【正文】 障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 顯示屏主控制器 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 控制部分是整個系統(tǒng)的核心部分，其功能為與上位機(jī)通信接收上位 機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制指令處理過后控制顯示部分顯示內(nèi)容。幾種設(shè)計方法比較各有其特點 ： 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 （ 1）單片機(jī) 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍 冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 單片機(jī)是集成了 CPU， ROM， RAM 和 I/ O 口的微型計算機(jī)。單片機(jī)品種齊全 ,型號多樣 CPU 從 8， 16， 32 到 64 位，多采用 RISC 技術(shù)，片上 I/O 非常豐富，有的單片機(jī)集成有 A/ D， “ 看門狗 ”， PWM，顯示驅(qū)動，函數(shù)發(fā)生器，鍵盤控制等。除此之外單片機(jī)還具有低電壓和低功耗的特點。供電電壓由 5V 降到 3V， 2V 甚至到 1V，工作電流由 mA 降至 μA ，這在便攜式產(chǎn)品中大有用武之地 [4]?，F(xiàn)在市場上常用的單片機(jī)主要有 MCS5 AVR、 ARM、 PIC 等。 且 51 系列的 I/O 腳的設(shè)置和使用非常簡單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時，只須將該腳設(shè)置為高電平（復(fù)位時，各 I/O 口均置高電平）。所以在控制部分方案的選擇中選定 51 系列單片機(jī)作為控制部分的核心器件。因為通常情況下顯示屏和上位機(jī)的距離不會很遠(yuǎn)，所以通信距離的要求不是很高。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 （ 1）并行通信 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 并行通信時數(shù)據(jù)的各個位同時傳送，可以字或字節(jié)為單位并行進(jìn)行。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 （ 2）串行通信 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 串行通信數(shù)據(jù)是一位一位順序傳送，只用很少幾根通信線，串行傳送的速度低，但傳送的距離長 ，因此串行適用于長距離而速度要求不高的場合。因此，當(dāng)計算機(jī)向外發(fā)送數(shù)據(jù)時，必須將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)再發(fā)送。這種轉(zhuǎn)換即可以用硬件實現(xiàn)也可以用軟件實現(xiàn)。通用的 通用異步接收 /發(fā)送器，簡稱 UART（ Universal Asynchromous Receeiver/Trabsnitter）是完成這一功能的硬件電路。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 綜上所述，題目設(shè)計已經(jīng)選定了單片機(jī)為開發(fā)方式而單片機(jī)的 UART 已經(jīng)集成在單片機(jī)內(nèi)，所以通信系統(tǒng)選擇串行通信為通信方式。由于單片機(jī)的 I/O 口有限要不能直接用 I/O 口來驅(qū)動 LED 顯示屏，所以需要對單片機(jī) IO 口進(jìn)行擴(kuò)展增加單 片機(jī)并行輸出的能力。構(gòu)成 LED 屏幕的方法有兩種，一是由單個的發(fā)光二極管逐點連接起來，如圖 22 所示；二是選用一些由單個發(fā)光二極管構(gòu)成的 LED 點陣子模塊構(gòu)成大的 LED 點陣模塊。這就加大了維修的成本。為了避免模塊的缺點，選擇點陣數(shù)較小的模塊來減小出現(xiàn)這一問題的風(fēng)險。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 圖 22 LED 點陣圖 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生 畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 一個 1616 的 LED 顯示屏行和列各有 16 支引腳，不能單靠 51 單片機(jī)的端口驅(qū)動所以必須要對單片機(jī)的端口個數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。常用的串并轉(zhuǎn)換芯片有 74LS154（ 4 線 16 線譯碼器）、 74LS164（ 8 位串并轉(zhuǎn)換器）、 74HC595 等。在單片機(jī)和顯示屏之間還需要增加以功能放大位目的的驅(qū)動電路 [7]。題目將以此方案為指導(dǎo)思想展開具體的硬件電路設(shè)計。設(shè)計目標(biāo)和硬件總體結(jié)構(gòu)確定的情況下，軟件可以分為主程序，顯示子程序，各種特效顯示子程序，通信程序三個主要部分組成。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 通 信 程 序控 制 程 序主 程 序靜 態(tài) 顯 示 程 序特 效 顯 示 程 序 圖 24 軟件功能結(jié)構(gòu)框圖 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 軟件的編寫需要借助軟件編輯器和編譯軟件，編譯完成后還需要下載到單片機(jī)中執(zhí)行。最后還要選擇一款與所選單片機(jī)的下載器或下載軟件來把編寫的程序下載到單片機(jī)中執(zhí)行。兩種語言相比較各有優(yōu)點。其具有執(zhí)行速度快，占內(nèi)存空間少等優(yōu)點，但在編寫復(fù)雜程序時具有明顯的局限性，匯編語言依賴于具體的機(jī)型，不能通用，也不能在不同機(jī)型之間移植 [8]。上位機(jī)的作用是存儲并處理顯示內(nèi)容，然后通過通信系統(tǒng)傳送到控制系統(tǒng)驅(qū)動顯示。實時顯示及上位機(jī)屏幕上的內(nèi)容同時顯示在 LED 顯示屏上，上位機(jī)上內(nèi)容變化 LED 顯示屏也跟著變化。兩種顯示方法相比較：實時顯示屏幕能及時反應(yīng)上位機(jī)內(nèi)容的變化，顯示的效果和內(nèi)容的實時性好多用于新聞播報、實況轉(zhuǎn)播用，但實時顯示硬件開銷大，對通信系統(tǒng)要求高，工藝復(fù)雜，成本高；存儲顯示雖實時性不高但硬件開銷小，成本低廉。所以上位機(jī)選擇存儲顯示的方法，控制 LED 顯示屏的顯示內(nèi)容 [10]。具體工作流程為：上位 PC 機(jī)通過通信系統(tǒng)向單片機(jī)發(fā)送控制指令和顯示代碼內(nèi)容，單片機(jī)接收后執(zhí)行控制指令處理顯示代碼將顯示內(nèi)容通過 I/O 口串行輸出并且控制譯碼電路完成串并轉(zhuǎn)換并行輸出，最后由顯示驅(qū)動電路進(jìn)行電壓和電流的處理以達(dá)到 LED 顯示屏的顯示電流，電壓要求進(jìn)而使顯示屏顯示內(nèi)容 [11]。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 該系統(tǒng)所 要實現(xiàn)的功能和要求有以下幾點： 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 （ 1） LED 顯示屏的面積必須滿足至少顯示一個漢字的標(biāo)準(zhǔn)。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役 渡猙喊疥 （ 2）驅(qū)動電路要能提供 LED 顯示所需范圍內(nèi)的電壓和電流要求。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成 杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 （ 4）單片機(jī)要能接收上位機(jī)的指令和顯示內(nèi)容且能夠處理后控制 LED 顯示屏的顯示，并且端口驅(qū)動能力要足以驅(qū)動譯碼電路。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 （ 5）單片機(jī)由 ISP 下載線下載程序和供電，可不設(shè)立專用供電電源。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 控制單元設(shè)計 基于 51單 片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 控制單元是整個顯示系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)中采用 51 系列單片機(jī)為核心器件，用來和上位機(jī)通信處理上位機(jī)發(fā)送的控制指令和顯示內(nèi)容。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥 原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 在 51 系列單片機(jī)中選定一款合適的機(jī)型來作為控制單元的主控芯片。還有就是為了提高 LED 顯示屏的掃描速度，單片機(jī)的執(zhí)行速度要盡可能的快。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎 疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 AT89S51 簡介 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 AT89S51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可系統(tǒng)編程的 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)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 AT989S51 具有以下特點 ： 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I 本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 4k 字節(jié)在系統(tǒng)編程（ ISP） Flash 閃速存儲器 基于 51單片機(jī) 的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 － 的工作電壓范圍 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 三級程序加密鎖 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既 濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 32 個可編程 I/O 口線 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推 擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 6 個中斷源 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥 炮十略役渡猙喊疥 低功耗空閑和掉電模式 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢