【正文】 ...............................................19 主程序設(shè)計 .................................................................................................................19 顯示子程序設(shè)計 ..........................................................................................................20 移位子程序設(shè)計 ..........................................................................................................21 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試及性能分析 ................................................................................................23 復(fù)位電路的調(diào)試與改進(jìn) ................................................................................................23 驅(qū)動電路的調(diào)試與改進(jìn) ................................................................................................23 上拉電阻的調(diào)試與改進(jìn) ................................................................................................23 總體性能分析 ..............................................................................................................24 結(jié) 論 ...................................................................................................................................25 致 謝 .....................................................................................................................................26 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................27 附錄 .......................................................................................................................................28西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒 論 本課題的研究意義及必要性 單片機(jī)是一種集成微處理芯片，高密度集成了普通計算機(jī)的微型處理器，具有8kb 的 ROM 和 P0、 P P P3 輸入輸出接口，且集成了定時器等電路。 LED 點(diǎn)陣顯示屏就是其一種常見的運(yùn)用。純粹的物質(zhì)需求已經(jīng)不能滿足人們的需要。廣告 已經(jīng)成為人們獲取信息重要的一部分。其中圖文屏可以顯示單色或者彩色的簡單圖形、文字，廣泛應(yīng)用在醫(yī)院、火車站、學(xué)校教學(xué)樓、小型門店等場所；視頻顯示屏通過上位機(jī)控制，能實(shí)時的顯示視頻、實(shí)況轉(zhuǎn)播等，多用在足球場、大型會客廳等場所。 LED 之所以收到廣泛的歡迎和應(yīng)用，跟它的多項優(yōu)點(diǎn)是分不開的?，F(xiàn)在 LED 正在向著更小體 積、更大點(diǎn)陣密度、更多色彩和更小成本發(fā)展。可以通過更改程序中的點(diǎn)陣字庫來改變所需要顯示的內(nèi)容。還可以通過修改燒錄在單片機(jī) ROM 的程序內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)更多的動態(tài)效果如縮放、文字切入等。j一個多世紀(jì)以來， LED 技術(shù)西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 得到了很大的發(fā)展。通過單向?qū)щ姷姆绞近c(diǎn)亮發(fā)光。外殼不僅可以起到保護(hù)芯片的作用，還可以透光聚光，使 LED 顯示效果更強(qiáng)。 隨 著科技的發(fā)展，人們已經(jīng)不能滿足于只能簡單用作電源通斷指示、普通照明用的發(fā)光二極管。如共陰極數(shù)碼管、電平管、字符管等的外形雖然各不相同，他們的根本原理是相同的，即通過排列不同形狀不同顏色的 LED，用電路控制不同的點(diǎn)亮方式顯示內(nèi)容。不論是出租車計價器，投票計數(shù)牌、昂貴儀器的顯示面板，都可以看到它們的身影。常見的點(diǎn)陣數(shù)量有 5 4 8 16 16 等，可以通過排列組成更大的點(diǎn)陣。通過不同顏色的通斷、灰度搭配，可以顯示幾乎所有我們常見的顏色。 相信在未來， LED 照明和現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會得到更大的進(jìn)步和發(fā)展，繼而有取代常規(guī)大功耗室外現(xiàn)實(shí)設(shè)備的趨勢。 mAI/ VU/ 圖 LED的電壓和電流 LED 的正向伏安特性 因此， LED 伏安特性的數(shù)字模型可用式 表示 ?VF ??? RsIFonVturn ( TVF?? / )( ??25T C ) () 其中， onVturn? 是 LED 的啟動電壓 。 T 表示環(huán)境溫度 。 從 LED 的伏安曲線及數(shù)字模型看， LED 在正向?qū)ê笃湔螂妷旱募?xì)小變動將引起 LED 電流的很大變化，并且，環(huán)境溫度 ， LED 老化時間等因素也將改變影響 LED的電氣性能。否則， LED 的光輸出將隨輸入 電壓和溫度等因素變化而變化，并且，若 LED 電流失控 ， LED 長期工作在大電流下將影響 LED 的可靠性和壽命，并有可能失效。 該 設(shè)計借助單片機(jī) AT89S52 使 LED 顯示屏實(shí)現(xiàn)滾動顯示漢字的方法 。 該 設(shè)計的理論基礎(chǔ)是單片機(jī)技術(shù) 與應(yīng)用 基礎(chǔ)，微機(jī)原理，模擬電子技術(shù) 及 數(shù)子電子技術(shù)。8255 芯片的工作方式 曾在 微機(jī)原理 課程中 介紹的。 通過 該 設(shè)計不 但 把以前學(xué)過的知識重新 復(fù) 習(xí)，而且在查閱 專業(yè) 外資料時還有好多芯片 均 是以學(xué)過的芯片為基礎(chǔ)，并且在其基礎(chǔ)上 完善 和 改進(jìn) 。 在做該設(shè)計時 預(yù)備兩種方案來完成該設(shè)計。行線接AT89S52 單片機(jī)的 P0、 P1 端口，列線接單片機(jī) P P3 口。 方案二 : 將顯示屏的行線通過一個 74HC154 416譯碼器介入單片機(jī)的 、 、 、 口 ，如圖 所示 。這一方案行列總共占用單片 I/O 口八個，這樣一來節(jié)省了大量的 I/O 口，為后續(xù)擴(kuò)展留有很大余地。 圖 74HC154 接口 工作原理 LED 漢字滾動顯示屏設(shè)計是利用單片機(jī)的控制技術(shù)，通過程序控制 LED 的 亮滅來達(dá)到 所要顯示的內(nèi)容。 本設(shè)計介紹 了 一種實(shí)用的漢字滾動顯示屏的制作 方案 ，顯示屏通過 4塊 8 8LED點(diǎn)陣組合成 16 16LED顯示屏，通過 在 程序 改變漢字代碼從而 控制所要顯示的漢字，實(shí)際使用時可根據(jù)需要顯示的漢字改 寫程序 代碼來實(shí)現(xiàn)自己想要顯示的內(nèi)容 。 如果 將 LED 點(diǎn)陣的行列端口全部直接接入 AT89S52 單片機(jī)，則需要使用 了 32 條 I/O 口，這樣會造成 I/O 資源耗盡，系統(tǒng)再無擴(kuò)充的余地 ， 因此，在 該 設(shè)計 中將 LED 點(diǎn)陣的 16 條 行 線 和 416 線譯碼器 74HC154 的并行輸出端之間 相連接 ， 列 選掃描信號由 2 片 74HC595 來 選擇 控制，這樣一來列選控制 和行選控制共使用了 8 個 I/O 口，節(jié)約了很多 I/O 資源，為系統(tǒng)擴(kuò) 展 提供了條件 ?？傮w設(shè)計框圖如圖 所示。通過劃分模塊的方法，可以把一個復(fù)雜的問題分割成幾個相對容易解決的簡單問題，分別一一解決，從而大大簡化了設(shè)計的難度。下圖 是單片機(jī)處理模塊的電路原理圖 。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復(fù)位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 此電路的右上部分為整個電路的時鐘電路如圖 所示 ，時鐘電路是 為單片機(jī)提供精確定時的內(nèi)置電路， 其基本功能是 用于計時、通訊時鐘發(fā)生器、時間中斷源等 。為整個系統(tǒng)提供時鐘頻率。 圖 復(fù)位電路圖 圖 時鐘電 路圖 單片機(jī)作為整個設(shè)計系統(tǒng)的核心部件，它關(guān)系到整個設(shè)計系統(tǒng)的性能指標(biāo) ，因此它的選擇也是非常重要的， 以下是 AT89S52 單片機(jī)的相關(guān)資料 。 AT89S52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。 AT89S52 的 引腳如圖 主要性能參數(shù)： 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖 AT89S52引腳圖 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容； 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲器； 次擦寫周期； 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM； 個可編程 I /O 口線； 和掉電模式； 個中斷源。在 Flash 編程和校驗(yàn)時， P1 口作為第八位地址接收。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如表 所示。 RST：復(fù)位輸入。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 行驅(qū)動模塊 行驅(qū)動電路的選擇如果采取并口輸入，會占用大量 I/O 口資源。所以本設(shè)計選用串口輸入。 74HC154 是一種單片 4 線 — 16 線譯碼器，非常適合應(yīng)用于 高性能存儲器的譯碼器 。 /E /E2 必須都為低電平才能操作芯片。它實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能采用的辦法是用 4 個輸入線寫出輸出線的地址，使得在一個選通輸入為低時數(shù)據(jù)通過另一個選通輸入。 其真值表如表 所示。 GND：接地。 A0A3：地址輸入端。 74HC154 是 4 線 16 線譯碼器 /解調(diào)器，其功能為： （ 1）將 4 個二進(jìn)制編碼輸入譯成 16 個彼此獨(dú)立的輸出之一。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 （ 3）輸入箝位二極管簡化了系統(tǒng)設(shè)計。 引腳分布如圖 所示。該設(shè)計電路中列方向由兩片 74HC595 芯片完成掃描，它由 AT89S52的 控制， 將 LED 點(diǎn)陣的 16 條 列 線 與兩片 74HC595 芯片的并行輸出端之間連接。 74HC595 是一款低功耗、低噪聲、高速的 COMS 移位寄存器，它能夠驅(qū)動 15個 TTL 的負(fù)載。存 儲器和移位寄存器分別由獨(dú)立的時鐘提供信號。時鐘的上升沿觸發(fā)存儲器和移位寄存器。 74HC595 的 最 主要優(yōu)點(diǎn)是有數(shù)據(jù)存儲寄存器，在移位過程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。 74HC595 有很多功能，在點(diǎn)陣顯示中用到的串行輸入并行輸出只是其中的一個西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 功能，而它的各個功能是通過寄存器選擇 的 。 在 LED 點(diǎn)陣 滾動顯示 屏中， 74HC595 主要用到以下功能 ： 1. 驅(qū)動， CMOS 的 74HC595 驅(qū)動 LED 點(diǎn)陣 顯示 屏 。 3. 具有三態(tài)輸出鎖存 。 74HC595 引腳見圖 所示 。 Q739。 /MR：主復(fù)位端，低電平有效位端， 低 電 平時將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。 STCP： 存儲寄存器時鐘輸入 ， 上升沿時移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲寄存器，下降沿時存儲寄存器數(shù)據(jù)不變。 /OE： 低電平 時 輸出 ， 高電平時禁止輸出（高阻態(tài)）。比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 時省力。 SI: 串行數(shù)據(jù)輸入端。 VCC： 接 電源 。 表 74HC595的真值表 LED 點(diǎn)陣顯示模塊 LED 點(diǎn)陣 顯示 方案 輸入 輸出 功能 SHCP STCP /OE /MR DS Q7’ Qn X X L ↓ X L NC MR 為低電平時僅影響移位寄存器空移位寄存器到輸出寄存器 X ↑ L L X L L 空移位寄存器到輸出寄存器清空移位