【正文】 T89C51 的最小系統(tǒng)電路，包括：電源、時鐘脈沖、復位電路和程序存儲器設(shè)定電路，暫時只是顯示很少的幾十個漢字，不用外接存儲擴展。 復位電路 89C51 的復位引腳（ RESET）是第 9 腳， 當此引腳連接高電平超過 2個機器周期，即可產(chǎn)生復位的動作。S，因此，在第 9 腳上連接一個 2μ S 的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復位動作。F，如圖 所示。 在這時候必須外接存儲器來擴展，那單片機怎么知道我們當前使用的是內(nèi)部程序存儲器還是外部程序存儲器呢？所以就需要設(shè)定單片機是使用外部程序存儲器還是內(nèi)部程序存儲器， 89C51 把 31腳設(shè)定為此功能，如果把 31 腳接地，則采用外部程序存儲器，如果把 31腳接 VCC，則默認采用內(nèi)部程序存儲器。如圖 所示。 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U78 9 C 5 1+5JZ2 4 M H zC33 0 PC23 0 PC11 0 u+5R2S W 2R11 0 k 圖 89C51 的基本外部電路 9 列驅(qū)動電路 總體規(guī)劃及實現(xiàn)電路 每個漢字需要 4個 8*8 的 LED 點陣，要想實現(xiàn) 8行掃描驅(qū)動，上下 2行必須都有1 個 74HC595 接到 LED 點陣模塊上，而每個漢字是按照 16*16 取模，所以需要 4 個74HC595 來驅(qū)動一個漢字，我的電路設(shè)計的是 8個漢字，所以需要 8*4=32 個 74HC595來實現(xiàn) 8行掃描顯示。它具有一個 8位串入并出的移位寄存器和一個 8 位輸出鎖存器，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨立的，可以實現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達到重疊處理的目的。它的輸入端有 8 個串行移位寄存器，每個移位寄存器的輸出都連接一個輸出鎖存器。引腳SCK是移位寄存器的移位時鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將 SI 的下一個數(shù)據(jù)打入最低位。 RCK 是輸出鎖存器的打入信號，其上升沿將移位寄存器的輸出打入到輸出鎖存器。 SCLR信號是移位寄存器的清 0輸入端，當其為低時移位寄存器的輸出全部為 0。芯片的輸出端為 QA～ QH，最高位 QH 可作為多片 74HC595 級聯(lián)應(yīng)用時向上一級的級聯(lián)輸出。 圖 74HC595 在不同的工作電壓下的時鐘頻率 由 74HC595 在 （ 25℃），可以達到 21MHz 以上的時鐘頻率，而我們采用的 89C51的時鐘頻率只有 24MHz，串口方式 0的時鐘頻率只有 fosc/12=2MHz，所以 74HC595 完全勝任；由于 74HC595 輸出高電平時每個管腳的驅(qū)動電流只有 20mA，而每個 LED發(fā)光管的驅(qū)動電流也是 20mA，要是 8個發(fā)光管同時輪流點亮的時候瞬間電 11 流必定大于 20mA，所以我們采用是采用吸收電流的方式直驅(qū) LED 發(fā)光管。其硬件電路如圖 所示： A1B2C3G 2 A4G 2 B5G16Y77Y69Y510Y411Y312Y213Y114Y015U27 4 L S 1 3 89 8U 3 DS N 7 4 0 611 10U 4 ES N 7 4 0 65 6U 3 CS N 7 4 0 63 4U 3 BS N 7 4 0 61 2U 3 AS N 7 4 0 613 12U 4 FS N 7 4 0 63 4U 4 BS N 7 4 0 61 2U 4 AS N 7 4 0 61G1A121 Y 118A241 Y 216A361 Y 314A481 Y 4122G19B1112 Y 19B2132 Y 27B3152 Y 35B4172 Y 43U 3 87 4 L S 2 4 4ABCY 1 0SESY 1 1ABCEI R F 1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y01 2 3 4 5 6 7 8 9RR13 .3 kQ1I R F 5 4 0Q2I R F 5 4 0Q3I R F 5 4 0Q4I R F 5 4 0Q5I R F 5 4 0Q6I R F 5 4 0Q7I R F 5 4 0Q8I R F 5 4 0IRF1IRF2IRF3IRF4IRF5+ 3 . 3IRF6h a n g 1IRF7h a n g 2IRF8h a n g 3h a n g 4h a n g 8+9I R F 1I R F 2I R F 3I R F 4I R F 5I R F 6I R F 7I R F 8h a n g 5h a n g 6h a n g 7I R F 2I R F 3I R F 4I R F 5I R F 6I R F 7I R F 8Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7 圖 點陣顯示屏行驅(qū)動硬件原理圖 12 3— 8 線譯碼器 74LS138 我們前面的列驅(qū)動電路里面只是用了單片機的串口跟 P1 口，還剩下 P0 以及 P2口可以直接接到 8個 LED 的行選端，但是為了整個大屏幕方便以后擴展控制，防止直接驅(qū)動損壞單片機以及隔離外界干擾信號，使用了 74LS138 這個 3— 8 譯碼器作為行選芯片。 六 路 高 電 壓輸出反相器 SN7406 由于我們的 74LS138 輸出的行選信號是低電平，而驅(qū)動 IRF540N 時必須在 G端接比 D端高 3V以上的電壓才能導通，所以我們加了 SN7406這個 六 路 高 電 壓輸出反相器 ，圖 是它的外部管腳圖，圖 SN7406 則是它一路輸入輸出的內(nèi)部原理圖： 當輸入端 A輸入低電壓時，在對應(yīng)的輸出端 Y 就會輸出高電壓。因為一條行線上要帶動 128 列的 LED 進行顯示，按每一 LED 器件 20mA 電流計算，128個 LED同時點亮時，需要 2560mA 即 電流，所以選用 IRF540 作為驅(qū)動管，它的最大工作電流可達 28A，所以不需要加散熱既可穩(wěn)定工作。因為任何時候74HC595 里面的數(shù)據(jù)是不確定的，只要顯示屏只要稍微有一點外界干擾，導致 74LS138使能端 E 變低， 74LS138 就是會有輸出信號的（通過它的真值表可以看到全 0 全 1都有一行是被選中輸出低電位的）， SN7406 就輸出高電位， IRF540 被電阻拉到高電平這樣顯示屏就顯示一些不確定的圖案，就不符合我們的設(shè)計要求了。而行驅(qū)動則是使用了 3－ 8 線譯碼器 74LS138驅(qū)動 六 路 高 電 壓輸出反相器 SN7406，用 SN7406 再驅(qū)動 IRF540 大電流低電阻的 N溝道場效應(yīng)管，因為如果用單片機直接連接 LED點陣，引腳不夠，同時驅(qū)動能力也不行，而用了這個譯碼器，可以節(jié)省引腳，并且方便以后擴展。根據(jù)軟件分層次設(shè)計的原理，可把顯示屏的軟件系統(tǒng)分成兩大層：第一層是底層的顯示驅(qū)動程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動程序由顯示子程序?qū)崿F(xiàn)；系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置 (初始化 )由系統(tǒng)初始化程序完成；顯示效果處理 等工作，則由主程序通過調(diào)用子程序來實現(xiàn)。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動程序先要關(guān)閉顯示屏，即消隱，等數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后輸出 74HC595 的鎖存信號，將顯示數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器并鎖存，然后再輸出新的行號，并打開顯示。 圖 顯示驅(qū)動程序流程圖 系統(tǒng)主程序 系統(tǒng)主程序開始以后，首先是對系統(tǒng)環(huán)境初始化，包括設(shè)置串口，端口以及一些 16 參數(shù) ；然后以分屏效果顯示“勤奮求實開拓創(chuàng)新桂林工學院電子與計算機系畢業(yè)設(shè)計電子信息工程 023 班張濤制作。謝謝各位老師！”。圖 。 /**********分屏顯示 ***********/ void fen(void) { do{ xianshi()。 //調(diào)用單屏顯示 xx=0。 unsigned int kk,aa。kk0。ii16。jj8。 out_rxd(amp。 //從串口輸出第 1個字的第 1字節(jié)。hanzi[aa1])。 } for (jj=0。jj++) //每次要發(fā)送 8個漢字的 2個字節(jié) ,發(fā)送 8次 { aa=(xx*8+jj)*32+ii。hanzi[aa+16])。 out_rxd(amp。 //從串口輸出第 1個字的第 18字節(jié) } P2=0x0ff。 P1=0。 //輸出行信號 h++。 } } } /*************分屏顯示的數(shù)據(jù)發(fā)送 ************/ void out_rxd(unsigned char *d) /*從串口發(fā)送數(shù)據(jù) */ { SBUF=*d。 //等待發(fā)送完畢 TI=0。 while(zimo=1200) { while(yid16) //數(shù)據(jù)移位。id。h8。 //調(diào)整數(shù)據(jù) rxd_data()。 //送段碼 P1=0xFF。 } } yid++。 zimo=zimo+32。 zimo=0。 unsigned int qqq。s=0。 qqq=zimo+h+h+s*32。 BUFF[w]=hanzi[qqq+1]。 BUFF2[w]=hanzi[qqq+17]。 unsigned char inc,tempyid,temp。 else inc=1。s16+inc。 else tempyid=yid8。 SBUF=temp。 while(!TI)。 //等待發(fā)送中斷 } for(s=0+inc。s++) //發(fā)送 8字節(jié)數(shù)據(jù) { if(yid8) tempyid=yid。 temp=(BUFF2[s]tempyid)|(BUFF2[s+1](8tempyid))。//把 BUFF 中的字節(jié)從大到小移位相或后發(fā)送輸出。TI=0。介紹了硬件的原理以及連接的方法，軟件的設(shè)計流程以及部分代碼，并在附錄 1給出了完整的電路圖，經(jīng)焊接并調(diào)試后可以正常顯示漢字、圖 片信息，并且可動態(tài)顯示。列驅(qū)動電路中的 74HC595 實現(xiàn)了串入并出，并且?guī)в墟i存和移位的功能；而 74LS244 則是防止外界的干擾會對顯示屏造成亂碼，只有單片機發(fā)出的正確的信號才被它選擇通過；行驅(qū)動電路使用了 3－ 8 線譯碼器 74LS138 驅(qū)動 SN7406 加 IRF540 大電流低電阻的 N溝道場效應(yīng)管，因為如果用單片機直接連接 LED 點陣，引腳不夠，同時驅(qū)動能力也不行，而用了這個譯碼器，可以節(jié)省引腳，并且方便做大屏幕的時候擴展。通 過 LED點陣顯示原理，我們知道只要合理的安排行選信號以及列信號同時導通的組合順序就可以顯示任何的圖形、文字。 整個設(shè)計的功耗計算： LED需要的電壓是 ，整個屏幕顯示 8個漢字的時候的平均電流是 ；各芯片需要電壓為 5V，工作的時候平均電流 ；還有 IRF540的驅(qū)動電壓 12V，工作電流 ；即： P=*+5V*+12V*=。本論文是在 ***老師的直接引導下完成的，整個論文的編寫無一不是凝聚著老師的心血與汗水。我在此對 ***老師表示最真摯的謝意！ 最后，真誠的感謝在學習和生活中給予我關(guān)心和幫助的所有老師、同學和朋友！ 22 參考文獻 [1] 李華等編著北京：北京航空航天大學出版社，1993 [2] 張立科北京：人民郵電出版社， 2020 [3] 張凱等編著北京：科學出版社， 1996 [4] 朱宇光編著北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [5] 諸昌鈐成都：電子科技大學出版社， 2020 [6] 余永權(quán)北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [7] 樓然苗，李光飛北京：北京航空航天大學出版社， 2020 [8] 李東 生北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [9] 張有順編著北京：中國脊梁出版社， 1998 [10] 謝宋和電子與自動化18