基于89c51的點(diǎn)陣屏顯示設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文</p><p>　　題目：基于89C51的點(diǎn)陣屏顯示設(shè)計(jì)</p><p>　　院 系：信息工程系</p><p>　　專 業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù)</p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p><b>　　姓 名： <

2、;/b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　LED顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。由于它具有發(fā)光率高、使用壽命長(zhǎng)、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)，在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)芯片AT89C51為微機(jī)控制器，8×8點(diǎn)陣顯示屏為顯示模塊，結(jié)合行、列掃描驅(qū)動(dòng)邏輯電路

3、，編寫程序控制所有LED點(diǎn)工作在掃描微亮和穩(wěn)定點(diǎn)亮兩種狀態(tài)，用光敏三極管和比較器組成新型光筆，通過(guò)光筆檢測(cè)筆尖下方LED的掃描微亮光線使控制器進(jìn)入中斷并記錄當(dāng)前掃描點(diǎn)的坐標(biāo)編號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)信息輸入和LED屏顯示控制。本論文主要介紹89C51芯片的組成結(jié)構(gòu)及工作原理和8×8點(diǎn)陣顯示屏的結(jié)構(gòu)，利用89C51芯片控制的點(diǎn)陣顯示效果。LED顯示屏發(fā)展較快，本文講述了基于AT89C51單片機(jī)8×8LED漢字點(diǎn)陣滾動(dòng)顯示的基本原理

4、、硬件組成與設(shè)計(jì)、程序編寫與調(diào)試等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī)芯片；點(diǎn)陣顯示屏；LED；微機(jī)控制器</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The LED display is to use light emitting diode matrix modules or

5、pixel unit composed of a flat display screen.Because it has a high rate of light, long service life, flexible configuration, rich color and a strong ability to adapt indoor or outdoor environment and other advantages,

6、 it has a wide range of applications at home and abroad.This design using single chip microcomputer AT89C51 as microcomputer controller, 8 x 8 dot matrix display screen for display module, combined with the line an</

7、p><p>　　Keywords: AT89C51 single-chip microcomputer chip; dot matrix display; LED; Microcomputer controller</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p>

8、<p>　　Abstract3</p><p>　　第一章 引 言6</p><p>　　第二章 單片機(jī)簡(jiǎn)介10</p><p>　　2.1 單片機(jī)的概念及其特點(diǎn)10</p><p>　　2.1.1單片機(jī)的概念10</p><p>　　2.1.2 單片機(jī)的特點(diǎn)12</p>&l

9、t;p>　　2.2單片機(jī)的發(fā)展12</p><p>　　2.2.1 單片機(jī)的發(fā)展歷史12</p><p>　　2.2.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)13</p><p>　　2.3 單片機(jī)的應(yīng)用14</p><p>　　第三章 點(diǎn)陣顯示屏的構(gòu)成16</p><p>　　3.1 點(diǎn)陣顯示屏的構(gòu)成16</p&

10、gt;<p>　　3.2 AT89C51的單片機(jī)簡(jiǎn)介16</p><p>　　3.2.1主要性能17</p><p>　　3.2.2引腳說(shuō)明17</p><p>　　3.3點(diǎn)陣顯示屏簡(jiǎn)介18</p><p>　　3.3.1點(diǎn)陣顯示屏的結(jié)構(gòu)與原理19</p><p>　　3.3.2點(diǎn)陣顯示屏特點(diǎn)

11、20</p><p>　　第四章基于單片機(jī)的LED顯示屏實(shí)體設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.1設(shè)計(jì)思路21</p><p>　　4.2系統(tǒng)搭建22</p><p>　　4.3整裝軟件硬件25</p><p>　　第五章 結(jié) 論28</p><p><b>　　致 謝2

12、9</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p>　　附錄一C語(yǔ)言源程序31</p><p>　　附錄二 電路原理圖35</p><p><b>　　第一章 引 言</b></p><p>　?。?１關(guān)于５１單片機(jī)</p&

13、gt;<p>　　雖然目前單片機(jī)的品種很多，但其中最具代表性的當(dāng)屬Intel公司的MCS-51單片機(jī)系列。MCS-51以其典型的結(jié)構(gòu)、完善的總線、SFR的集中管理模式、位操作系統(tǒng)和面向控制功能的豐富的指令系統(tǒng)，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。MCS-51系列的典型芯片是80C51（CHMOS型的8051）。為此，眾多的廠商都介入了以80C51為代表的8位單片機(jī)的發(fā)展，如Philips、Siemens（Infineon）、D

14、allas、ATMEL等公司，我們把這些公司生產(chǎn)的與80C51兼容的單片機(jī)統(tǒng)稱為80C51系列。特別是在近年來(lái)，80C51系列又有了許多發(fā)展，推出了一些新產(chǎn)品，主要是改善單片機(jī)的控制功能，如內(nèi)部集成了高速I/O口、ADC、PWM、WDT等，以及低電壓、微功耗、電磁兼容、串行擴(kuò)展總線和控制網(wǎng)絡(luò)總線性能等。</p><p>　　ATMEL公司研制的89CXX系列是將flash memory（EEPROM）集成在80C

15、51中，作為用戶程序存儲(chǔ)器，并不改變80C51的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。</p><p>　　Philips公司的83/87CXX系列不改變80C51的結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)，省去了并行擴(kuò)展總線，屬于非總線的廉價(jià)性單片機(jī)，特別適合于家電產(chǎn)品。</p><p>　　Infineon（原Siemens半導(dǎo)體）公司推出的C500系列單片機(jī)在保持與80C51兼容的前提下，增強(qiáng)了各項(xiàng)性能，尤其是增強(qiáng)了電磁兼容性能，

16、增加了CAN總線接口，特別適用于工業(yè)控制、汽車電子、通信和家電領(lǐng)域。</p><p>　　鑒于80C51系列在硬件方面的的廣泛性、代表性和先進(jìn)性以及指令系統(tǒng)的兼容性，可用其作為本教材的介紹對(duì)象；至于其他類型的單片機(jī)，在深入學(xué)習(xí)和掌握了80C51單片機(jī)之后再去學(xué)習(xí)已不是什么難事。</p><p>　　80C51單片機(jī)系列芯片如表1-1所列。表中列出了80C51單片機(jī)系列的芯片型號(hào)，以及它們的

17、技術(shù)性能指標(biāo)，可以對(duì)它們的基本情況有一個(gè)概括的了解。下面在這個(gè)表的基礎(chǔ)上對(duì)80C51系列單片機(jī)作進(jìn)一步說(shuō)明。</p><p>　　1、51子系列和52子系列</p><p>　　80C51系列又分為51和52兩個(gè)字系列，并以芯片型號(hào)的最末位數(shù)字作為標(biāo)志。其中51子系列市基本型，而52子系列則書增強(qiáng)型。52子系列功能增強(qiáng)的具體方面，從表1-1所</p><p><

18、;b>　　內(nèi)容中可以看出：</b></p><p>　　片內(nèi)ROM蔥4KB（千字節(jié)）增加到8KB；</p><p>　　片內(nèi)RAM從128B增加到256B；</p><p>　　定時(shí)器/計(jì)數(shù)器從2個(gè)增加3個(gè)；</p><p>　　中斷源從5個(gè)增加到6個(gè)。</p><p>　　表1-1 80C51系

19、列單片機(jī)分類表</p><p>　　系列典型芯片片內(nèi)ROM形式片內(nèi)RAM并行I/O口定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷源串行I/O</p><p>　　51子系列80C31無(wú)128B4 * 82*1651</p><p>　　80C514KB掩膜ROM128B4 * 82*1651</p><p>　　87C514K

20、B EPPROM128B4 * 82*1651</p><p>　　89C514KB EEPROM128B4 * 82*1651</p><p>　　52子系列80C32無(wú)256B4 * 83*1661</p><p>　　80C528KB掩膜ROM256B4 * 83*1661</p><p>

21、;　　87C528KB EPPROM256B4 * 83*1661</p><p>　　89C528KB EEPROM256B4 * 83*1661</p><p>　　205189C20512KB EEPROM128B2 * 82*1651</p><p>　　2.片內(nèi)ROM存儲(chǔ)器配置形式</p><p&g

22、t;　　80C51單片機(jī)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器有多種配置形式，即：無(wú)、掩膜ROM（廠家一次性寫入的ROM）、EPROM和EEPROM（Flash）。這幾種配置形式對(duì)應(yīng)著不同的單片機(jī)芯片，它們各有特點(diǎn)，也各有其適用場(chǎng)所，在使用時(shí)應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行選擇。目前較普遍采用的表述方式是：內(nèi)部程序存儲(chǔ)器有兩種配置形式，它們是OTP（one time programmable,一次性可編程）和MTP（multi-times programmable，多次性可編程

23、）。注意兩種表述方式的異同。</p><p><b>　　單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)</b></p><p>　　1.制作工藝CMOS化（全盤CMOS化）</p><p>　　出于對(duì)低功耗的普遍要求，目前各大廠商推出各類單片機(jī)產(chǎn)品都采用了CHMOS工藝。</p><p>　　80c51系列單片機(jī)采用兩種半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)。一種是HM

24、OS工藝。即高密度短溝道MOS工藝。另一種是CHMOS工藝，即互補(bǔ)金屬氧化物的HMOS工藝。CHMOS是CMOS和HMOS的結(jié)合，除保持了HMOS的高速度和高密度的特點(diǎn)之外，還具有CMOS低功耗的特點(diǎn)。例如8051的功耗為630mW，而80C51的功耗只有120mW。在便攜式、手提式、或野外作業(yè)儀器設(shè)備上低功耗是非常有義。以此，在這些產(chǎn)品中必須使用CHMOS的單片機(jī)芯片。</p><p>　　考慮到學(xué)習(xí)和應(yīng)用的先

25、進(jìn)性，在表1-1中未列出一般的HMOS芯片型號(hào)，希望大家在選用時(shí)盡量選用CHMOS芯片。</p><p>　　2.盡量實(shí)現(xiàn)單片化</p><p>　　盡管我們常說(shuō)，單片機(jī)是將中原處理器CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等主要功能部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)，但由于工藝和其他的、方面的原因，很多功能部件。于是，用戶通常的做法是根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要在外圍擴(kuò)展功能芯片。隨著集成電路技術(shù)的

26、快速發(fā)展和“以人為本”思想在單片機(jī)設(shè)計(jì)上的體現(xiàn)，很多單片機(jī)生產(chǎn)廠家充分考慮到用戶的需求，將一些常用的功能部件，如A/D（模/數(shù)轉(zhuǎn)換器）、D/A(數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)、PWM（脈沖產(chǎn)生器）以及LCD（液晶）驅(qū)動(dòng)器等集成到芯片內(nèi)部，盡量做到單片機(jī)化；同時(shí)，用戶還可以提出要求，由廠家量身定做（SOC設(shè)計(jì)）或自行設(shè)計(jì)。</p><p>　　3.共性與個(gè)性共存</p><p>　　如今的市場(chǎng)上為我們提供

27、了豐富多彩的單片機(jī)產(chǎn)品。從宏觀上講，有RISC和CISC兩大類型；從微觀上說(shuō)，有Intel、Motorola、Philips、Microchip、EMC等公司的相關(guān)產(chǎn)品。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，都將維持這種群雄并起、共性與個(gè)性共存的局面。究其原因，主要有以下兩點(diǎn)：</p><p>　　首先，以80C51為代表的單片機(jī)的基礎(chǔ)地位不會(huì)動(dòng)搖。這是因?yàn)?0c51的架構(gòu)和指令系統(tǒng)為后來(lái)的單片機(jī)提供了參考基準(zhǔn)和強(qiáng)大支持，凡是學(xué)

28、過(guò)80C51的人再去學(xué)用其他類型的單片機(jī)易于反掌，借梯子爬坡何樂(lè)而不為呢？有關(guān)這方面的教材建設(shè)在出版界也得到了共識(shí)，取得斐然的成果；這足以解釋為什么在課堂上大家都以80C51的教材來(lái)進(jìn)行教與學(xué)了。</p><p>　　其次，個(gè)性化的產(chǎn)品如專用單片機(jī)等在滿足用戶需求方面得到了大家的認(rèn)可，在應(yīng)用領(lǐng)域大有后來(lái)趕上的架勢(shì)；它們由于先天的優(yōu)勢(shì)，在80C51的基礎(chǔ)上揚(yáng)長(zhǎng)避短，以用戶需要為根本，在市場(chǎng)上受到了歡迎。</p

29、><p>　　89C51芯片接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣顯示屏的顯示基本理論。熟練掌握89C51芯片的接口技術(shù)，根據(jù)點(diǎn)陣顯示效果來(lái)選擇接口。運(yùn)用理論知識(shí)充分了解點(diǎn)陣顯示屏的控制原理以及89C51芯片接口知識(shí)。本文以89C51芯片控制LED顯示屏進(jìn)行顯示，對(duì)LED顯示模塊單元如何進(jìn)行行列信號(hào)控制及信號(hào)傳輸中的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了研究。</p><p>　?。?２關(guān)于8×8點(diǎn)陣顯示屏</p>

30、<p>　　1.21LED電子顯示屏系統(tǒng)組成 </p><p>　　本系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)專用設(shè)備、顯示屏幕、視頻輸入端口和系統(tǒng)軟件等組成。 </p><p>　　計(jì)算機(jī)及專用設(shè)備：計(jì)算機(jī)及專用設(shè)備直接決定了系統(tǒng)的功能，可根據(jù)用戶對(duì)系統(tǒng)的不同要求選擇不同的類型。 </p><p>　　顯示屏幕：顯示屏的控制電路接收來(lái)自計(jì)算機(jī)的顯示信號(hào)，驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光產(chǎn)生畫面，并

31、通過(guò)增加功放、音箱輸出聲音。 </p><p>　　視頻輸入端口：提供視頻輸入端口，信號(hào)源可以是錄像機(jī)、影碟機(jī)、攝像機(jī)等，支持NTSC、PAL、S_Video等多種制式。 </p><p>　　系統(tǒng)軟件：提供LED播放專用軟件，powerpoint或ES98視頻播放軟件。 </p><p><b>　　系統(tǒng)原理圖如下：</b></p>

32、;<p>　　1.22LED電子顯示屏系統(tǒng)功能 </p><p>　　該系統(tǒng)具備如下功能： </p><p>　　以計(jì)算機(jī)為處理控制中心，電子屏幕與電腦顯示器(VGA)窗口某一區(qū)域逐點(diǎn)對(duì)應(yīng)，顯示內(nèi)容實(shí)時(shí)同步，屏幕映射位置可調(diào)，可方便隨意地選擇顯示畫面的大小。 </p><p>　　顯示點(diǎn)陣采用超高亮度 LED發(fā)光管(紅、綠雙基色)，256級(jí)灰度，顏色變

33、化組合65536種，色彩豐富逼真，并支持VGA 24位真彩色顯示模式。 </p><p>　　配備圖文信息及三維動(dòng)畫播放軟件，可播放高質(zhì)量的圖文信息及三維動(dòng)畫。播放軟件顯示信息的方式有覆蓋、合攏、開(kāi)簾、色彩交替、放大縮小等十多種形式。 </p><p>　　使用專用節(jié)目編輯播放軟件,可通過(guò)鍵盤,鼠標(biāo)、掃描儀等不同的輸入手段編輯、增加、刪除和修改文字、圖形、圖像等信息。編排存于控制主機(jī)或服務(wù)

34、器硬盤,節(jié)目播放順序與時(shí)間,實(shí)現(xiàn)一體化交替播放,并可相互疊加。 </p><p>　　可以接收顯示錄像機(jī)、影碟機(jī)等視頻信號(hào)。</p><p>　　1.23LED電子顯示屏系統(tǒng)簡(jiǎn)介及分類</p><p>　　近年來(lái)LED電子顯示屏市場(chǎng)得到了迅猛的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到銀行、郵電、稅務(wù)、機(jī)場(chǎng)、車站、證券市場(chǎng)及其它交易市場(chǎng)、醫(yī)院、電力、海關(guān)、體育場(chǎng)等多種需要進(jìn)行公告、宣傳的

35、場(chǎng)合。</p><p>　　LED是發(fā)光二極管Light Emitting Diode 的英文縮寫。LED顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的一顯示器件。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、耗電省、2、使用壽命長(zhǎng)、3、成本低、4、亮度高、5、視角大、6、可視距離遠(yuǎn)、7、規(guī)格品種多。</p><p>　　1.24LED顯示產(chǎn)品系列： </p><p>　　A、單色、彩色

36、條形顯示屏、B、計(jì)算機(jī)控制數(shù)碼顯示屏、C、單色圖文顯示屏、D、三色（紅、綠、黃）圖文顯示屏、E、點(diǎn)陣和數(shù)碼混合顯示屏（證券屏）、F、雙基色（紅、綠）多媒體視頻同步顯示屏、G、三基色（紅、綠、藍(lán)）多媒體視頻同步顯示屏</p><p>　　1.25LED顯示屏分類： </p><p>　　按顯示顏色分為：?jiǎn)渭t色、單綠色、紅綠雙基色、 紅綠藍(lán)三色 </p><p>　　按

37、使用功能分為：圖文顯示屏、多媒體視頻顯示屏、行情顯示屏、條形顯示屏 </p><p>　　按使用環(huán)境分為：室內(nèi)顯示屏、室外顯示屏、半戶外顯示屏 </p><p>　　按發(fā)光點(diǎn)直徑分為：φ3.0、φ3.7、φ4.8、φ5.0、φ8.0、ph8、ph10、ph16、ph20等。</p><p>　　基本發(fā)光點(diǎn)非行情類LED電子顯示屏中，室內(nèi)LED電子顯示屏按采用的LED

38、單點(diǎn)直徑可分為Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、Φ8mm、和Φ10mm等顯示屏；室外LED顯示屏按采用的象素直徑可分為Φ16mm、Φ19mm、Φ22mm和Φ26mm等LED顯示屏。行情類LED顯示屏中按采用的數(shù)碼管尺寸可分2.0cm(0.8inch)、2.5cm(1.0inch)、3.0cm(1.2inch)、4.6cmm(1.8inch)、5.8cm(2.3inch)、7.6cm(3inch)等LED顯示屏。</p>

39、<p>　　顯示顏色：LED顯示屏按顯示顏色分為單基色LED顯示屏（含偽彩色LED顯示屏），雙基色LED顯示屏和全彩色（三基色）LED顯示屏。按灰度級(jí)又可分為16、32、64、128、256級(jí)灰度LED顯示屏等。</p><p>　　顯示性能：LED顯示屏按顯示性能分為文本LED顯示屏、圖文LED顯示屏，計(jì)算機(jī)視頻LED顯示屏，電視視頻LED顯示屏和行情L(zhǎng)ED顯示屏等。行情L(zhǎng)ED顯示屏一般包括證券、利率

40、、期貨等用途的LED電子顯示屏。</p><p>　　1.26LED顯示屏技術(shù)特點(diǎn)： </p><p>　　A、效果卓越：采用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，畫面穩(wěn)定，無(wú)雜點(diǎn)，圖像效果清晰，動(dòng)畫效果生動(dòng)，多樣；視頻效果流暢；B、內(nèi)容豐富：可顯示文字、圖表、圖像、動(dòng)畫、視頻信息；C、方式靈活：可由用戶任意編排顯示模式；D、質(zhì)量保證：采用進(jìn)口發(fā)光材料、高品質(zhì)IC芯片、無(wú)噪聲大功率電源；E、信息量大：顯示的信息不

41、受限制；F、維修方便：模塊化設(shè)計(jì)，安裝，維護(hù)方便；</p><p><b>　　第二章 單片機(jī)簡(jiǎn)介</b></p><p>　　2.1單片機(jī)的概念及其特點(diǎn)</p><p>　　2.1.1單片機(jī)的概念</p><p>　　單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講

42、：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 </p><p>　　可以說(shuō)，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控

43、制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子

44、開(kāi)發(fā)者搞出來(lái)的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。 </p><p><b>　　單片機(jī)的歷史 ： </b></p><p>　　第一代：七十年代后期， 4 位邏輯控制器件發(fā)展到 8 位。使用 NMOS 工藝（速度低，功耗大、集成度低）。代表產(chǎn)品： MC6800 、 Intel 8048 。

45、 </p><p>　　第二代：八十年代初，采用 CMOS 工藝，并逐漸被高速低功耗的 HMOS 工藝代替。代表產(chǎn)品： MC146805 、 Intel 8051 。 </p><p>　　第三代：近十年來(lái)， MCU 的發(fā)展出現(xiàn)了許多新特點(diǎn)： </p><p>　　（ 1 ）在技術(shù)上，由可擴(kuò)展總線型向純單片型發(fā)展，即只能工作在單片方式。 </p>&l

46、t;p>　?。?2 ） MCU 的擴(kuò)展方式從并行總線型發(fā)展出各種串行總線。 </p><p>　　（ 3 ）將多個(gè) CPU 集成到一個(gè) MCU 中。 </p><p>　　（ 4 ）在降低功耗，提高可靠性方面， MCU 工作電壓已降至 3.3V 。 </p><p>　　第四代： FLASH 的使用使 MCU 技術(shù)進(jìn)入了第四代。 </p><

47、;p>　　2.1.2.單片機(jī)的特點(diǎn)</p><p>　?。?）高集成度，體積小，高可靠性 </p><p>　　單片機(jī)將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最小的。芯片本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，內(nèi)部布線很短，其抗工業(yè)噪音性能優(yōu)于一般通用的CPU。單片機(jī)程序指令，常數(shù)及表格等固化在ROM中不易破壞，許多信號(hào)通道均在一個(gè)芯片內(nèi)，故可靠性高。 </p>

48、<p><b>　?。?）控制功能強(qiáng) </b></p><p>　　為了滿足對(duì)對(duì)象的控制要求，單片機(jī)的指令系統(tǒng)均有極豐富的條件:分支轉(zhuǎn)移能力，I/O口的邏輯操作及位處理能力，非常適用于專門的控制功能。 </p><p>　　（3）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 </p><p>　　為了滿足廣泛使用于便攜式系統(tǒng)，許多單片機(jī)內(nèi)的

49、工作電壓僅為1.8V～3.6V，而工作電流僅為數(shù)百微安。 </p><p><b>　　（4）易擴(kuò)展 </b></p><p>　　片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。芯片外部有許多供擴(kuò)展用的三總線及并行、串行輸入/輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 </p><p>　?。?）優(yōu)異的性能價(jià)格比 </p><p&

50、gt;　　單片機(jī)的性能極高。為了提高速度和運(yùn)行效率，單片機(jī)已開(kāi)始使用RISC流水線和DSP等技術(shù)。單片機(jī)的尋址能力也已突破64KB的限制，有的已可達(dá)到1MB和16MB，片內(nèi)的ROM容量可達(dá)62MB，RAM容量則可達(dá)2MB。由于單片機(jī)的廣泛使用，因而銷量極大，各大公司的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更使其價(jià)格十分低廉，其性能價(jià)格比極高。</p><p><b>　　2.2單片機(jī)的發(fā)展</b></p>

51、<p>　　2.2.1單片機(jī)的發(fā)展史</p><p>　　1971年intel公司研制出世界上第一個(gè)4位的微處理器；Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel 4004，標(biāo)志著第一代微處理器問(wèn)世，微處理器和微機(jī)時(shí)代從此開(kāi)始。因發(fā)明微處理器，霍夫被英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》雜志列為“二戰(zhàn)以來(lái)最有影響力的7位科學(xué)家”之一 。 </p><p>　　1971年11月，In

52、tel推出MCS-4微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（包括4001 ROM芯片、4002 RAM芯片、4003移位寄存器芯片和4004微處理器 ）其中4004（下圖）包含2300個(gè)晶體管，尺寸規(guī)格為3mm×4mm，計(jì)算性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)年的ENIAC，最初售價(jià)為200美元。 </p><p>　　1972年4月，霍夫等人開(kāi)發(fā)出第一個(gè)8位微處理器Intel 8008。由于8008采用的是P溝道MOS微處理器，因此仍屬第一代微處

53、理器。 </p><p>　　1973年intel公司研制出8位的微處理器8080；1973年8月，霍夫等人研制出8位微處理器Intel 8080，以N溝道MOS電路取代了P溝道，第二代微處理器就此誕生。 </p><p>　　主頻2MHz的8080芯片運(yùn)算速度比8008快10倍，可存取64KB存儲(chǔ)器，使用了基于6微米技術(shù)的6000個(gè)晶體管，處理速度為0.64MIPS（Million In

54、structions Per Second ）。 </p><p>　　1975年4月，MITS發(fā)布第一個(gè)通用型Altair 8800，售價(jià)375美元，帶有1KB存儲(chǔ)器。這是世界上第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。 </p><p>　　1976年intel公司研制出MCS-48系列8位的單片機(jī)，這也是單片機(jī)的問(wèn)世。 </p><p>　　Zilog公司于1976年開(kāi)發(fā)的Z80微處

55、理器，廣泛用于微型計(jì)算機(jī)和工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備。當(dāng)時(shí)，Zilog、Motorola和Intel在微處理器領(lǐng)域三足鼎立。 </p><p>　　20世紀(jì)80年代初，Intel公司在MCS-48系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機(jī)。MCS-51系列單片機(jī)無(wú)論是片內(nèi)RAM容量，I/O口功能，系統(tǒng)擴(kuò)展方面都有了很大的提高。</p><p>　　2.2.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)</p

56、><p>　　現(xiàn)在可以說(shuō)單片機(jī)是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地?？v觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有：1.低功耗CMOS化MCS-51系列的8031推出時(shí)的功耗達(dá)630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW左右，隨著對(duì)單片機(jī)

57、功耗要求越來(lái)越低，現(xiàn)在的各個(gè)</p><p>　　現(xiàn)在可以說(shuō)單片機(jī)是百花齊放，百家爭(zhēng)鳴的時(shí)期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地。</p><p>　　縱觀單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，大致有：</p><p&

58、gt;　　1.低功耗CMOS化</p><p>　　MCS-51系列的8031推出時(shí)的功耗達(dá)630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW左右，隨著對(duì)單片機(jī)功耗要求越來(lái)越低，現(xiàn)在的各個(gè)單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)和CHMOS(互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而C

59、HMOS則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)，這些特征，更適合于在要求低功耗象電池供電的應(yīng)用場(chǎng)合。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。</p><p><b>　　2.微型單片化</b></p><p>　　現(xiàn)在常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(RAM)、只讀程序存儲(chǔ)器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路、時(shí)鐘電路集成在一

60、塊單一的芯片上，增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如A/D轉(zhuǎn)換器、PMW(脈寬調(diào)制電路)、WDT(看門狗)、有些單片機(jī)將LCD(液晶)驅(qū)動(dòng)電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。</p><p>　　此外，現(xiàn)在的產(chǎn)品普遍要求體積小、重量輕，這就要求單片機(jī)除了功能強(qiáng)和功耗低外，還要求其體積要小?，F(xiàn)在的許多單片機(jī)都具有多種封

61、裝形式，其中SMD(表面封裝)越來(lái)越受歡迎，使得由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)正朝微型化方向發(fā)展。</p><p>　　3.主流與多品種共存</p><p>　　現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多，各具特色，但仍以80C51為核心的單片機(jī)占主流，兼容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產(chǎn)品，ATMEL公司的產(chǎn)品和中國(guó)TW的Winbond系列單片機(jī)。所以C8051為核心的單片機(jī)占據(jù)了半壁江山。而Microch

62、ip公司的PIC精簡(jiǎn)指令集(RISC)也有著強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，中國(guó)TW的HOLTEK公司近年的單片機(jī)產(chǎn)量與日俱增，與其低價(jià)質(zhì)優(yōu)的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)一定的市場(chǎng)分額。此外還有MOTOROLA公司的產(chǎn)品，日本幾大公司的專用單片機(jī)。在一定的時(shí)期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個(gè)單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面，走的是依存互補(bǔ)，相輔相成、共同發(fā)展的道路。</p><p><b>　　2.3單片機(jī)的應(yīng)用</b><

63、/p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機(jī)械了。因此，單

64、片機(jī)的學(xué)習(xí)、開(kāi)發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 　　單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇： 　　</p><p>　　1.在智能儀器儀表上的應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度

65、、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。 　　</p><p>　　2.在工業(yè)控制中的應(yīng)用：用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 　　</p>&l

66、t;p>　　3.在家用電器中的應(yīng)用：可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯煲、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門，無(wú)所不在。 　　</p><p>　　4.在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用：現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，

67、從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。</p><p>　　5.單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 </p><p>　　6.在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用 ：某些專用單片機(jī)設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)特定功能，從而

68、在各種電路中進(jìn)行模塊化應(yīng)用，而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如音樂(lè)集成單片機(jī)，看似簡(jiǎn)單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機(jī)的原理），就需要復(fù)雜的類似于計(jì)算機(jī)的原理。如：音樂(lè)信號(hào)以數(shù)字的形式存于存儲(chǔ)器中（類似于ROM），由微控制器讀出，轉(zhuǎn)化為模擬音樂(lè)電信號(hào)（類似于聲卡）。 　　在大型電路中，這種模塊化應(yīng)用極大地縮小了體積，簡(jiǎn)化了電路，降低了損壞、錯(cuò)誤率，也方便于更換。 　　</p><p>　　7.單片機(jī)在汽車

69、設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，基于CAN總線的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)智能電子控制器，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，abs防抱死系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)等等。 　　</p><p>　　此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。</p><p>　　第三章8×8點(diǎn)陣顯示屏的構(gòu)成</p><p>　　3.1 8&

70、#215;8點(diǎn)陣顯示屏的構(gòu)成</p><p>　　8×8點(diǎn)陣由八行八列總共64個(gè)雙色LED組成。每一條行線是這一行LED的共陽(yáng)極端點(diǎn)，列線根據(jù)所連接的針腳的不同分為紅色共陰極端點(diǎn)和綠色共陰極端點(diǎn)。當(dāng)連接紅色共陰極時(shí)LED顯示紅色，連接綠色共陰極時(shí)顯示綠色。當(dāng)兩者同時(shí)連通時(shí)則顯示黃色。</p><p>　　對(duì)于這樣矩陣式顯示的器件，采用掃描的方式。對(duì)于8×8點(diǎn)陣采用行掃描

71、或者列掃描都可以。但為了使8×8點(diǎn)陣能具有根據(jù)</p><p>　　輸入顯示紅、綠、黃三色功能。因此基于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便的考慮，把列線(即共陰極點(diǎn)) 作為掃描線，而把行線作為數(shù)據(jù)輸入線。</p><p>　　DR1~8是用來(lái)控制行顯示，DC1~8控制列顯示而且選擇顯示顏色。</p><p>　　8×8點(diǎn)陣顯示屏的構(gòu)成圖</p><p&

72、gt;　　3.2 AT89C51的單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p><b>　　3.2.1主要性能</b></p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非

73、易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。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，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。 </p><p><b>　　主要性能：</b></p><p>　　·與MCS-51 兼容</p><p>　

74、　·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器</p><p><b>　　·全靜態(tài)工作：</b></p><p><b>　　·三級(jí)程序存儲(chǔ)器</b></p><p>　　·128*8位內(nèi)部RAM電子園51單片機(jī)學(xué)習(xí)網(wǎng)</p><p><b>　　·5個(gè)中

75、斷源</b></p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p><b>　　3.2.2引腳說(shuō)明</b></p><p>　　AT89C51芯片引腳說(shuō)明：</p><p><b>　　VCC：供電電壓。

76、</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。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

77、部必須被拉高。 </p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。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。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　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

78、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。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。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。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p&g

79、t;<p>　　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。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。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。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：</p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p

80、><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）</p><p>　　P3.6

81、/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，

82、此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。</p><p>　　P

83、SEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)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)。</p><p>　　EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。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。在FLASH編程期間，此引腳也用

84、于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　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。</p><p>　　XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　3.3點(diǎn)陣顯示屏簡(jiǎn)介</p><p>　　3.3.1點(diǎn)陣顯示屏的結(jié)構(gòu)與原理</p><p>　　在LED顯示系統(tǒng)中，點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)單元為

85、其基本構(gòu)成。每個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)單元又是若干個(gè)8*8點(diǎn)陣的LED顯示模塊組成。通過(guò)多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)板拼裝在一起，構(gòu)成一個(gè)數(shù)平方米的顯示屏，能用來(lái)顯示各種文字、圖像。LED顯示屏包括計(jì)算機(jī)視頻采集電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路及電源，如圖3-1所示。</p><p><b>　　LED顯示屏結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　LED顯示屏具有紅、綠兩種基色，每基色256級(jí)灰度，像素節(jié)距為7

86、.62mm，像素在水平方向可達(dá)成1024點(diǎn)，垂直方向可達(dá)成768點(diǎn)。</p><p>　　點(diǎn)陣LED顯示器的結(jié)構(gòu)和原理與七段LED數(shù)碼顯示器是一樣的，均由發(fā)光二極管組成，但兩者的排列結(jié)構(gòu)不同。點(diǎn)陣LED顯示器是由發(fā)光二極管組成的陣列。</p><p>　　顯示接口可采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)和動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)方式。但點(diǎn)陣式LED顯示器通常用在大面積漢字或圖形顯示的場(chǎng)合，因?yàn)辄c(diǎn)陣數(shù)很多，所以連接線也很多

87、，如果采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的方式，連線將會(huì)很復(fù)雜，硬件的成本將增加。因此通常采用的是動(dòng)態(tài)掃描的驅(qū)動(dòng)方式。</p><p>　　點(diǎn)陣式LED顯示器通常都做成8×8點(diǎn)陣或16×16點(diǎn)陣模塊，使用較為方便，如圖3-2所示。</p><p>　　用于發(fā)布消息、顯示漢字的點(diǎn)陣式LED顯示屏通常由若干塊LED點(diǎn)陣顯示模塊組成；例如用于顯示漢字、圖形的8×8單色LED顯示點(diǎn)陣模塊。

88、為了減少引腳且便于封裝，各種LED顯示點(diǎn)陣模塊都采用陣列形式排布，即在行列線的交點(diǎn)處接有顯示LED。因此，LED點(diǎn)陣顯示模塊的顯示驅(qū)動(dòng)只能采用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方式，每次最多只能點(diǎn)亮一行LED（共陽(yáng)形式LED顯示點(diǎn)陣模塊）或一列LED（共陰形式LED顯示點(diǎn)陣模塊）。微機(jī)通過(guò)總線操作控制來(lái)完成對(duì)每一個(gè)LED點(diǎn)陣顯示模塊內(nèi)每個(gè)LED顯示點(diǎn)的亮、暗控制操作。以此類推，可實(shí)現(xiàn)整屏LED點(diǎn)陣的亮、暗控制，從而實(shí)現(xiàn)LED顯示屏漢字或圖象的顯示控制操作。<

89、;/p><p>　　圖3-2 (8×8)點(diǎn)陣LED顯示模塊結(jié)構(gòu)原理及引腳圖</p><p>　　3.3.2顯示屏特點(diǎn)</p><p>　　LED顯示屏是由若干個(gè)顯示單元拼接而成的，其顯示方式采用LED點(diǎn)陣與計(jì)算機(jī)顯示器屏幕相映射的原理，即LED點(diǎn)陣的一個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)著計(jì)算機(jī)顯示屏的一個(gè)像素點(diǎn)，例如計(jì)算機(jī)屏幕上的畫面按分辨率分為640列、480行，即LED顯示屏

90、上640*480個(gè)點(diǎn)陣單元，每個(gè)點(diǎn)陣單元又包括紅、綠、藍(lán)三種發(fā)光二極管，這三種發(fā)光二極管發(fā)出三種顏色的光混色后得到人眼所感覺(jué)到顏色，根據(jù)光學(xué)三基色原理，我們只采集計(jì)算機(jī)屏幕上的每一點(diǎn)的圖像進(jìn)行數(shù)字化并分解為紅、綠、藍(lán)三種信號(hào)，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)處理后，傳遞到LED點(diǎn)陣屏幕上的點(diǎn)陣單元中，分別驅(qū)動(dòng)相對(duì)顏色的發(fā)光二極管，即實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)屏幕在LED點(diǎn)陣屏幕上的映射。</p><p>　　可實(shí)現(xiàn)超高密度：室內(nèi)可高達(dá)62.500點(diǎn)/

91、平米（P4）。 　　</p><p>　　混色好：利用發(fā)光器件本身的微化處理和光的波粒二象性，使得紅光粒子，純綠光粒子，藍(lán)光粒子三種粒子都將得到充分地相互混合攪勻。 　　</p><p>　　抗靜電性能優(yōu)勢(shì)超強(qiáng)：制作環(huán)境有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)還有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的絕緣設(shè)計(jì)。 　　可靠性能強(qiáng)：相對(duì)于SMD和LED LAMP來(lái)說(shuō)，LED DOT-MATRIX平整性非常好，很有美學(xué)上的觀感。 　　</p&

92、gt;<p>　　可視角度大：140度（水平方向） 　　</p><p>　　通透性高：新一代點(diǎn)陣技術(shù)憑借晶片自身的高度純度性能，以及幾近100%光通率的環(huán)氧樹(shù)脂材料，達(dá)到了接近完美的通透率。 　　</p><p>　　亮度高：相對(duì)0603或0805等形式的分立表貼，LED可以有更多的光通量被反射出，而且我司目前的 　　</p><p>　　實(shí)用新型專

93、利；4×4模塊形式，可實(shí)現(xiàn)1/4掃描，進(jìn)一步提高了亮度。</p><p>　　第四章 基于單片機(jī)的LED顯示屏實(shí)體設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　硬件的設(shè)計(jì)比較困難，因?yàn)樗媾R的都是很實(shí)際的問(wèn)題。一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，有時(shí)候甚至很難恢復(fù)。</p><p>　　我的硬件設(shè)計(jì)采

94、取步步為營(yíng)，個(gè)個(gè)擊破的方針。這樣避免了系統(tǒng)出現(xiàn)大的問(wèn)題。</p><p>　　首先是電源的選擇，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)為L(zhǎng)ED矩陣構(gòu)成的點(diǎn)陣屏，需要很穩(wěn)定及高效的電源，所以我選擇了開(kāi)關(guān)電源。然后是板子的選擇，考慮到設(shè)計(jì)的重要性，我選擇了一塊質(zhì)量很高的萬(wàn)能板。這樣兩大基礎(chǔ)性問(wèn)題得到了解決。</p><p>　　下面是器件的選擇。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要4塊8*8的LED點(diǎn)陣模塊來(lái)組成16*16的顯示窗口。需

95、要一塊LCD1602，用于顯示和調(diào)試單片機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，需要一個(gè)單片機(jī)，這也是設(shè)計(jì)的核心器件之一。然后就是一些外圍的控制器件的選擇，比如串行輸入并行輸出的74HC595,4線16線譯碼器74HC154,還有晶振，電阻，電容等器件。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本次設(shè)計(jì)還用到了溫度傳感芯片DS18B20，和實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302,并將數(shù)據(jù)通過(guò)LCD1602，和LED點(diǎn)陣屏顯示。</p><

96、;p>　　本設(shè)計(jì)的大概框架如圖4-1。</p><p>　　圖4-1 設(shè)計(jì)模塊方框圖</p><p><b>　　4.2 系統(tǒng)搭建</b></p><p>　　對(duì)于系統(tǒng)的搭建，我選擇了先整體后局部的設(shè)計(jì)模式。</p><p>　　首先是電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在電路板的右下方設(shè)計(jì)了電源接口，以便5V開(kāi)關(guān)電源的順利接入，考慮

97、到系統(tǒng)穩(wěn)定性，緊接著設(shè)計(jì)了2安培的保險(xiǎn)管，以防系統(tǒng)短路或功率過(guò)大，然后就是防反接系統(tǒng)，為防止電源反接造成系統(tǒng)短路，在電源主干道上接了單向?qū)ǖ亩O管，最后就是電源指示燈的設(shè)計(jì)了，用一個(gè)普通的發(fā)光二極管和限流電阻就可以完成了。電源系統(tǒng)的實(shí)物設(shè)計(jì)如圖4-2：</p><p><b>　　圖4-2電源模塊</b></p><p>　　然后是單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)震蕩

98、單路，復(fù)位電路，以及P0口的上拉電阻，設(shè)計(jì)實(shí)物如圖4-3。</p><p><b>　　圖4-3控制模塊</b></p><p>　　最小系統(tǒng)完成后，單片機(jī)就可以正常工作了。這時(shí)候不妨下載一些小程序，看看各個(gè)端口能否正常輸出。這些都完成后，就要給系統(tǒng)安裝一個(gè)“嘴巴”，我們可以從它那里了解系統(tǒng)的一些數(shù)據(jù)，以防盲目設(shè)計(jì)。這就用到了LCD1602顯示屏，我們可以用它來(lái)反饋后

99、面的設(shè)計(jì)是否成功。將顯示屏安裝完成后，調(diào)入程序，驅(qū)動(dòng)它工作，然后寫入一些數(shù)據(jù)，顯示正常。那么進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)：</p><p>　　圖4-4LCD顯示模塊</p><p>　　下一步就是搭建溫度檢測(cè)和實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，溫度檢測(cè)芯片DS18B20，初看像三極管，因?yàn)樗捎脝慰偩€結(jié)構(gòu)，大大簡(jiǎn)化了外圍電路，只需將中間一根數(shù)據(jù)線跟單片機(jī)相連，并接一5K上拉電阻就可以了。兩邊的兩根線接+5V的電壓。實(shí)時(shí)時(shí)

100、鐘芯片DS1302需要外接震蕩單路，以保證芯片的正常工作，還需要外接一3.6V備用電源，以保證斷電時(shí)時(shí)鐘芯片還能正常計(jì)數(shù)。硬件電路如圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5數(shù)據(jù)采集模塊</p><p>　　然后就是本設(shè)計(jì)另外一個(gè)核心系統(tǒng)點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)。主要分三個(gè)方面，第一是行掃信號(hào)，第二是列掃信號(hào)，第三就是顯示屏的排列。行掃信號(hào)主要有4線16線譯碼器完成，因?yàn)檩敵鲭娖截?fù)電平有效，所以

101、需要反相器74HC04來(lái)配合；列掃信號(hào)由串行輸入并行輸出芯片74HC595來(lái)完成，用來(lái)提供數(shù)據(jù)信號(hào)。顯示屏需要四塊才能構(gòu)成16*16，也就是256像素的顯示模塊，需要將其行和列的端角與外圍芯片準(zhǔn)確連接。硬件電路如圖4-6所示：</p><p>　　圖4-6LED顯示模塊</p><p>　　這樣，整個(gè)電路系統(tǒng)就完成了，最終的系統(tǒng)圖4-7如下：</p><p><

102、;b>　　圖4-7 實(shí)物圖</b></p><p>　　4.3 整裝軟件硬件</p><p>　　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成如果沒(méi)有軟件的配合，也就無(wú)異于只有肉體，沒(méi)有靈魂。而且個(gè)個(gè)元件相互獨(dú)立，沒(méi)有任何的聯(lián)系和通信，只有用軟件將它們有機(jī)的整合起來(lái)，系統(tǒng)的能力才能得以發(fā)揮。向單片機(jī)中下載軟件，需要三個(gè)條件，第一是需要有完整的單片機(jī)最小系統(tǒng)，我們已經(jīng)設(shè)計(jì)成功。第二個(gè)條件就是需要硬件下

103、載器，我選擇了PL2303,USB轉(zhuǎn)RS232控制器[14]，它完全遵從USB1.1協(xié)議，支持到RS-232接口的轉(zhuǎn)換，支持自動(dòng)握手模式，支持遠(yuǎn)程喚醒和電源管理，內(nèi)建USB收發(fā)器等。連接示意圖如圖4-8：</p><p><b>　　USB接口</b></p><p><b>　　圖4-8下載器連接</b></p><p>

104、;　　第三個(gè)條件就是上位機(jī)軟件，即控制將HEX文檔通過(guò)下載器下載到單片機(jī)上的軟件，我選擇了為stc-isp-v3.9，將軟件安裝完成后，將下載器與計(jì)算機(jī)和單片機(jī)連接好，打開(kāi)stc-isp軟件，界面如圖4-9，</p><p>　　圖4-9在線下載仿真</p><p>　　然后選擇所要下載的HEX文件，下載到單片機(jī)上即可。最終設(shè)計(jì)效果如圖4-10：</p><p>　

105、　圖4-10最終仿真結(jié)果</p><p>　　至此，本次設(shè)計(jì)完成。</p><p><b>　　第五章 結(jié) 論</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，AT89C51很好的完成了點(diǎn)陣電子顯示屏的控制工作，并且通過(guò)使用74HC595移位鎖存器可以減少I/O口的使用數(shù)目，使之可以能擴(kuò)展更多的外圍器件，可以更加有效地使用單片機(jī)的資源，所編寫的程序占

106、用資源較小并能順利的控制單片機(jī)的工作。依靠Proteus強(qiáng)大的仿真功能，所設(shè)計(jì)的點(diǎn)陣電子顯示屏通過(guò)了功能測(cè)試，具備了應(yīng)用于實(shí)際的可能?？偟膩?lái)說(shuō)，基于單片機(jī)的點(diǎn)陣電子顯示屏，在生活實(shí)際中具有很強(qiáng)的應(yīng)用性，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的市場(chǎng)價(jià)值。</p><p>　　通過(guò)對(duì)點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)了利用單片機(jī)開(kāi)發(fā)的基本流程，并且能夠設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的外部電路，并且熟悉了通過(guò)編制程序控制單片機(jī)完成特定功能的方式方法。尤其是熟悉了

107、單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)中所涉及到的單片機(jī)I/O口的功能、定時(shí)器、中斷等一系列知識(shí)。在仿真調(diào)試時(shí)掌握了Proteus軟件的基本使用，切身體會(huì)到EDA在硬件開(kāi)發(fā)中的強(qiáng)大作用。</p><p>　　總之，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我知道了硬件電路開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)遇到許多的困難，開(kāi)發(fā)過(guò)程是曲折的，但是我也體會(huì)到硬件開(kāi)發(fā)帶來(lái)的樂(lè)趣。通過(guò)這次的經(jīng)驗(yàn)積累，相信在以后的開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)給我巨大的鼓勵(lì)，做出自己的創(chuàng)新成果。</p><p&

108、gt;　　基于單片機(jī)的點(diǎn)陣電子顯示屏比傳統(tǒng)上的廣告牌具有更多優(yōu)勢(shì)。在單片機(jī)控制下，編寫程序可以使點(diǎn)陣電子顯示屏動(dòng)態(tài)顯示各種字符、圖案，控制起來(lái)也比較方便。由于單片機(jī)技術(shù)仍在不斷改進(jìn)，點(diǎn)陣電子顯示屏擁有較為廣闊的發(fā)展前景。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　此論文的編寫，要感謝專業(yè)老師xx老師等平時(shí)盡心教學(xué)以及論文輔導(dǎo)老師xx老師的細(xì)心

109、指導(dǎo)，才能使我在利用專業(yè)知識(shí)順利的將本論文寫好。同時(shí)也感謝譚浩強(qiáng)編寫的《51單片機(jī)C語(yǔ)言教程—入門》，通過(guò)閱讀該書使我對(duì)51單片機(jī)有了更深刻的了解，同時(shí)能夠更熟練的編寫Ｃ語(yǔ)言程序，使得我在寫論文設(shè)計(jì)時(shí)更加的得心應(yīng)手。也借此機(jī)會(huì)感謝在平時(shí)幫助我寫論文的同學(xué)和老師，因?yàn)槟銈兊膸椭刮以诤芏嗖欢脝?wèn)題上得以解決，也因?yàn)槟銈兤綍r(shí)的關(guān)心使得我可以全心的寫好本論文設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

110、/b></p><p>　?。?）鄒金勝，基于單片機(jī)控制的點(diǎn)陣漢字顯示屏，電子元器件應(yīng)用。</p><p>　　（2）袁強(qiáng)等，基于單片機(jī)89C51和89C2051點(diǎn)陣LED顯示系統(tǒng)，中國(guó)科技信息。</p><p>　　（3）譚浩強(qiáng)，51單片機(jī)C語(yǔ)言教程—入門，提高，開(kāi)發(fā)，拓展全攻略。</p><p>　?。?）韓潤(rùn)萍等，點(diǎn)陣LED顯示屏