1616点阵LED电子显示屏的设计.doc

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1、重庆邮电大学本科毕业设计（论文） 摘 要在这个现代电子技术飞速发展的时期，人们毋庸置疑的生活在信息时代。每个人每天要通过电视，广播，通信，互联网等获取大量的最新信息。因此现代信息的存储和传输被要求高科技化，这时LED电子显示屏作为一个信息传递载体，在人们日常生活生产中，起着不可替代的作用。本次设计主要通过单片机技术，控制LED点阵的显示。为了方便程序的编写和控制，本设计采用的是两片74hc595串联控制点阵的横向显示，用两片74hc164串联控制点阵的纵向扫描。其中，74hc595作为一个串行输入转并行输出的移位寄存器，在整个点阵的驱动显示中具有至关重要的作用。单片机作为本次设计的核心控制，采

2、用的是STC公司生产的8051系列单片机，根据需要，本次设计的主控芯片为89c52，主要通过控制信号的扫描，从而达到显示汉字和图片的效果。其中汉字字模的选取采用的是专业的字模软件，方便快捷，节省时间。本设计结合了LED汉字点阵显示的原理，设计了一个四位的1616的点阵电子显示屏。利用单片机串口扩展为并口，实现数据的列扫描，显示效果明显，字体稳定。【关键词】LED电子显示屏 89S51单片机 16x16汉字显示 点阵电子屏ABSTRACTWith the development of modern electronic technology, people are in an informati

3、on age. To get a lot of information every day through television, radio, telecommunications, the Internet and other multi-media. The modern storage and transmission of information are more and more high-tech, LED electronic display information as a delivery vector, in peoples daily life and producti

4、on, plays an irreplaceable role.Design of a four 16X16 dot matrix electronic display. The use of single-chip serial port expansion is parallel to achieve the column scan data, using P1 interpreter code to achieve single-chip line scan. Deepen their understanding of microcontroller and digital circui

5、ts, familiar ways of working and single-chip serial port expansion. Learn independently to find information, and gives a complete design solution. Independent and professional conduct for future work related to the foundation. Familiar with protel, keil, C software. Institute of writing and publishi

6、ng work.Character dot-matrix display is very common use of an advertising display, usually by scrolling up and down or left and right to scroll way to display multiple characters. With lattice way constitute a graphic or text that is very flexible and can change according to need any combination, as

7、 long as good design appropriate data file, you can be satisfied with the display. Thus the use of dot-matrix graphic display constantly changing information needs, is very effective.This design combines the principles of LED dot matrix display Chinese characters, design a display effect is obvious,

8、 dot matrix font stable electronic screen.【Key words】LED electronic display 89S51microcontroller 16x16 character display Dot electronic screen目 录前 言- 1 -第一章 LED显示屏和汉子显示屏简述- 2 -第一节 LED显示屏技术及其发展- 2 -一、LED显示屏概述- 2 -二、LED显示器发展趋势- 3 -第二节 汉字电子屏概述- 4 -第三节 本章小结- 6 -第二章 单片机技术原理简介- 7 -第一节 单片机简介- 7 -一、中央处理器- 8

9、 -二、存储器组织- 9 -三、AT89S52结构框图- 10 -四、AT89S52的主要特性- 11 -五、AT89S52引脚功能与封装- 12 -第二节 单片机最小系统- 15 -第三章 1616点阵LED电子显示屏设计方案- 17 -第一节 总体设计- 17 -第二节 实现功能- 18 -第三节 总体电路设计- 18 -第四节 LED点阵显示电路设计- 19 -一、LED显示原理- 21 -二、点阵的流动显示- 24 -第四章 程序设计与调试- 28 -第一节 LED点阵显示程序- 28 -第二节 硬件调试结果与分析- 29 -一、LED显示部分调试- 29 -二、调试实物图展示- 30

10、 -三、元器件清单- 31 -四、电路原理图- 32 -总 结- 33 -致 谢- 34 -参考文献- 35 -附 录- 36 -一、英文原文- 36 -二、完整程序代码- 50 - 60 -前 言随着现代电子技术的发展，人们正处于一个信息时代。每天要通过电视，广播，通信，互联网等多重媒体获取大量的信息。而现代信息的存储和传输越来越趋于高科技化，LED电子显示屏作为一个信息传递载体，在人们日常生活生产中，起着不可替代的作用。单片微型计算机（single chip microcomputer）简称单片机，它是为专用与各类控制器而设计的通用系统或专用微型计算机系统，高密度集成了普通计算机微处理器，

11、一定容量的RAM和ROM以及输入/输出接口，定时器等电路于一块芯片上构成的。单片机自20世纪70年代问世以来，因非常高的性价比被人们的重视和关注，因此应用广，发展快。单片机优点是重量轻、体积小、抗干扰能力强，价格低廉，对环境要求不高，灵活性好，可靠性高，开发较为容易。而对于现代工业控制和一些智能化仪器仪表，越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字，并且汉字显示屏也广泛应用到汽车报站器，广告屏等。因此研究LED显示有实用的意义。LED显示屏分为视频显示屏和图文显示屏，均由LED矩阵块组成。视频显示屏采用微型计算机控制，图像、图文并茂，以同步、清晰、实时的信息传播方式播放各种信息，也可显示成二维

12、、三维动画、电视、录像、VCD节目以及现场实况；图文显示屏可与计算机同步显示英文文本、汉字和图形。LED显示屏显示画面立体感强，色彩鲜艳，动如电影，静如油画，因此被广泛应用于交通运输、商场、车站、宾馆、医院、证券市场、工业企业管理等公共场所。 LED能受到广泛重视并得到飞速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。概括起来是：亮度高、功耗小、寿命长、小型化、工作电压低、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高的发光密度、更高的发光均匀性、更高耐气候性、全色化、可靠性方向发展。第一章 LED显示屏和汉子显示屏简述第一节 LED显示屏技术及其发展一、LED显示屏概述LED显

13、示屏（LED panel）：LED就是light emitting diode ，发光二极管的英文缩写，简称LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，其组成的大概样子就是很多红色的发光二极管，依靠灯的亮与灭来显示字符或文字。一般是用来显示文字、图形、图像、动画、录像、视频信号等各种信息的显示屏幕。LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、大型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。LED显示屏广泛应用在商

14、业应用、银行、证劵、体育场馆、邮政、码头、车站、邮政、电讯、机关、学校、餐厅、酒店、娱乐、监控等不同户外场所的广告宣传，2013年俄罗斯大运会UNILUMIN采用Umesh25楼宇屏实时转播画面流畅细腻。静态扫描技术采用静态锁存扫描方式,大功率驱动,充分保证发光亮度。自动亮度调节具有自动亮度调节功能,可在不同亮度环境下获得最佳播放 效果.LED显示屏在保有亮度的同时,也存在着弊端，就是在下雨天，LED显示屏经过雨水淋湿，人的眼睛长时间近距离对着显示屏就会很容易诱发眼疾，出现流眼泪的情况，这种光源污染，LED显示屏作为环保技术应是需要更充份考虑到光线对人的精神方面的影响，不要过份追求亮度。全面采

15、用进口大规模集成电路,可靠性大大提高,便于调试维护。LED的发光颜色和发光效率与制作LED的材料和工艺有关 ，灯球刚开始全是蓝光的，后面再加上荧光粉，根据用户的不同需要，调节出不同的光色，广泛使用的有红、绿、蓝、黄四种。由于LED工作电压低（仅 1.24.0V），能主动发光且有一定亮度 ，亮度又能用电压（或电流）调节，本身又耐冲击、抗振动、寿命长（10 万小时），所以在大型的显示设备中，尚无其他的显示方式与LED显示方式匹敌。把红色和绿色的LED晶片或灯管放在一起作为一个像素制作的显示屏称为三色或双基色屏，把红、绿、蓝三种LED晶片或灯管放在一起作为一个像素的显示屏叫三基色屏或全彩屏。如果只有

16、一种色就叫做单色单色或单基色屏，制作室内 LED 屏的像素尺寸一般是1.5-12 毫米，常常采用把几种能产生不同基色的LED管芯封装成一体，室外LED 屏的像素尺寸多为6-41.5毫米，每个像素由若干个各种单色LED组成，常见的成品称象素筒，双色象素筒一般由2红1绿组成，三色象素筒用1红1绿1蓝组成。无论用LED制作单色、双色或三色屏，欲显示图象需要构成像素的每个LED的发光亮度都必须能调节，其调节的精细程度就是显示屏的灰度等级。灰度等级越高，显示的图像就越细腻，色彩也越丰富，相应的显示控制系统也越复杂。一般 256 级灰度的图像，颜色过渡已十分柔和，而16级灰度的彩色图像，颜色过渡界线十分明

17、显。所以，彩色LED屏当前都要求做成256级到4096级灰度的。应用于显示屏的LED发光材料有以下几种形式： LED发光灯（或称单灯）一般由单个LED晶片，反光碗，金属阳极，金属阴极构成，外包具有透光聚光能力的环氧树脂外壳。可用一个或多个（不同颜色的）单灯构成一个基本像素，由于亮度高，多用于户外显示屏。 LED点阵模块 由若干晶片构成发光矩阵，用环氧树脂封装于塑料壳内。适合行列扫描驱动，容易构成高密度的显示屏，多用于户内显示屏。 贴片式LED发光灯（或称SMD LED）就是LED发光灯的贴焊形式的封装，可用于户内全彩色显示屏，可实现单点维护，有效克服马赛克现象。二、LED显示器发展趋势LED显

18、示屏行业迅速蓬勃发展起来，也形成了一个新的发展阶段。具体分为3个阶段：1、LED显示屏实用新型阶段：LED显示屏具有环保、亮度高、高清晰、高可靠性等特性逐渐凸显出来，而上一个阶段，LED显示屏市场只是满足了人们的需求，但是在LED显示屏产品上却达不到要求，质量不过关。随着LED显示屏的发展，如今LED产品又有了一个新的突破。至少比上一阶段又提升进步。也开发了一系列完全有别于传统光源应用的产品会大行其道。LED显示屏会出现更大更广的一个发展空间。LED显示屏不仅仅是美化作用，它的多变使得更贴切人们工作生活中的点点滴滴。如今各厂商要拼的是在设计应用和技术研发优势。2、LED显示屏智能控制阶段：随着

19、LED显示屏技术的不断进步与发展，LED作为半导体产业，也将搭上这趟高速列车，发挥出其高可控性特点。从家庭到办公楼，从道路到隧道，从汽车到步行，从室内到户外，都具备智能控制的LED显示屏系统将给人类带来更高等级的服务。LED显示屏行业也将由做产品，到设计产品，到提供整体解决方案的历程。3、LED显示屏替代接受阶段：由于LED显示屏产品的特征主要体现在光效高(能耗小)，寿命长的特点这一阶段是LED显示屏发展初期，因此在售价方面，在客户看来有一定的比对。当然客户有一个接受的过程，客户在使用习惯和外观上的一个过渡和接受。让客户了解LED显示屏产品的特点，挑选一款具有节电长寿等特点。这样客户容易接受它

20、的相对高价，尤其是在商用场合，何况如今客户在价格上也是其次，主要是在质量上要过关。因此各厂商如今拼的是在质量价格优势。画面的显示效果要求更高，当显示屏刷新率不足的情况下，会出现扫描横线，需要改进LED显示屏控制系统的扫描输出技术4，使LED显示屏的刷新率高于一般相机的快门速度，在相机拍摄下消除扫描横线。综上所述，LED显示屏正处在一个高速发展与成长崛起的阶段，相信不久的将来，LED显示屏会应用在更多的领域，同时市场上也会涌现出各式各样的LED显示屏的新产品，带给消费者更好，更便捷，更节能的LED显示屏。第二节 汉字电子屏概述汉字显示屏广泛应用与汽车报站器，广告屏等。本文介绍一种实用的汉字显示屏

21、的制作，考虑到电路元件的易购性，没有使用8*8的点阵发光管模块，而是直接使用了256个高量度发光管，组成了16行16列的发光点阵。同时为了降低制作难度，仅作了一个字的轮流显示，实际使用时可根据这个原理自行扩充显示的字数。汉字显示的原理：我们以UCDOS中文宋体字库为例，每一个字由16行16列的点阵组成显示。即国标汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。我们可以把每一个点理解为一个像素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字，也可以显示在256像素范围内的任何图形。现在有很多现成的汉字字模生成软件，我们就不必自己去画表格算代码了。软件打开后输入汉字，点“检取”，十六进

22、制数据的汉字代码即可自动生成，把我们所需要的竖排数据复制到我们的程序中即可。汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵（如1616 点阵），将点阵文件存入ROM，形成新的汉字编码；而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语句，再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。不论显示图形还是文字，都是控制与组成这些图形或文字的各个点所在位置相对应的LED器件发光。通常事先把需要显示的图形文字转换成点阵图形，在按照显示控制的要求以一定的格式形成显示数据。对于只控制通断的图文显示屏来说，每个LED发光器件占据数据中的1位（1bit），在需要该LE D器件发光的数据中相应的位填1，否则填0。当然，根据

23、控制电路的安排，相反的定义同样时可行的。这样依照所需显示的图形文字，按显示屏的各行各列逐点填写显示数据，就可以构成一个显示数据文件。显示图形的数据文件，其格式相对自由，只要能够满足显示控制的要求即可。文字的点阵格式比较规范，可以采用现行计算机通用的字库字模。组成一个字的点阵，其大小也可以有1616、2424、3232、4848等不同规格。用点阵方式构成图形或文字，是非常灵活的，可以根据需要任意组合和变化，只要设计好合适的数据文件，就可以得到满意的显示效果。因而采用点阵式图文显示屏显示经常需要变化的信息，是非常有效的。图文显示屏的颜色，有单色、双色、和多色几种。最常用的是单色图文屏。单色屏多使用

24、红色或橘红色或橙色LED点阵单元。双色图文屏和多色图文屏，在LED点阵的每一个“点”上布置有两个或多个不同颜色的LED发光器件。换句话说，对应于每种颜色都有自己的显示矩阵。显示的时候，各颜色的显示点阵是分开控制的。事先设计好各种颜色的显示数据，显示时分别送到各自的显示点阵，即可实现预期效果。每一种颜色的控制方法和单色的完全相同，因此掌握了单色图文显示屏的原理，双色屏和多色屏就不难理解了。为了吸引观众增强显示效果，可以有多种显示模式。最简单的显示模式是静态显示。与静态显示模式相对应，就有各种动态显示模式，它们所显示的图文都是能够动的。按照图文运动的特点又可以分为闪烁、平移、旋转、缩放等多种显示模

25、式。产生不同显示模式的方法，并不意味着一定要重新编写显示数据，可以通过一定的算法从原来的显示数据直接生成。例如，按顺序调整行号，可以使显示图文产生上下平移；而顺序调整列显示数据的位置，就可以达到左右平移的目的；刷新的时间控制，要考虑运动图形文字的显示效果。刷新太慢，动感不显著；刷新太快了，中间过程看不清。一般刷新周期可控制在几十毫秒范围之内。第三节 本章小结LED因其体积小，耗电量低，亮度及环保等有点而被广泛应用于公共场所的大屏显示上，LED点阵大屏可应用于户外广告，交通导航，大厅公告，比赛的多媒体实时显示等领域。现代LED的发展很快，很多研究领域非常已经深刻，实际情况是：很多相关的知识已经远

26、远超出我们在校学生的能力范围，所以在此只是简单的研究一下用单片机驱动的LED显示移动的汉字。本设计作品的用途正是在于实现大屏显示的核心功能，即汉字的显示，可实际用于简单的显示系统中，如简单的排队叫号显示屏，电梯显示屏等。通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑，校验，锻炼时间能力和理论练习实际的能力。第二章 单片机技术原理简介第一节 单片机简介单片机的全称为单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer）或微型控制器（Micro-controller）。它在一块芯片上集成了中央处理单元CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、定时器/计数器和多种输入/输出（I/O

27、），如并行I/O、串行I/O和A/D转换器等1。就其组成而言一块单片机就是一台计算机。典型的结构如图1-1所示。由于它具有许多适用于控制的指令和硬件支持而广泛应用于工业控制、仪器仪表、外设控制、顺序控制器中，所以又称为微控制单元（MCU）。单片机的基本结构见图2.1。图2.1 单片机的基本结构MCS-51系列单片机，是Intel公司继MCS-48系列单片机之后，在1980年推出的高档8位单片机2。当时MCS-51系列产品有8051、8031、8751、80C51、80C31等型号。它们的结构基本相同，其主要差别反映在寄存器的配置上有所不同。8051内部没有4K字节的掩膜ROM程序存储器，803

28、1片内没有程序存储器，而8751是将8051片内的ROM换成EPROM。ATMEL89系列单片机是ATMEL公司的以8031核构成的8位Flash单片机系列。这个系列单片机的最大特点就是在片内含有Flash存储器，AT89S52单片机是一种低功耗高性能的CMOS8位微控制器，内置8KB可在线编程闪存。该器件采用Atmel公司的高密度非易失性存储技术生产，其指令与工业标准的80C51指令集兼容。片内程序存储器允许重复在线编程，允许程序存储器在系统内通过SPI串行口改写或用同用的非易失性存储器改写。通过把通用的8位CPU与可在线下载的Flash集成在一个芯片上，AT89S52便成为一个高效的微型计

29、算机。它的应用范围广，可用于解决复杂的控制问题，且成本较低。一、中央处理器8051的中央处理器由运算器和控制逻辑构成，其中包括若干特殊功能寄存器（SFR）。算术逻辑单元ALU能对数据进行加、减、乘、除等算术运算；“与”、“或”、“异或”等逻辑运算以及位操作运算。ALU只能进行运算，运算的操作数可以事先存放到累加器ACC或寄存器TMP中，运算结果可以送回ACC或通用寄存器或存储单元中，累加器ACC也可以写为A.B寄存器在乘法指令中用来存放一个乘数，在除法指令中用来存放除数，运算后B中为部分运算结果3。程序状态字PSW是个8位寄存器，用来寄存本次运算的特征信息，用到其中七位。PSW的格式如图2.2

30、所示：图2.2 PSW格式其各位的含义是：CY：进位标志。有进位/错位时CY=1，否则CY=0。AC：半进位标志。当D3位向D4位产生进位/错位时，AC=1，否则AC=0，常用于十进制调整运算中。F0：用户可设定的标志位，可置位/复位，也可供测试。RS1、RS0：四个通用寄存器组选择位，该两位的四种组合状态用来选择03寄存器组。OV：溢出标志。当带符号数运算结果超出-128+127范围时OV=1，否则OV=0。当无符号数乘法结果超过255时，或当无符号数除法的除数为0时OV=1，否则OV=0。P：奇偶校验标志。每条指令执行完，若A中1的个数为奇数时P=1，否则P=0，即偶校验方式。控制逻辑主要

31、包括定时和控制逻辑、指令寄存器 、译码器以及地址指针DPTR和程序寄存器PC等。单片机是程序控制式计算机，即它的运行过程是在程序控制下逐条执行程序指令的过程：从程序存储器中取出指令送指令存储器IR，然后指令译码器ID进行译码，译码产生一系列符合定时要求的微操作信号，用以控制单片机的各部分动作4。8051的控制器在单片机内部协调各功能部件之间的数据传送、数据运算等操作，并对单片机发出若干控制信息。这些控制信息的使用专门的控制线，诸如PSEN、ALE、EA以及RST，也有一些是和P3口的某些端子合用，如WR和RD就是P3.6和P3.7，他们的具体功能在介绍8051引脚是一起叙述。二、存储器组织存储

32、器的主要功能是存储程序和各种数据，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备，它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。这些器件也称为记忆元件。在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。计算机中处理的各种字符，例如英文字母、运算符号等，也要转换成二进制代码才能存储和操作89系列单片机可寻址的内部和外部程序存储器总空间为64KB。每个外部程序和数据存储器的可寻址范围高达64KB。它没有采用程序存储器分区的方法，64KB的地址空

33、间是统一的。构成存储器的存储介质，目前主要采用半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元，它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器。 一个存储器包含许多存储单元，每个存储单元可存放一个字节。每个存储单元的位置都有一个编号，即地址，一般用十六进制表示。一个存储器中所有存储单元可存放数据的总和称为它的存储容量。假设一个存储器的地址码由20位二进制数（即5位十六进制数）组成，则可表示220，即1M个存储单元地址。每个存储单元存放一个字节，则该存储器的存储容量为1KB。EA引脚接低电平时，

34、单片机就从外部程序存储器中取指。对于AT89S52，EA引脚接高电平时，程序直接从单片机内部存储器中的0000H到1FFFH单元执行，2000H到FFFFH单元到外部存储器中执行5。程序存储器中有几个单元专门用来存放特定的程序。这几个单元的配置情况如图2.3所示。图2.3程序存储器的中断入口配置由图2.3可知，0000H0002H单元用于初始化程序。单片机复位后，CPU总是从0000H单元开始执行程序。另外，每个中断在程序存储器中都分配有一个固定的入口地址。中断响应后，CPU便跳到该单元，在这里开始执行中断服务子程序6。例如，外部中断0的入口地址被放在0003H单元，如果使用外部中断0，则它的

35、中断服务子程序必须从0003H单元开始。如果中断没有使用，那么它的服务单元也可作一般用途的程序存储器用。三、AT89S52结构框图AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I

36、/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。AT89S52结构框图如图2.4所示：图2.4 AT89S52结构框图四、AT89S52的主要特性AT89S52的主要特性如下：1、兼容MCS51产品2、8K字节可擦写1000次的在线可编程ISP 闪存3、4.

37、0V到5.5V的工作电源范围4、全静态工作：0Hz 24MHz5、3级程序存储器加密6、256字节内部RAM7、32条可编程I/O线8、3个16位定时器/计数器9、8个中断源10、UART串行通道11、低功耗空闲方式和掉电方式12、通过中断终止掉电方式13、看门狗定时器14、双数据指针15、灵活的在线编程（字节和页模式）五、AT89S52引脚功能与封装AT89S52引脚功能与封装如图2.5所示：图2.5 AT89S52封装引脚图本设计所用的封装为40-lead PDIP。按照功能，AT89S52的引脚可分为主电源、外接晶体振荡或振荡器、多功能I/O口、控制和复位等7。1、多功能I/O口AT89

38、S52共有四个8位的并行I/O口：P0、P1、P2、P3端口，对应的引脚分别是P0.0 P0.7，P1.0 P1.7，P2.0 P2.7，P3.0 P3.7，共32根I/O线。每根线可以单独用作输入或输出。P0端口，该口是一个8位漏极开路的双向I/O口。在作为输出口时，每根引脚可以带动8个TTL输入负载。当把“1”写入P0时，则它的引脚可用作高阻抗输入。当对外部程序或数据存储器进行存取时，P0可用作多路复用的低字节地址/数据总线，在该模式，P0口拥有内部上拉电阻。在对Flash存储器进行编程时，P0用于接收代码字节；在校验时，则输出代码字节；此时需要外加上拉电阻。P1端口，该口是带有内部上拉电

39、阻的8位双向I/O端口，P1口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写“1”时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，此时可用作输入口10。P1口作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在对Flash编程和程序校验时，P1口接收低8位地址。另外，P1.0与P1.1可以配置成定时/计数器2的外部计数输入端（P1.0/T2）与定时/计数器2的触发输入端（P1.0/T2EX），如表2.1所示。表2.1 P1口管脚复用功能端口引脚复用功能P1.0T2（定时器/计算器2的外部输入端）P1.1T2EX（定时器/计算器2的外部触发端和双向控制）P1

40、.5MOSI（用于在线编程）P1.6MISO（用于在线编程）P1.7SCK（用于在线编程） P2端口，该口是带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P2口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写“1”时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，此时可用作输入口。P2口作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位的外部数据存储器（如执行MOVX DPTR指令）时，P2口送出高8位地址，在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX RI指令）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中P2寄存器的内容），在整

41、个访问期间不会改变。在对Flash编程和程序校验期间，P2口也接收高位地址或一些控制信号。 P3端口，该口是带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口，P3口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写“1”时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，此时可用作输入口。P3口作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在AT89S52中，同样P3口还用于一些复用功能，如表2.2所列。在对Flash编程和程序校验期间，P3口还接收一些控制信号。表2.2 P3端口引脚与复用功能表端口引脚复用功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3

42、.2INT0（外部中断0）P3.3INT1（外部中断1）P3.4T0（定时器0的外部输入）P3.5T1（定时器1的外部输入）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器读选通）2、RST 复位输入端。在振荡器运行时，在此脚上出现两个机器周期的高电平将使其单片机复位。看门狗定时器（Watchdog）溢出后，该引脚会保持98个振荡周期的高电平。在SFR AUXR（地址8EH）寄存器中的DISRTO位可以用于屏蔽这种功能。DISRTO位的默认状态，是复位高电平输出功能使能。3、ALE/PROG 地址锁存允许信号。在存取外部存储器时，这个输出信号用于锁存低字节地址。在对Flash存

43、储器编程时，这条引脚用于输入编程脉冲PROG。一般情况下，ALE是振荡器频率的6分频信号，可用于外部定时或时钟。但是，在对外部数据存储器每次存取中，会跳过一个ALE脉冲。在需要时，可以把地址8EH中的SFR寄存器的0位置为“1”，从而屏蔽ALE的工作；而只有在MOVX或MOVC指令执行时ALE才被激活11。在单片机处于外部执行方式时，对ALE屏蔽位置“1”并不起作用。4、PSEN 程序存储器允许信号。它用于读外部程序存储器。当AT89S52在执行来自外部存储器的指令时，每一个机器周期PSEN被激活2次。在对外部数据存储器的每次存取中，PSEN的2次激活会被跳过。5、EA/Vpp 外部存取允许信

44、号。为了确保单片机从地址为0000HFFFFH的外部程序存储器中读取代码，故要把EA接到GND端，即地端。但是，如果锁定位1被编程，则EA在复位时被锁存。当执行内部程序时，EA应接到Vcc。在对Flash存储器编程时，这条引脚接收12V编程电压Vpp。6、XTAL1 振荡器的反相放大器输入，内部时钟工作电路的输入。7、XTAL2 振荡器的反相放大器输出。第二节 单片机最小系统单片机最小系统电路图如图2.6所示：图2.6 单片机最小系统电路图注：该最小系统由按键复位RESET电路、晶体振荡电路以及I/O接口电路组成12。复位的实现通常用2种方式：开机上电复位和外部手动复位，本设计用的是开机自动复

45、位。复位电路图2.7如下：图2.7 单片机复位图第三章 1616点阵LED电子显示屏设计方案第一节 总体设计LED图像显示总体框图如图2.1所示，点阵电路大体上可以分成微机本身的硬件、显示驱动电路、控制信号电路三部分。控制电路部分包括一个51单片机和一些外围电路14。LED图像以及字符数据存放于单片机的程序存储器内，通过对单片机编程，读取LED图像及字符数据来控制点阵显示屏体、以及它的行和列的各个驱动电路。由于两部分的电路在制板时可以放到一起，所以可以将其字库放到控制电路部分使用串行通讯方式来与屏体电路部分进行数据和命令的传送。设计框图如图2.1所示：图2.1 总体设计框图第二节 实现功能此显

46、示电路采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，每列有一个列驱动器。由行译码器给出的行选通信号，从第一行开始，按顺序依次对各行进行扫描。另一方面，根据各列锁存的数据，确定相应的列驱动器是否将该列与电源的另一端接通。接通的列，就在该行该列点亮相应的LED；未接通的列所对应的LED熄灭。第三节 总体电路设计总体电路图如图3.8，3.9所示：图3.8 16X16点阵8051主控电路图3.9 16X16共阳LED点阵驱动电路第四节 LED点阵显示电路设计88单色点阵共需要64个发光二极管组成，且每个二极管是放置在行线与列线的叉点上15。本设计是一种实用的汉字显示屏的制作，制作的是单色点阵。设计一个四

47、位的16X16的点阵电子显示屏。利用单片机串口扩展为并口，实现数据的列扫描，利用单片机的P1口译码来实现行扫描。加深对单片机和数字电路的理解，熟悉单片机串口的工作方式以及串口的扩展。汉字点阵显示是我国使用非常普遍的一种广告显示方式，通常是采用左右滚动或上下滚动的方式显示多个汉字。用点阵方式构成图形或文字，是非常灵活的，可以根据需要任意组合和变化，只要设计好合适的数据文件，就可以得到满意的显示效果。整机以美国ATMEL公司生产的40脚单片机AT89C51为核心，介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。通过该芯片控制一个行驱动器74LS154和八个列驱动器74HC595来驱动显示屏显示。88单色点阵LED结构分别如下图3.10（a）所示。图3.10（a） 88点阵外观及引脚图16X16点阵LED显示电路图如图3.10（b）所示：图3.10（b）16X16点阵LED显示电路一、LED显示原理汉字显示屏用于显示汉字、字符及图像信息，在公共汽车、银行、医院及户外广告等地方都有广泛的应用。下面是简单的汉字显示屏的制作，由单片机控制汉字的显示内容15。为了