述，本設(shè)計最終選擇了這個方案。在送每一行的數(shù)據(jù)到LED點陣前，先把數(shù)據(jù)分別送到第1個74HC595,然后再給第2個74HC595送鎖脈沖，數(shù)據(jù)一起輸出到LED點陣列中，這樣就避免了各行數(shù)據(jù)顯示不同步問題?？梢酝ㄟ^鎖存器芯片來擴展IO口，達到控制LED點陣的64個列線的目的。此外，要實現(xiàn)文字的左右移動和調(diào)整移動速度等功能，都會給軟件設(shè)計帶來較多困難。但是它存在一個致命的缺點，就是刷新速度不夠快。單元顯示屏可以接收控制器（主控制電路板）或上一級顯示單元模塊傳輸下來的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化地再傳送到下一級顯示模塊單元中，因此顯示屏可擴展至更多的顯示單元，用于顯示更多的內(nèi)容。這種方式可同時顯示4個16l6點陣漢字或8個168點陣的漢字、字符或數(shù)字。具體就16*16點陣來說，把所有同一行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有在同一列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽的接法），先送出對應(yīng)第1行發(fā)發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通使第一行使其燃亮一段時間，然后熄滅；再送出對應(yīng)第2行發(fā)發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通使第一行使其燃亮相同的一段時間，然后熄滅；第16行之后，又重新燃亮第1行，反復(fù)輪回。因此在實際中顯示屏幾乎都不采用這種選擇，而采用另外一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法。16*16的點陣共需要256個發(fā)光二極管，顯然單片機并沒有這么多的端口，如果偶們采用鎖存器來擴展端口，按8位的鎖存器來計算，16*16的點陣需要256/8=32個鎖存器。方案二：采用點陣式8*8模塊顯示，其是由八行八列的發(fā)光二極管組成，由4塊點陣式8*8點陣模塊組成16*16點陣顯示屏，對于顯示文字比較適合 ,且價格也相對合理,所以用此種作為顯示。 顯示模塊選擇方案和論證方案一：采用LED發(fā)光二極管動態(tài)掃描,所需LED發(fā)光二極管和相應(yīng)的驅(qū)動電路太多，相應(yīng)的電路板也會很大，功耗增大,性價比太低，且布線較為復(fù)雜。 (6)抗干擾性更強:AT89S51內(nèi)部集成看門狗計時器(Watchdog Timer),而AT89C51需外接看門狗計時器電路,或者用單片機內(nèi)部定時器構(gòu)成軟件看門狗來實現(xiàn)軟件抗干擾。(4)工作頻率更高:AT89C51極限工作頻率是24MHZ,而AT89S51最高工作頻率是33MHZ,(AT89S51芯片有兩中型號,支持最高工作頻率分別為24MHZ和33MHZ)從而具有更快的計算速度。在編程電壓方面,AT89C51的編程電壓除正常工作的5V外,另Vpp需要12V,而AT89S51僅僅需要45V即可。它們之間主要區(qū)別在于以下幾點：(1)引腳功能:管腳幾乎相同,變化的有,即這3個引腳的第二功能組成了串行ISP編程的接口。第2章 方案論證 單片機芯片的選擇方案和論證AT89S51與AT89C51相比,外型管腳完全相同，AT89C51的HEX程序無須任何轉(zhuǎn)換可直接在AT89S51運行,結(jié)果一樣。LED點陣顯示器單塊使用時，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號．如5 x 7點陣顯示器用于顯示西文字母．58點陣顯示器用于顯示中西文，8 x 8點陣用于顯示中文文字，也可用于圖形顯示。點陣顯示器有單色和雙色兩類，可顯示紅，黃，綠，橙等。(2) 點陣的簡介LED點陣顯示器，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成。LED具有效率高、光線質(zhì)量高、能耗小、壽命長等特點，主要可用于平面顯示領(lǐng)域、便攜設(shè)備顯示屏、照明以及紅外線LED領(lǐng)域等下游應(yīng)用產(chǎn)品市場。 LED點陣數(shù)碼顯示屏概述(1)LED的簡介 LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和 n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個過度層pn結(jié)，注入的少數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。所以，在選用單片機時，除功能成本符合要求外，還要考慮體積。由于這類單片機既有極高的指令速度，可以用軟件模擬串口等功能，由此引入虛擬外設(shè)的新概念。(4)高性能化趨勢進一步改進單片機的性能，加快單片機的指令運算速度，加快位處理能力，提高系統(tǒng)控制的可靠性，采用精簡指令集結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)，可以提高運行速度。所以C8051為核心的單片機占據(jù)了半壁江山。現(xiàn)在許多單片機都具有多種封裝形式，其中SMT(表面封裝)很受追捧，使得由單片機構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。甚至單片機廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做出具有自己特色的單片機芯片。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應(yīng)用場合?？v觀單片機的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機的發(fā)展趨勢，大致有：(1)低功耗CMOS化 　　MCS51系列的8031推出時的功耗達630mW，而現(xiàn)在的單片機普遍都在100mW左右，隨著對單片機功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機制造商基本都采用了CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。也就是說，51單片機最早的出現(xiàn)是在80年代初。(2)單片機的發(fā)展過程及發(fā)展趨勢單片機的發(fā)展過程：1971年intel 公司研制出世界上第一個4位的微處理器；1973年intel 公司研制出8位的微處理器8080；1976年intel 公司研制出MCS48系列8位的單片機，這也是單片機的問世。這類單片機最大的特點就是針對性強且數(shù)量巨大。然而，有許多應(yīng)用是使用專門針對某些產(chǎn)品的特定用途而制定的單片機。通用性單片機是把可開發(fā)的內(nèi)部資源全部提供給用戶，用戶可根據(jù)需求，充分利用單片機的資源，設(shè)計一個以通用單片機為核心，再配以其他外圍器件來滿足各種測量系統(tǒng)的要求，既有一個再設(shè)計的過程。單片機按用途可分為通用型單片機和專用型單片機兩類。(1)單片機的定義及分類單片機是超大規(guī)模集成電路發(fā)展的產(chǎn)物。第1章 概 述 在30多年里，電子計算機的發(fā)展經(jīng)歷了電子管，晶體管，中小規(guī)模集成電路到大規(guī)模集成電路四個階段，特別是隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛躍發(fā)展，20世紀(jì)70年代誕生的微型計算機，是計算機應(yīng)用日益廣益。但同時應(yīng)該清楚的認(rèn)識到我國的LED技術(shù)雖然發(fā)展迅速但和世界先進水平還有一定的差距。并且通過該設(shè)計課題掌握了51單片機的的軟硬件開發(fā)工具的使用方法，為以后從事相關(guān)行業(yè)的工作積累了實際工作經(jīng)驗。該設(shè)計課題使我們能夠掌握LED顯示屏的基本顯示原理和設(shè)計方法，對LED顯示屏這個行業(yè)有了較為深刻的了解和認(rèn)識。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。使LED全彩色顯示產(chǎn)品成本下降，應(yīng)用加快。高亮度、全彩化藍(lán)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。LED顯示屏產(chǎn)業(yè)正成為我國電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是平板顯示領(lǐng)域唯一立足國內(nèi)形成的民族高科技產(chǎn)業(yè)。90年代初即具備了成熟的16級灰度256色視頻控制技術(shù)及無線遙控等國際先進水平技術(shù)，近年在全彩色LED顯示屏、256級灰度視頻控制技術(shù)、集群無經(jīng)線控制、多級群控技術(shù)等方面均有國內(nèi)先進、達到國際水平的技術(shù)和產(chǎn)品出現(xiàn)；LED顯示屏控制專用大規(guī)模集成電路也已由國內(nèi)企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)并得到應(yīng)用。在國內(nèi)市場上，國產(chǎn)LED顯示屏的市場占有率近100%，國外同類產(chǎn)品基本沒有市場，四十三屆世乒賽主會場天津體育中心、京九鐵路、北京西客站、首都機場、浦東機場等，均由國內(nèi)代表企業(yè)中標(biāo)。據(jù)不完全統(tǒng)計，至1998年底，年度銷售總額在1000萬元以上的企業(yè)有20多家，其銷售總額達6億元左右，占行業(yè)市場總額的85%以上。（8）廣告媒體新產(chǎn)品等。（6）調(diào)度指揮中心信息顯示。（4）體育場館信息顯示。（2）機場航班動態(tài)信息顯示。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。LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)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。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。洛陽師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計/論文2013屆本科畢業(yè)設(shè)計（一號黑體居中）基于單片機控制的LED點陣顯示屏（二號黑體居中)院 （系） 名 稱物理與電子信息學(xué)院（小三號黑體）專 業(yè) 名 稱電子信息科學(xué)與技術(shù)（小三號黑體）學(xué) 生 姓 名張三豐（小三號黑體）學(xué) 號090524111（小三號Times New Roman）指 導(dǎo) 教 師何大壯教授（小三號黑體）完 成 時 間2013年5月8日（小三號黑體）目 錄