【正文】 ................................................................................ 20 附錄 2 硬件原理圖 .................................................................................................................... 20 1 1 緒論 LED 點(diǎn)陣顯示屏是集微 電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示屏系統(tǒng)。能幫助廣大電子愛好者了解漢字的點(diǎn)陣顯示原理，認(rèn)識(shí)單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用方法，并提高單片機(jī)知識(shí)技術(shù)的運(yùn)用能力。 1 煙 臺(tái) 南 山 學(xué) 院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 題目 基于單片機(jī) 8 8 點(diǎn)陣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名： 所在學(xué)院： 煙臺(tái)南山學(xué)院 所學(xué)專業(yè)： 電 氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電 氣工程 1006 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 完成時(shí)間： 202095 2 摘 要 本文研究了 基于 AT89C51單片機(jī) LED8 8點(diǎn)陣顯 示屏的設(shè)計(jì)并運(yùn)用 Proteus 軟件進(jìn)行原理圖繪制，運(yùn)用 Keil 軟件進(jìn)行仿真和調(diào)試 。主要介紹了 LED 8 8 點(diǎn)顯示屏的硬件電路設(shè)計(jì)、匯編程序設(shè)計(jì)與調(diào)試、 Proteus 軟件繪制原理圖和實(shí)物制作等方面的內(nèi)容，本顯示屏的設(shè)計(jì)具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡單及容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。 利用單片機(jī)來設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，既能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需的功能，也可以滿足計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性、迅速性，并且電路簡單、操作簡單、通用性強(qiáng)。它以其色彩鮮艷，動(dòng)態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇。 目前大多數(shù)的 LED 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)自帶字庫。而實(shí)際上經(jīng)常會(huì)遇到一些特殊要求的動(dòng)態(tài)顯示，比如電梯運(yùn)行中指示箭頭的上下移動(dòng)、某些智能儀表幅值的條形顯 示、廣告中廠家的商標(biāo)顯示等。另外，由于受到存儲(chǔ)器本身的局限，其特殊字符往往難以顯示，同時(shí)顯示內(nèi)容也不能隨意更改。該方法可以對(duì)顯示內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)諸如動(dòng)態(tài)顯示效果。 同時(shí)它具有發(fā)光率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對(duì)室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 LED 顯示屏發(fā)展較快，本文講述了基于 AT89C51單片機(jī) 8 8 LED漢字點(diǎn)陣滾動(dòng)顯示的基本原理、硬件組成與設(shè)計(jì)、程序編寫與調(diào)試、 Proteus軟件仿真等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)。它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)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(jià)格比高、使用成本低等特點(diǎn)，在短短的十來年中，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。它以其色彩鮮艷，動(dòng)態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)而成 為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇。1 2 總體設(shè)計(jì)方案 硬件電路組成 及介紹 本產(chǎn)品采用以 AT89C51單片機(jī)為核心芯片的電路來實(shí)現(xiàn)， AT89C51是一種帶 4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器 （ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8位 微處理器 ，俗稱 單片機(jī) 。 單片機(jī) 的可擦除 只讀存儲(chǔ)器 可以反復(fù)擦除 1000次。由于將多功能 8位 CPU和閃爍 存儲(chǔ)器 組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51是它的一種精簡版本。 我們把行列總線接在單片機(jī)的 I/O口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線，就可以得到顯示的字符了。單片機(jī) AT89C51按照設(shè)定的程序在 P1和 P0接口輸出與內(nèi)部字符對(duì)應(yīng)的代碼電平送至 LED點(diǎn)陣的行列線 (高電平驅(qū)動(dòng) )，從而選中相應(yīng)的象素 LED發(fā)光，并利用 人眼的視覺暫留特性合成整個(gè)字符的顯示。 LED 點(diǎn)陣總體框圖如圖 所示，點(diǎn)陣電路大體上可以分成微機(jī)本身的硬件、顯示驅(qū)動(dòng)電路、控制信號(hào)電路三部分。在整個(gè)電路當(dāng)中此控制電路部分相當(dāng)于一個(gè)上位機(jī)，它負(fù)責(zé)控制整個(gè)電路以及相應(yīng)的程序的運(yùn)行、與 PC 機(jī)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(shí)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(jìn)行數(shù) 據(jù)和命令的傳送。由行譯碼器給出的行選通信號(hào)，從第一行開始，按順序依次對(duì)各行進(jìn)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(diǎn)燃相應(yīng)的 LED；未接通的列所對(duì)應(yīng)的LED 熄滅。 硬件電路組成框圖如圖 1所示 ： 2 圖 1 硬 件電路組成框圖 AT 89C51 單片機(jī) AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式 控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 GND：接地。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個(gè)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(gè) TTL門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。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。 RST：復(fù)位輸入。4 在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。另外，該引腳被略微拉高。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。它是以發(fā)光二極管為像素，按照行與列的順序排 列起來，用集成工藝制成的顯示器件。 LED 顯示屏色彩豐富， 3 基色的發(fā)光管的可以顯示全彩色， 顯示顯示方式變化多 （文字、圖形、動(dòng)畫、視頻、電視畫面等）、亮度高，是集光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算 機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的高技術(shù)產(chǎn)品，可用來顯示文字、計(jì)算機(jī)屏幕同步的圖形。再次， LED 顯示屏應(yīng)用廣泛，金融證券、銀行利率、商業(yè)廣告、文化娛樂等方面，顯示效果清晰穩(wěn)定，越來越多的地方開始使用 LED 電子顯示屏，有巨大的社會(huì) 效益和經(jīng)濟(jì)效益。 系統(tǒng)各單元電路設(shè)計(jì) 最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位開關(guān)和電源部分。其電路圖如圖 5。 晶體振蕩電路 ： AT89C51 單片機(jī)芯片內(nèi)部設(shè)有一個(gè)由反向放大器構(gòu)成的振蕩器， XTAL1 和 XTAL2分別為振蕩電路的的輸入端和輸出端，時(shí)鐘可有內(nèi)部或外部生成，在 XTAL1 和 XTAL2 引6 腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路就會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。晶振頻率 fosc 采用 12MHZ， C C2 的電容值取 30pF，電容的大小起頻率微調(diào)的作用。而不管是AT89C51 的 I/O 口，還是 TTL、 CMOS