基于89s52單片機(jī)與led點(diǎn)陣的音樂(lè)盒設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目 基于89S52單片機(jī)與LED </p><p>　　點(diǎn)陣的音樂(lè)盒的設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)生所在學(xué)院 電氣信息學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù) </p

2、><p>　　學(xué) 號(hào) 20096421 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 魏煒 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 徐漫琳 </p><p>　　助理指導(dǎo)教師 </p>

3、<p>　　起 止 日 期 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，人們正處于一個(gè)信息時(shí)代。每天要通過(guò)電視，廣播，通信，互聯(lián)網(wǎng)等多重媒體獲取大量的信息。而現(xiàn)代信息的存儲(chǔ)和傳輸越來(lái)越趨于高科技化，LED電子顯示屏作為一個(gè)信息傳遞沒(méi)加，在人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)中，

4、起著不可替代的作用。</p><p>　　LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開(kāi)的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來(lái)是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。</p><p>　　LED因其體積小，耗電量低，亮度及環(huán)保等有點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用

5、于公共場(chǎng)所的大屏顯示上，LED點(diǎn)陣大屏可應(yīng)用于戶(hù)外廣告，交通導(dǎo)航，大廳公告，比賽的多媒體實(shí)時(shí)顯示等領(lǐng)域?，F(xiàn)代LED的發(fā)展很快，很多研究領(lǐng)域非常已經(jīng)深刻，實(shí)際情況是：很多相關(guān)的知識(shí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們?cè)谛W(xué)生的能力范圍，所以在此只是簡(jiǎn)單的研究一下用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的LED顯示移動(dòng)的漢字。本設(shè)計(jì)作品的用途正是在于實(shí)現(xiàn)大屏顯示的核心功能，即漢字的顯示，可實(shí)際用于簡(jiǎn)單的顯示系統(tǒng)中，如簡(jiǎn)單的排隊(duì)叫號(hào)顯示屏，電梯顯示屏等。</p><p&

6、gt;　　一首音樂(lè)是由許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對(duì)應(yīng)著不同的頻率。這樣就可以利用不同的頻率的組合，構(gòu)成所想要的音樂(lè)了。當(dāng)然，對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)產(chǎn)生不同的頻率非常方便，可以利用單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來(lái)產(chǎn)生這樣的方波頻率信號(hào)。所以，只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。</p><p>　　漢字點(diǎn)陣顯示是我國(guó)使用非常普遍的一種廣告顯示方式，通常是采用左右滾動(dòng)或上下滾動(dòng)的方式顯示多個(gè)漢字。用點(diǎn)陣方式構(gòu)成圖形或

7、文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計(jì)好合適的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿(mǎn)意的顯示效果。因而采用點(diǎn)陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。</p><p>　　本設(shè)計(jì)結(jié)合了LED漢字點(diǎn)陣顯示以及單片機(jī)的電子發(fā)聲的原理，設(shè)計(jì)了一種可以播放并流動(dòng)顯示音樂(lè)名字的音樂(lè)盒。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 89S52單片機(jī)，16x16漢字顯示，音樂(lè)盒</p>&l

8、t;p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p><b>　　1.2 目的3<

9、;/b></p><p><b>　　2 方案設(shè)計(jì)4</b></p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.2 實(shí)現(xiàn)功能5</p><p>　　3 硬件電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介6</p><p>　　3.1.1中央

10、處理器7</p><p>　　3.1.2存儲(chǔ)器組織8</p><p>　　3.1.3 AT89S52結(jié)構(gòu)框圖9</p><p>　　3.1.4 AT89S52的主要特性10</p><p>　　3.1.5 AT89S52引腳功能與封裝11</p><p>　　3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)14</p>

11、<p>　　3.3 總體電路設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.4 LED點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.4.1 LED顯示原理17</p><p>　　3.4.2 點(diǎn)陣的流動(dòng)顯示20</p><p>　　3.5電子發(fā)聲電路設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.6譯碼電路設(shè)計(jì)25<

12、;/p><p>　　3.7驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)27</p><p>　　4 程序設(shè)計(jì)與調(diào)試29</p><p>　　4.1 程序流程圖29</p><p>　　4.2 LED點(diǎn)陣顯示程序29</p><p>　　4.3 電子發(fā)聲程序31</p><p>　　5 硬件調(diào)試結(jié)果與分析38</p

13、><p>　　5.1 LED顯示部分調(diào)試38</p><p>　　5.2 電子發(fā)聲部分調(diào)試39</p><p>　　5.3 音樂(lè)盒整體效果介紹39</p><p><b>　　6 試驗(yàn)總結(jié)40</b></p><p><b>　　7 附錄41</b></p>

14、<p>　　附錄A：電路原理圖41</p><p>　　附錄B：整體PCB圖42</p><p>　　附錄C：元件清單43</p><p>　　附錄D：實(shí)物圖44</p><p>　　附錄E：完整程序代碼47</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)74</b></p&

15、gt;<p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1概述</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，人們正處于一個(gè)信息時(shí)代。每天要通過(guò)電視，廣播，通信，互聯(lián)網(wǎng)等多重媒體獲取大量的信息。而現(xiàn)代信息的存儲(chǔ)和傳輸越來(lái)越趨于高科技化，LED電子顯示屏作為一個(gè)信息傳遞沒(méi)加，在人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)中，起著不可替

16、代的作用。</p><p>　　單片微型計(jì)算機(jī)（single chip microcomputer）簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，它是為各類(lèi)專(zhuān)用控制器而設(shè)計(jì)的通用或?qū)Ｓ梦⑿陀?jì)算機(jī)系統(tǒng)，高密度集成了普通計(jì)算機(jī)微處理器，一定容量的RAM和ROM以及輸入/輸出接口，定時(shí)器等電路于一塊芯片上構(gòu)成的。</p><p>　　單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，以極其高的性?xún)r(jià)比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。

17、單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，開(kāi)發(fā)較為容易。在現(xiàn)代工業(yè)控制和一些智能化儀器儀表中，越來(lái)越多的場(chǎng)所需要用點(diǎn)陣圖形顯示器顯示漢字，漢字顯示屏也廣泛應(yīng)用到汽車(chē)報(bào)站器，廣告屏等。所以研究LED顯示有實(shí)用的意義。</p><p>　　LED顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)

18、算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫(huà)、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。LED顯示屏顯示畫(huà)面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫(huà)，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、車(chē)站、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、證券市場(chǎng)、工業(yè)企業(yè)管理等公共場(chǎng)所。 </p><p>　　LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏

19、無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開(kāi)的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來(lái)是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。</p><p>　　漢字顯示方式是先根據(jù)所需要的漢字提取漢字點(diǎn)陣（如16

20、15;16 點(diǎn)陣），將點(diǎn)陣文件存入ROM，形成新的漢字編碼；而在使用時(shí)則需要先根據(jù)新的漢字編碼組成語(yǔ)句，再由MCU根據(jù)新編碼提取相應(yīng)的點(diǎn)陣進(jìn)行漢字顯示。不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對(duì)應(yīng)的LED器件發(fā)光。通常事先把需要顯示的圖形文字轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣圖形，在按照顯示控制的要求以一定的格式形成顯示數(shù)據(jù)。對(duì)于只控制通斷的圖文顯示屏來(lái)說(shuō)，每個(gè)LED發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的1位（1bit），在需要該LE D器件發(fā)光的數(shù)

21、據(jù)中相應(yīng)的位填1，否則填0。當(dāng)然，根據(jù)控制電路的安排，相反的定義同樣時(shí)可行的。這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點(diǎn)填寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)，就可以構(gòu)成一個(gè)顯示數(shù)據(jù)文件。顯示圖形的數(shù)據(jù)文件，其格式相對(duì)自由，只要能夠滿(mǎn)足顯示控制的要求即可。文字的點(diǎn)陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計(jì)算機(jī)通用的字庫(kù)字模。組成一個(gè)字的點(diǎn)陣，其大小也可以有16×16、24×24、32×32、48×48等不同規(guī)格。</p&

22、gt;<p>　　用點(diǎn)陣方式構(gòu)成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計(jì)好合適的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿(mǎn)意的顯示效果。因而采用點(diǎn)陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。</p><p>　　圖文顯示屏的顏色，有單色、雙色、和多色幾種。最常用的是單色圖文屏。單色屏多使用紅色或橘紅色或橙色LED點(diǎn)陣單元。雙色圖文屏和多色圖文屏，在LED點(diǎn)陣的每一個(gè)“點(diǎn)”上布置有兩個(gè)或多個(gè)

23、不同顏色的LED發(fā)光器件。換句話(huà)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于每種顏色都有自己的顯示矩陣。顯示的時(shí)候，各顏色的顯示點(diǎn)陣是分開(kāi)控制的。事先設(shè)計(jì)好各種顏色的顯示數(shù)據(jù)，顯示時(shí)分別送到各自的顯示點(diǎn)陣，即可實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。每一種顏色的控制方法和單色的完全相同，因此掌握了單色圖文顯示屏的原理，雙色屏和多色屏就不難理解了。</p><p>　　為了吸引觀眾增強(qiáng)顯示效果，可以有多種顯示模式。最簡(jiǎn)單的顯示模式是靜態(tài)顯示。與靜態(tài)顯示模式相對(duì)應(yīng)，就有各種動(dòng)

24、態(tài)顯示模式，它們所顯示的圖文都是能夠動(dòng)的。按照?qǐng)D文運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)又可以分為閃爍、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等多種顯示模式。產(chǎn)生不同顯示模式的方法，并不意味著一定要重新編寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)，可以通過(guò)一定的算法從原來(lái)的顯示數(shù)據(jù)直接生成。例如，按順序調(diào)整行號(hào)，可以使顯示圖文產(chǎn)生上下平移；而順序調(diào)整列顯示數(shù)據(jù)的位置，就可以達(dá)到左右平移的目的；刷新的時(shí)間控制，要考慮運(yùn)動(dòng)圖形文字的顯示效果。刷新太慢，動(dòng)感不顯著；刷新太快了，中間過(guò)程看不清。一般刷新周期可控制在幾十毫秒范

25、圍之內(nèi)。</p><p>　　音調(diào)是由不同的頻率產(chǎn)生的，而每一個(gè)音調(diào)都是由一個(gè)音符和一個(gè)節(jié)拍組成，音符決定該音調(diào)的高低，節(jié)拍則決定了該音調(diào)是多少拍。因此，一個(gè)音調(diào)是由兩個(gè)字節(jié)組成的。根據(jù)音符字節(jié) 產(chǎn)生該大小次數(shù)的延時(shí)，聲音輸出口取反，就可以得到該音調(diào)的高低音。根據(jù)設(shè)置單位節(jié)拍的延時(shí)大小，可以控制音樂(lè)演唱速度。</p><p>　　因此算法很簡(jiǎn)單：定義單片機(jī)的一個(gè)I/O端腳為聲音輸出口，在規(guī)

26、定的節(jié)拍內(nèi)，根據(jù)音符字節(jié)的大小產(chǎn)生延時(shí)，將聲音輸出口不斷的置高置低（即取反），就可以得到該音調(diào)。只要選取合適的單位節(jié)拍延時(shí)，就可以輸出動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)。</p><p>　　電子發(fā)聲部分，由單片機(jī)P1.5口通過(guò)程序控制產(chǎn)生不同頻率的方波，并通過(guò)三極管放大，驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲。</p><p><b>　　1.2目的</b></p><p>　　LED因其體

27、積小，耗電量低，亮度及環(huán)保等有點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于公共場(chǎng)所的大屏顯示上，LED點(diǎn)陣大屏可應(yīng)用于戶(hù)外廣告，交通導(dǎo)航，大廳公告，比賽的多媒體實(shí)時(shí)顯示等領(lǐng)域。現(xiàn)代LED的發(fā)展很快，很多研究領(lǐng)域非常已經(jīng)深刻，實(shí)際情況是：很多相關(guān)的知識(shí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們?cè)谛W(xué)生的能力范圍，所以在此只是簡(jiǎn)單的研究一下用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的LED顯示移動(dòng)的漢字。本設(shè)計(jì)作品的用途正是在于實(shí)現(xiàn)大屏顯示的核心功能，即漢字的顯示，可實(shí)際用于簡(jiǎn)單的顯示系統(tǒng)中，如簡(jiǎn)單的排隊(duì)叫號(hào)顯示屏，電梯顯

28、示屏等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)結(jié)合了LED漢字點(diǎn)陣顯示以及單片機(jī)的電子發(fā)聲的原理，設(shè)計(jì)了一種可以播放并流動(dòng)顯示音樂(lè)名字的音樂(lè)盒。</p><p>　　同時(shí)由單片機(jī)P1.5口通過(guò)程序控制產(chǎn)生不同頻率的方波，并通過(guò)三極管放大，驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲。</p><p>　　通過(guò)此次設(shè)計(jì)將單片機(jī)軟硬件結(jié)合起來(lái)對(duì)程序進(jìn)行編輯，校驗(yàn)，鍛煉時(shí)間能力和理論練習(xí)實(shí)際的能力。</p&

29、gt;<p><b>　　2 方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　LED圖像顯示與電子發(fā)聲總體框圖如圖2.1所示，點(diǎn)陣電路大體上可以分成微機(jī)本身的硬件、顯示驅(qū)動(dòng)電路、控制信號(hào)電路三部分?？刂齐娐凡糠职ㄒ粋€(gè)51單片機(jī)和一些外圍電路。LED圖像以及字符數(shù)據(jù)存放于單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器

30、內(nèi)，通過(guò)對(duì)單片機(jī)編程，讀取LED圖像及字符數(shù)據(jù)來(lái)控制點(diǎn)陣顯示屏體、以及它的行和列的各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。由于兩部分的電路在制板時(shí)可以放到一起，所以可以將其字庫(kù)放到控制電路部分使用串行通訊方式來(lái)與屏體電路部分進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的傳送。</p><p>　　設(shè)計(jì)框圖如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 總體設(shè)計(jì)框圖</p><p><b>　　2.2實(shí)現(xiàn)功能&l

31、t;/b></p><p>　　此顯示電路采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，每列有一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器。由行譯碼器給出的行選通信號(hào)，從第一行開(kāi)始，按順序依次對(duì)各行進(jìn)行掃描。另一方而，根據(jù)各列鎖存的數(shù)據(jù)，確定相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器是否將該列與電源的另一端接通。接通的列，就在該行該列點(diǎn)亮相應(yīng)的LED；未接通的列所對(duì)應(yīng)的LED熄滅。</p><p>　　電子發(fā)聲部分，由單片機(jī)P1.5口通過(guò)程序控

32、制產(chǎn)生不同頻率的方波，并通過(guò)三極管放大，驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲。</p><p><b>　　音樂(lè)盒實(shí)際效果：</b></p><p>　　接通電源，由16X16點(diǎn)陣LED顯示屏顯示開(kāi)機(jī)動(dòng)畫(huà)，然后顯示歡迎語(yǔ)句，歡迎語(yǔ)句上下流動(dòng)；</p><p>　　通過(guò)第一個(gè)按鍵切換所播放的音樂(lè)，每按一次顯示歌名，然后演奏音樂(lè)；</p><p>

33、;　　第二個(gè)按鍵為復(fù)位按鍵，用來(lái)回到歡迎界面。</p><p><b>　　3 硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介</b></p><p>　　單片機(jī)的全稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)（Single-Chip Microcomputer）或微型控制器（Micro-controller）。它在一塊芯片

34、上集成了中央處理單元CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種輸入/輸出（I/O），如并行I/O、串行I/O和A/D轉(zhuǎn)換器等。就其組成而言一塊單片機(jī)就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。典型的結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。由于它具有許多適用于控制的指令和硬件支持而廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器儀表、外設(shè)控制、順序控制器中，所以又稱(chēng)為微控制單元（MCU）。</p><p>　　單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.1。</p>&

35、lt;p>　　圖3.1單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)，是Intel公司繼MCS-48系列單片機(jī)之后，在1980年推出的高檔8位單片機(jī)。當(dāng)時(shí)MCS-51系列產(chǎn)品有8051、8031、8751、80C51、80C31等型號(hào)。它們的結(jié)構(gòu)基本相同，其主要差別反映在寄存器的配置上有所不同。8051內(nèi)部沒(méi)有4K字節(jié)的掩膜ROM程序存儲(chǔ)器，8031片內(nèi)沒(méi)有程序存儲(chǔ)器，而8751是將8051片

36、內(nèi)的ROM換成EPROM。</p><p>　　ATMEL89系列單片機(jī)是ATMEL公司的以8031核構(gòu)成的8位Flash單片機(jī)系列。這個(gè)系列單片機(jī)的最大特點(diǎn)就是在片內(nèi)含有Flash存儲(chǔ)器，</p><p>　　AT89S52單片機(jī)是一種低功耗高性能的CMOS8位微控制器，內(nèi)置8KB可在線(xiàn)編程閃存。該器件采用Atmel公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，其指令與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80C51指令集兼容

37、。片內(nèi)程序存儲(chǔ)器允許重復(fù)在線(xiàn)編程，允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)內(nèi)通過(guò)SPI串行口改寫(xiě)或用同用的非易失性存儲(chǔ)器改寫(xiě)。通過(guò)把通用的8位CPU與可在線(xiàn)下載的Flash集成在一個(gè)芯片上，AT89S52便成為一個(gè)高效的微型計(jì)算機(jī)。它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問(wèn)題，且成本較低。</p><p>　　3.1.1中央處理器</p><p>　　8051的中央處理器由運(yùn)算器和控制邏輯構(gòu)成，其中包括若干特殊功

38、能寄存器（SFR）。</p><p>　　算術(shù)邏輯單元ALU能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算；“與”、“或”、“異或”等邏輯運(yùn)算以及位操作運(yùn)算。</p><p>　　ALU只能進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的操作數(shù)可以事先存放到累加器ACC或寄存器TMP中，運(yùn)算結(jié)果可以送回ACC或通用寄存器或存儲(chǔ)單元中，累加器ACC也可以寫(xiě)為A。B寄存器在乘法指令中用來(lái)存放一個(gè)乘數(shù)，在除法指令中用來(lái)存放除數(shù)，運(yùn)算后B

39、中為部分運(yùn)算結(jié)果。</p><p>　　程序狀態(tài)字PSW是個(gè)8位寄存器，用來(lái)寄存本次運(yùn)算的特征信息，用到其中七位。PSW的格式如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 PSW格式</p><p><b>　　其各位的含義是：</b></p><p>　　CY：進(jìn)位標(biāo)志。有進(jìn)位/錯(cuò)位時(shí)CY=1，否則CY=0。 <

40、;/p><p>　　AC：半進(jìn)位標(biāo)志。當(dāng)D3位向D4位產(chǎn)生進(jìn)位/錯(cuò)位時(shí)，AC=1，否則AC=0，常用于十進(jìn)制調(diào)整運(yùn)算中。</p><p>　　F0：用戶(hù)可設(shè)定的標(biāo)志位，可置位/復(fù)位，也可供測(cè)試。</p><p>　　RS1、RS0：四個(gè)通用寄存器組選擇位，該兩位的四種組合狀態(tài)用來(lái)選擇0~3寄存器組。。</p><p>　　OV：溢出標(biāo)志。當(dāng)帶符號(hào)

41、數(shù)運(yùn)算結(jié)果超出-128~+127范圍時(shí)OV=1，否則OV=0。當(dāng)無(wú)符號(hào)數(shù)乘法結(jié)果超過(guò)255時(shí)，或當(dāng)無(wú)符號(hào)數(shù)除法的除數(shù)為0時(shí)OV=1，否則OV=0。</p><p>　　P：奇偶校驗(yàn)標(biāo)志。每條指令執(zhí)行完，若A中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)P=1，否則P=0，即偶校驗(yàn)方式。</p><p>　　控制邏輯主要包括定時(shí)和控制邏輯、指令寄存器 、譯碼器以及地址指針DPTR和程序寄存器PC等。</p>

42、<p>　　單片機(jī)是程序控制式計(jì)算機(jī)，即它的運(yùn)行過(guò)程是在程序控制下逐條執(zhí)行程序指令的過(guò)程：從程序存儲(chǔ)器中取出指令送指令存儲(chǔ)器IR，然后指令譯碼器ID進(jìn)行譯碼，譯碼產(chǎn)生一系列符合定時(shí)要求的微操作信號(hào)，用以控制單片機(jī)的各部分動(dòng)作。8051的控制器在單片機(jī)內(nèi)部協(xié)調(diào)各功能部件之間的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)運(yùn)算等操作，并對(duì)單片機(jī)發(fā)出若干控制信息。這些控制信息的使用專(zhuān)門(mén)的控制線(xiàn)，諸如PSEN、ALE、EA以及RST，也有一些是和P3口的某些端子

43、合用，如WR和RD就是P3.6和P3.7，他們的具體功能在介紹8051引腳是一起敘述。</p><p>　　3.1.2存儲(chǔ)器組織</p><p>　　89系列單片機(jī)可尋址的內(nèi)部和外部程序存儲(chǔ)器總空間為64KB。每個(gè)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的可尋址范圍高達(dá)64KB。它沒(méi)有采用程序存儲(chǔ)器分區(qū)的方法，64KB的地址空間是統(tǒng)一的。</p><p>　　EA引腳接低電平時(shí)，單片機(jī)

44、就從外部程序存儲(chǔ)器中取指。</p><p>　　對(duì)于AT89S52，EA引腳接高電平時(shí)，程序直接從單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器中的0000H到1FFFH單元執(zhí)行，2000H到FFFFH單元到外部存儲(chǔ)器中執(zhí)行。</p><p>　　程序存儲(chǔ)器中有幾個(gè)單元專(zhuān)門(mén)用來(lái)存放特定的程序。這幾個(gè)單元的配置情況如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 程序存儲(chǔ)器的中斷入口配置</p

45、><p>　　由圖3.3可知，0000H~0002H單元用于初始化程序。單片機(jī)復(fù)位后，CPU總是從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。另外，每個(gè)中斷在程序存儲(chǔ)器中都分配有一個(gè)固定的入口地址。中斷響應(yīng)后，CPU便跳到該單元，在這里開(kāi)始執(zhí)行中斷服務(wù)子程序。例如，外部中斷0的入口地址被放在0003H單元，如果使用外部中斷0，則它的中斷服務(wù)子程序必須從0003H單元開(kāi)始。如果中斷沒(méi)有使用，那么它的服務(wù)單元也可作一般用途的程序存儲(chǔ)器用

46、。</p><p>　　3.1.3 AT89S52結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　AT89S52結(jié)構(gòu)框圖如圖3.4所示</p><p>　　圖3.4 AT89S52結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　3.1.4 AT89S52的主要特性</p><p>　　AT89S52的主要特性如下：</p><p&g

47、t;<b>　　兼容MCS51產(chǎn)品</b></p><p>　　8K字節(jié)可擦寫(xiě)1000次的在線(xiàn)可編程ISP 閃存</p><p>　　4.0V到5.5V的工作電源范圍</p><p>　　全靜態(tài)工作：0Hz ～ 24MHz</p><p><b>　　3級(jí)程序存儲(chǔ)器加密</b></p>

48、<p>　　256字節(jié)內(nèi)部RAM</p><p>　　32條可編程I/O線(xiàn)</p><p>　　3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　8個(gè)中斷源</b></p><p><b>　　UART串行通道</b></p><p>　　低功耗空閑方式和掉電

49、方式</p><p>　　通過(guò)中斷終止掉電方式</p><p><b>　　看門(mén)狗定時(shí)器</b></p><p><b>　　雙數(shù)據(jù)指針</b></p><p>　　靈活的在線(xiàn)編程（字節(jié)和頁(yè)模式）</p><p>　　3.1.5 AT89S52引腳功能與封裝</p>

50、;<p>　　AT89S52引腳功能與封裝如圖3.5所示：</p><p>　　圖3.5 AT89S52封裝引腳圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)所用的封裝為40-lead PDIP。</p><p>　　按照功能，AT89S52的引腳可分為主電源、外接晶體振蕩或振蕩器、多功能I/O口、控制和復(fù)位等。</p><p><b&

51、gt;　　多功能I/O口</b></p><p>　　AT89S52共有四個(gè)8位的并行I/O口：P0、P1、P2、P3端口，對(duì)應(yīng)的引腳分別是P0.0 ～ P0.7，P1.0 ～ P1.7，P2.0 ～ P2.7，P3.0 ～ P3.7，共32根I/O線(xiàn)。每根線(xiàn)可以單獨(dú)用作輸入或輸出。</p><p>　?、貾0端口，該口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口。在作為輸出口時(shí)，每根引腳

52、可以帶動(dòng)8個(gè)TTL輸入負(fù)載。當(dāng)把“1”寫(xiě)入P0時(shí)，則它的引腳可用作高阻抗輸入。當(dāng)對(duì)外部程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P0可用作多路復(fù)用的低字節(jié)地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)，在該模式，P0口擁有內(nèi)部上拉電阻。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行編程時(shí)，P0用于接收代碼字節(jié)；在校驗(yàn)時(shí)，則輸出代碼字節(jié)；此時(shí)需要外加上拉電阻。</p><p>　?、赑1端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P1口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）

53、4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫(xiě)“1”時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P1口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址。</p><p>　　另外，P1.0與P1.1可以配置成定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入端（P1.0/T2）與定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入端（P1.0/T2EX），如表3.1所示。</p>

54、;<p>　　表3.1 P1口管腳復(fù)用功能</p><p>　　③ P2端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P2口的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫(xiě)“1”時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P2口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。</p><p>　　在訪問(wèn)外部程序

55、存儲(chǔ)器或16位的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX @DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址，在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX @RI指令）時(shí)，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專(zhuān)用寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不會(huì)改變。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P2口也接收高位地址或一些控制信號(hào)。</p><p>　　④ P3端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口，P3口的輸出緩沖

56、器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫(xiě)“1”時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時(shí)可用作輸入口。P3口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。</p><p>　　在AT89S52中，同樣P3口還用于一些復(fù)用功能，如表3.2所列。在對(duì)Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P3口還接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　表3.2 P3端口

57、引腳與復(fù)用功能表</p><p>　　RST 復(fù)位輸入端。在振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使其單片機(jī)復(fù)位?？撮T(mén)狗定時(shí)器（Watchdog）溢出后，該引腳會(huì)保持98個(gè)振蕩周期的高電平。在SFR AUXR（地址8EH）寄存器中的DISRTO位可以用于屏蔽這種功能。DISRTO位的默認(rèn)狀態(tài)，是復(fù)位高電平輸出功能使能。</p><p>　　ALE/PROG 地址鎖存允許信號(hào)。

58、在存取外部存儲(chǔ)器時(shí)，這個(gè)輸出信號(hào)用于鎖存低字節(jié)地址。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳用于輸入編程脈沖PROG。一般情況下，ALE是振蕩器頻率的6分頻信號(hào)，可用于外部定時(shí)或時(shí)鐘。但是，在對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器每次存取中，會(huì)跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。在需要時(shí)，可以把地址8EH中的SFR寄存器的0位置為“1”，從而屏蔽ALE的工作；而只有在MOVX或MOVC指令執(zhí)行時(shí)ALE才被激活。在單片機(jī)處于外部執(zhí)行方式時(shí)，對(duì)ALE屏蔽位置“1”并不起作用。<

59、;/p><p>　　PSEN 程序存儲(chǔ)器允許信號(hào)。它用于讀外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)AT89S52在執(zhí)行來(lái)自外部存儲(chǔ)器的指令時(shí)，每一個(gè)機(jī)器周期PSEN被激活2次。在對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的每次存取中，PSEN的2次激活會(huì)被跳過(guò)。</p><p>　　EA/Vpp 外部存取允許信號(hào)。為了確保單片機(jī)從地址為0000H～FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器中讀取代碼，故要把EA接到GND端，即地端。但是，如果鎖定位1被

60、編程，則EA在復(fù)位時(shí)被鎖存。當(dāng)執(zhí)行內(nèi)部程序時(shí)，EA應(yīng)接到Vcc。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，這條引腳接收12V編程電壓Vpp。</p><p>　　XTAL1 振蕩器的反相放大器輸入，內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2 振蕩器的反相放大器輸出。</p><p>　　3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　單片機(jī)最小

61、系統(tǒng)電路圖如圖3.6所示：</p><p>　　圖3.6 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖</p><p>　　注: 該最小系統(tǒng)由按鍵復(fù)位RESET電路、晶體振蕩電路以及I/O接口電路組成。</p><p>　　復(fù)位的實(shí)現(xiàn)通常用2種方式: 開(kāi)機(jī)上電復(fù)位和外部手動(dòng)復(fù)位，本設(shè)計(jì)用的是外部手動(dòng)復(fù)位。復(fù)位電路圖3.7如下：</p><p>　　圖3.7 單片

62、機(jī)復(fù)位圖</p><p>　　3.3 總體電路設(shè)計(jì)</p><p>　　總體電路圖如圖3.8，3.9所示：</p><p>　　圖3.8 16X16點(diǎn)陣8051主控電路</p><p>　　圖3.9 16X16共陽(yáng)LED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　3.4 LED點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì)</p><p&

63、gt;　　8×8單色點(diǎn)陣共需要64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)二極管是放置在行線(xiàn)與列線(xiàn)的叉點(diǎn)上。本設(shè)計(jì)是一種實(shí)用的漢字顯示屏的制作，制作的是單色點(diǎn)陣。</p><p>　　8×8單色點(diǎn)陣LED結(jié)構(gòu)分別如下圖3.10（a）所示。</p><p>　　圖3.10（a） 8×8點(diǎn)陣外觀及引腳圖 </p><p>　　16X16點(diǎn)陣LED顯

64、示電路圖如圖3.10（b）所示：</p><p>　　圖3.10（b）16X16點(diǎn)陣LED顯示電路</p><p>　　3.4.1 LED顯示原理</p><p>　　漢字顯示屏用于顯示漢字、字符及圖像信息，在公共汽車(chē)、銀行、醫(yī)院及戶(hù)外廣告等地方都有廣泛的應(yīng)用。下面是簡(jiǎn)單的漢字顯示屏的制作，由單片機(jī)控制漢字的顯示內(nèi)容。為了降低成本，使用了四塊8×8的LED

65、點(diǎn)陣發(fā)光管的模塊，組成了一個(gè)16×16的LED點(diǎn)陣顯示屏，如圖3.11所示。在這里僅做了四個(gè)漢字的顯示，在實(shí)際的使用中可以根據(jù)這個(gè)原理自行的擴(kuò)展顯示的漢字，下面是介紹漢字顯示的原理。 </p><p>　　圖3.11 四塊8×8的LED點(diǎn)陣組成16×16的LED點(diǎn)陣</p><p>　　LED驅(qū)動(dòng)顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方法，動(dòng)態(tài)掃描方式是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)

66、電路就可以實(shí)現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。以16×16點(diǎn)陣為例，把所有同一行的發(fā)光管的陽(yáng)極連在一起，把所有同一列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽(yáng)的接法），先送出對(duì)應(yīng)第1行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第1行使其燃亮一定的時(shí)間，然后熄滅；再送出第2行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2行使其燃亮相同的時(shí)間，然后熄滅；….第16行之后，又重新燃亮第1行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒24次以上），由于人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，就能看到顯示

67、屏上穩(wěn)定的圖形。該方法能驅(qū)動(dòng)較多的LED，控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機(jī)的資源。</p><p>　　LED點(diǎn)陣顯示模塊進(jìn)行的方法有兩種：</p><p>　?。?）水平方向（X方向）掃描，即逐列掃描的方式（簡(jiǎn)稱(chēng)列掃描方式）：此時(shí)用一個(gè)P口輸出列碼決定哪一列能亮（相當(dāng)于位碼），用另一個(gè)P口輸出行碼（列數(shù)據(jù)），決定該行上那哪個(gè)LED亮（相當(dāng)于段碼）。能亮的列從左到右掃描完16列（相當(dāng)于位碼循

68、環(huán)移動(dòng)16次）即顯示出一個(gè)完整的圖像。</p><p>　　（2）豎直方向（Y方向）掃描，即逐行掃描方式（簡(jiǎn)稱(chēng)行掃描方式）：此時(shí)用一個(gè)P口輸出決定哪一行能亮（相當(dāng)于位碼），另一個(gè)P口輸出列碼（行數(shù)據(jù)，行數(shù)據(jù)為將列數(shù)據(jù)的點(diǎn)陣旋轉(zhuǎn)90度的數(shù)據(jù)）決定該行上哪些LED燈亮（相當(dāng)于段碼）。能亮的行從上向下掃描完16行（相當(dāng)于位碼循環(huán)移位16次）即顯示一幀完整的圖像。</p><p>　　本設(shè)計(jì)應(yīng)用的

69、是第二種的掃描方法，即垂直方向（Y方向）掃描。</p><p>　　每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣形成顯示，即每個(gè)字均由256個(gè)點(diǎn)陣來(lái)表示，我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素。一般我們使用的16×16的點(diǎn)陣宋體字庫(kù)，即所謂的16×16，是每一個(gè)漢字在縱橫各16點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)顯示的。漢字庫(kù)從該位置起的32字節(jié)信息記錄了該字的字模信息。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖

70、形。</p><p>　　我們以垂直方向（Y方向）掃描顯示漢字的“江”為例來(lái)說(shuō)明其掃描原理，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示，如圖下的，如果用8位的AT89S51的單片機(jī)來(lái)控制，由于單片機(jī)的總線(xiàn)為8位，一個(gè)字需要拆分成兩個(gè)部分。一般我們把它分解成左部分和右部分，左部分由8*16的點(diǎn)陣組成，右部分也由8*16的點(diǎn)陣組成。在本例中單片機(jī)首先顯示的是左上角的第一行部分，即第0行的P00~P07口。方向?yàn)镻00到P0

71、7，顯示漢字“江”的時(shí)候，P00到P01是滅的，P03亮，即二進(jìn)制00100000，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制為02H，如圖2.11所示。</p><p>　　左半部分第一行完成之后，繼續(xù)掃描右半部分的第一行，由于我們數(shù)據(jù)線(xiàn)都使用排線(xiàn)，我們?nèi)栽O(shè)計(jì)成由左往右的掃描方式，即從P20向P27方向掃描，從上圖可以看到，這一行所有的都不亮，所以代碼為00000000，16進(jìn)制為00H，然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向左半部的第二行，除了P03亮，其他的

72、都不亮，即為00010000，16進(jìn)制為01H，這一行掃描完成之后繼續(xù)進(jìn)行右半部分的掃描，這一行的右半部分都不亮，為二進(jìn)制00000000，即16進(jìn)制00H。</p><p>　　按照這個(gè)方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描32個(gè)8位，可以得出漢字“江”的掃描代碼為 ：02H 00H 04H 00H E8H 3FH 08H 02H 01H 02H 02H </p><p>　　02H 12H

73、 02H 10H 02H 08H 02H 08H 02H 07H 02H 04H </p><p>　　02H 04H 02H F4H 7FH 04H 00H 00H 00H</p><p>　　圖3.12 點(diǎn)陣顯示原理圖</p><p>　　由這個(gè)原理可以看到，無(wú)論顯示何種字體或圖像，都可以用這種方法來(lái)分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。了解漢字的顯示原理之后，那

74、如何得到漢字的字模信息呢？現(xiàn)在有一些現(xiàn)成的漢字字模生成軟件，可從網(wǎng)上下載漢字字庫(kù)提取程序直接提取字庫(kù)，如圖2.12所示的為一種字模生成軟件，軟件打開(kāi)后輸入漢字，點(diǎn)擊“檢取”后，十六進(jìn)制數(shù)據(jù)漢字代碼即可以自動(dòng)生成，把我們需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)制到我們的程序即可。</p><p>　　圖3.13 漢字字模生成軟件</p><p>　　3.4.2 點(diǎn)陣的流動(dòng)顯示</p><p&g

75、t;　　以下以16×16點(diǎn)陣為例介紹點(diǎn)陣的移動(dòng)。要顯示一個(gè)字符，該字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)可以列向（縱向）16點(diǎn)組字，又可以行向（橫向）16點(diǎn)組字。無(wú)論哪一種組字方法，都既可以顯示字符的水平方向的移動(dòng)，又可以顯示豎直方向的移動(dòng)。</p><p>　　1．顯示字符的左右移動(dòng)</p><p>　　(1)列掃描方式左移動(dòng)：列向組字顯示字符水平方向的移動(dòng)（左滾動(dòng)）</p><p

76、><b>　　在這里有兩個(gè)方法：</b></p><p>　　方法1：延長(zhǎng)數(shù)組法。將原來(lái)字符點(diǎn)陣數(shù)組的16個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)一遍延長(zhǎng)，點(diǎn)陣數(shù)組的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為32個(gè)。每掃描儀幀取8個(gè)數(shù)據(jù)顯示，下一幀取數(shù)要在數(shù)組中后移一個(gè)數(shù)取數(shù)。循環(huán)一遍掃16幀。可以假想有兩塊16×16的點(diǎn)陣模塊（共32幀）水平平行排列，用一個(gè)恰好能罩住8列點(diǎn)陣的中空方框去罩這個(gè)點(diǎn)陣，第1（第1幀）罩住最左邊數(shù)起第一列開(kāi)

77、始的16列，就掃描顯示這16列；第2次（第2幀）使方框右移一列，罩住做左邊數(shù)起第2列開(kāi)始的16列，就掃描顯示這16列；······；這樣每掃描完一幀使方框右移一列，最后第16次（第16幀）時(shí)，罩住左邊數(shù)起的第16列開(kāi)始的16列，就掃描顯示這16列。如此完成16幀畫(huà)面的掃描顯示，也就完成了整個(gè)一次移動(dòng)循環(huán)掃描、之后反復(fù)循環(huán)，即可呈現(xiàn)顯示字符沿水平向左移動(dòng)的圖像，如圖3.14所示。

78、</p><p>　　圖3.14 方框圖法左右移動(dòng)示意圖</p><p>　　因?yàn)槭橇邢蚪M字（列掃描方式，點(diǎn)陣數(shù)據(jù)為行碼，上邊為地位下面為高位），希望顯示移動(dòng)的一個(gè)字符，第1次掃描從行碼的點(diǎn)陣數(shù)組中取第1~16個(gè)數(shù)據(jù)，送行碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這8個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用列碼輸出口輸出列碼，分別控制第1~16列。掃描完前16個(gè)數(shù)據(jù)之后，第2次掃描從點(diǎn)陣數(shù)組中取第2~14個(gè)數(shù)據(jù)（第17個(gè)數(shù)據(jù)與地1個(gè)數(shù)據(jù)同）

79、，送行碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這16個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用列碼輸出口輸出列碼，仍分別控制掃地1~16列。第3次掃描從點(diǎn)陣數(shù)組中取第3~18個(gè)數(shù)據(jù)（第18個(gè)數(shù)據(jù)碼與地2個(gè)數(shù)據(jù)碼相同）掃描······；如此實(shí)現(xiàn)字符向左移動(dòng)。</p><p>　　以上完成一個(gè)圖形移動(dòng)的方法，也可以看成是移動(dòng)16個(gè)不同的字形。如圖2.13所示，首先掃描第一個(gè)字型，同樣是16行，16次掃描，16

80、次顯示；完成一個(gè)字型的掃描以后，再掃描第二個(gè)字型；完成第二個(gè)字型的掃描之后，再掃描第三個(gè)字型······依此類(lèi)推，即可產(chǎn)生該文字的左移的感覺(jué)。</p><p>　　圖3.15字形法左右移動(dòng)示意圖</p><p>　　假設(shè)如果原本某個(gè)漢字的字型（第一個(gè)字型），其編碼為：</p><p>　　00H,10H,2

81、0H,30H,40H,50H,60H,70H,80H,90H,0A0H,0B0H,0C0H,0D0H0E0H,0F0H；</p><p>　　第二個(gè)字型的編碼為：</p><p>　　10H,20H,30H,40H,50H,60H,70H,80H,90H,0A0H,0B0H,0C0H,0D0H0E0H,0F0H, 00H,</p><p>　　也就是把第一個(gè)字型的編

82、碼中，第1行顯示數(shù)據(jù)，變?yōu)榈?行顯示數(shù)據(jù)；第2行顯示數(shù)據(jù)，變成第3行顯示數(shù)據(jù)；第3行顯示數(shù)據(jù)，變成第4行顯示數(shù)據(jù)；第4行顯示數(shù)據(jù)，變成第5行顯示數(shù)據(jù)······以此類(lèi)推。</p><p>　　當(dāng)?shù)谝粋€(gè)字型掃描顯示完成之后，就進(jìn)行這樣的動(dòng)作調(diào)整，以產(chǎn)生第二個(gè)字型的編碼。同樣的，當(dāng)?shù)诙€(gè)字型掃描完成之后，就進(jìn)行這樣的調(diào)整動(dòng)作，以產(chǎn)生第三個(gè)字型的編碼。這個(gè)調(diào)整

83、動(dòng)作時(shí)先將16個(gè)編碼根據(jù)序填入存儲(chǔ)器，例如第1行編碼存入20H,第二行編碼存入21H······要進(jìn)行左移調(diào)整時(shí)，則先將20H地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到36H地址，再將21 H地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到20 H地址，將22 H地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到21 H地址，將23 H地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到22 H地址，將24 H地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到23 H地址，將25 H地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到24 H地址，將26 H地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移

84、到25 H地址，將27 H地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到26 H地址，將28 H地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到27H地址······</p><p>　　方法2：數(shù)組數(shù)據(jù)“循環(huán)左移法” （適合用C語(yǔ)言編寫(xiě)，在此僅作了解）。注意，不是把二進(jìn)制數(shù)據(jù)按位循環(huán)左移，而是把數(shù)組中的數(shù)據(jù)按其在數(shù)組中的位置循環(huán)左移。具體的方法入下。</p><p>　　原字符點(diǎn)陣數(shù)組中的

85、16個(gè)數(shù)據(jù)不延長(zhǎng)，但下一幀取的16個(gè)數(shù)據(jù)，是把上一幀的16個(gè)數(shù)據(jù)的位置（先后順序）“循環(huán)左移”一次，即原來(lái)第2個(gè)移到第1個(gè)，原來(lái)第3個(gè)移到第2個(gè)······原來(lái)第1個(gè)移到第16個(gè)。實(shí)現(xiàn)數(shù)組數(shù)據(jù)循環(huán)左移的方法有：第一，遍一個(gè)“數(shù)組數(shù)據(jù)循環(huán)左移子程序”，該子程序每執(zhí)行一次可把數(shù)組中的額數(shù)據(jù)循環(huán)左移一次，主程序中先調(diào)用一次該子程序，時(shí)數(shù)組中的數(shù)據(jù)循環(huán)左移這一次，然后再?gòu)臄?shù)組中取數(shù)據(jù)顯

86、示。當(dāng)數(shù)組中的額數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)較多時(shí)，片內(nèi)RAM將不夠大，必須將數(shù)組定義在片外RAM中。第二，不用子程序，而是用變量判斷控制實(shí)現(xiàn)數(shù)組數(shù)據(jù)的循環(huán)左移。</p><p>　　(2) 行掃描方式左移：行向組字顯示字符水平方向的左移。如果是行向組字（行掃描方式，點(diǎn)陣數(shù)據(jù)為列碼，左邊為敵位右邊為高位），希望顯示向左移動(dòng)的一個(gè)字符，第1次掃描從列碼的點(diǎn)陣數(shù)組中取第1~16個(gè)數(shù)據(jù)，送到列碼輸出口，對(duì)應(yīng)的8個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用行碼輸出口輸出

87、行碼，分別控制掃描第1~16行。掃描完成這16個(gè)數(shù)據(jù)之后，第2次掃描的第16個(gè)數(shù)據(jù)，應(yīng)將原來(lái)第1次掃描的16列碼每一個(gè)都循環(huán)右移一位（如果是顯示右移則應(yīng)循環(huán)左移），再進(jìn)行掃描。如此，每進(jìn)行下一次掃描，把上一次掃描的16個(gè)列碼都循環(huán)右移一位，再進(jìn)行掃描。</p><p>　　數(shù)據(jù)的右移與數(shù)據(jù)的左移相似，只是取碼的順序相反而已，在此就不再贅述。</p><p><b>　　2．?dāng)?shù)據(jù)的

88、上下移動(dòng)</b></p><p>　　(1)列掃描方式向上移動(dòng)</p><p>　　列向組字顯示字符豎直方向的移動(dòng)。若是列向組字，希望顯示向上移動(dòng)一個(gè)字符，第1次掃描從行碼的點(diǎn)陣數(shù)組中取第1~16個(gè)數(shù)據(jù)，送行碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這16個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用列碼輸出口輸出列碼，分別控制掃描第1~16列。由于是列向組字（上高下低），掃描完成這16個(gè)數(shù)據(jù)后，第2次掃描的16個(gè)數(shù)據(jù)，應(yīng)將原來(lái)的第1

89、次掃描的16個(gè)行碼每一個(gè)都循環(huán)右移一位，使顯示的點(diǎn)都上移一行（如果是顯示向下滾動(dòng)則應(yīng)循環(huán)左移），再進(jìn)行掃描。如此，每進(jìn)行下一次的掃描，把上一次的16個(gè)行碼都循環(huán)右移一位，再進(jìn)行掃描就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的向上移動(dòng)。</p><p>　　也可以用字型的方法容易理解，以下的16×16的LED顯示一個(gè)字是8個(gè)字型，首先掃描的而是第一個(gè)字型，同樣是16行，16列掃描，16次顯示；完成一個(gè)字型后，再掃描第二個(gè)字型；完成第二

90、個(gè)字型后，再掃描第三個(gè)字型······以此類(lèi)推，即可產(chǎn)生該文字向上移動(dòng)的感覺(jué)</p><p>　　當(dāng)把第一個(gè)字型編碼中，每行顯示的數(shù)據(jù)都右移一位，以產(chǎn)生第二個(gè)字型編碼，即可產(chǎn)生字符向上滾動(dòng)的感覺(jué)。</p><p>　　當(dāng)?shù)谝粋€(gè)字符掃描完成后，就進(jìn)行這樣的調(diào)整動(dòng)作，以產(chǎn)生第二個(gè)字型的編碼。同樣的，當(dāng)?shù)诙€(gè)字型完成之后，就進(jìn)行這樣的調(diào)

91、整動(dòng)作，以產(chǎn)生第三個(gè)字型的編碼。調(diào)整的動(dòng)作是先將8個(gè)編碼根據(jù)序填入儲(chǔ)存器，例如第1行編碼存入20地址，第2行編碼存入21地址······要進(jìn)行上移調(diào)整時(shí)，則從20地址數(shù)據(jù)開(kāi)始，每筆數(shù)據(jù)都右移一位即可。 </p><p>　　下圖3.16僅以字型移動(dòng)的方法畫(huà)圖。

92、

93、 </p

94、><p>　　圖3.16 字形法上下移動(dòng)示意圖</p><p>　　(2)行掃描方式上下移動(dòng)</p><p>　　行向組字顯示字符豎直方向的移動(dòng)</p><p>　　方法1：延長(zhǎng)數(shù)組法。如果是行向組字，希望顯示向上移動(dòng)的一個(gè)字符，第1次掃描從列碼的點(diǎn)陣數(shù)組中取第1~16個(gè)數(shù)據(jù)，送列碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這8個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用行碼輸出口輸出行碼，分別控制掃描

95、第1~16行。第2次掃描從點(diǎn)陣數(shù)組中取第2~17個(gè)額數(shù)據(jù)（第17個(gè)數(shù)據(jù)與地1個(gè)數(shù)據(jù)同），分別送列碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這16個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用行碼輸出口輸出行碼，仍分別控制地1~16行。第3次掃描從點(diǎn)陣數(shù)組中取第3~18個(gè)數(shù)據(jù)（第18個(gè)數(shù)據(jù)與地2個(gè)數(shù)據(jù)同）掃描；······如此就實(shí)現(xiàn)了字符的向上移動(dòng)。</p><p>　　方法2：數(shù)組數(shù)據(jù)“循環(huán)左移法”。實(shí)現(xiàn)數(shù)組數(shù)

96、據(jù)循環(huán)左移的方法與上類(lèi)似。也有：用數(shù)組數(shù)據(jù)循環(huán)左移子程序；不用子程序，而是用變量判斷控制實(shí)現(xiàn)數(shù)組數(shù)據(jù)的循環(huán)左移。</p><p>　　3.5電子發(fā)聲電路設(shè)計(jì)</p><p>　　音調(diào)是由不同的頻率產(chǎn)生的，而每一個(gè)音調(diào)都是由一個(gè)音符和一個(gè)節(jié)拍組成，音符決定該音調(diào)的高低，節(jié)拍則決定了該音調(diào)是多少拍。因此，一個(gè)音調(diào)是由兩個(gè)字節(jié)組成的。根據(jù)音符字節(jié) 產(chǎn)生該大小次數(shù)的延時(shí)，聲音輸出口取反，就可以得到

97、該音調(diào)的高低音。根據(jù)設(shè)置單位節(jié)拍的延時(shí)大小，可以控制音樂(lè)演唱速度。</p><p>　　因此算法很簡(jiǎn)單：定義單片機(jī)的一個(gè)I/O端腳為聲音輸出口，在規(guī)定的節(jié)拍內(nèi)，根據(jù)音符字節(jié)的大小產(chǎn)生延時(shí)，將聲音輸出口不斷的置高置低（即取反），就可以得到該音調(diào)。只要選取合適的單位節(jié)拍延時(shí)，就可以輸出動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè)。</p><p>　　圖3.17即為電子發(fā)聲的電路：</p><p>　　

98、圖3.17 電子發(fā)聲電路</p><p><b>　　3.6譯碼電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　74HC154 4線(xiàn)-16 線(xiàn)譯碼器</p><p>　　原理：這種單片4 線(xiàn)—16 線(xiàn)譯碼器非常適合用于高性能存儲(chǔ)器的譯碼器。當(dāng)兩個(gè)選通輸入G1 和G2 為低時(shí), 它可將4 個(gè)二進(jìn)制編碼的輸入譯成16 個(gè)互相獨(dú)立的輸出之一。實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能的辦法

99、是：用4 個(gè)輸入線(xiàn)寫(xiě)出輸出線(xiàn)的地址，使得在一個(gè)選通輸入為低時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)另一個(gè)選通輸入。當(dāng)任何一個(gè)選通輸入是高時(shí)，所有輸出都為高。 </p><p>　　圖3.18為 74HC154的真值表，其中H=高電平 L=低電平 ×=任意：</p><p>　　圖3.18 74HC154的真值表</p><p>　　圖3.19為譯碼電路的電路圖：</p>

100、<p>　　圖3.19 譯碼電路電路圖</p><p>　　圖3.20為74HC154引腳功能圖及邏輯圖：</p><p>　　圖3.20 74HC154引腳功能圖及邏輯圖</p><p><b>　　3.7驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　74LS245是8路3態(tài) 雙向緩沖驅(qū)動(dòng),也叫做總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)門(mén)電路或

101、線(xiàn)驅(qū)動(dòng)。主要使用在數(shù)據(jù)的雙向緩沖，原來(lái)常見(jiàn)于51的數(shù)據(jù)接口電路，比如，早期245內(nèi)部結(jié)構(gòu)及真值表電路中，擴(kuò)展了很多的8255/8155/8251/8253/573等芯片的時(shí)候，擔(dān)心8031的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)能力不足，就使用一片245作為數(shù)據(jù)緩沖電路，增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力；也常見(jiàn)與ISA卡的接口電路。</p><p>　　74HC245結(jié)構(gòu)真值表及引腳圖如圖3.21所示：</p><p>　　圖3.21 7

102、4HC245結(jié)構(gòu)真值表及引腳圖</p><p>　　驅(qū)動(dòng)電路圖如下圖3.22、3.23所示：</p><p>　　圖3.22 驅(qū)動(dòng)電路圖</p><p>　　圖3.23 驅(qū)動(dòng)電路圖</p><p>　　前面在漢字顯示原理中已經(jīng)大概提到了本設(shè)計(jì)的I/O口的安排，這里總結(jié)一下。本設(shè)計(jì)的LED顯示才用的是逐行掃描方式。其中，P0口控制點(diǎn)陣左半部分的

103、數(shù)據(jù)輸出，P2口控制點(diǎn)陣右半部分的數(shù)據(jù)。行掃描使用74HC154譯碼，低電平選通。為了增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力以及保證掃描信號(hào)的一致性，一共使用了4片74HC245作為數(shù)據(jù)輸入輸出的緩沖器，并且，負(fù)責(zé)列信號(hào)的兩個(gè)74HC245，我們?nèi)匀辉黾恿藘善?30歐姆的排阻作為上拉電阻，保證其驅(qū)動(dòng)能力，使點(diǎn)陣亮度充足，均勻。</p><p>　　4 程序設(shè)計(jì)與調(diào)試</p><p><b>　　4.1程

104、序流程圖</b></p><p>　　程序流程圖如圖4.1所示</p><p>　　圖4.1 程序流程圖</p><p>　　LED顯示內(nèi)容我們具體設(shè)計(jì)分為兩個(gè)部分，即動(dòng)畫(huà)部分以及文字流動(dòng)顯示部分。動(dòng)畫(huà)在開(kāi)機(jī)的時(shí)候立即播放，作為系統(tǒng)的開(kāi)機(jī)動(dòng)畫(huà)，存放于zimu.h文件中的二維數(shù)組l_ani[80][32]。它一共有80幀的圖像，采用的是列行式取模，使用程序

105、內(nèi)自定義函數(shù)dsp_animation()單獨(dú)用于動(dòng)畫(huà)的播放。內(nèi)容大致為不斷變換的“回”字形圖像和一個(gè)踢球的小人。動(dòng)畫(huà)的圖像我們是使用畫(huà)圖板一幀一幀制作出來(lái)的，然后保存為二值BMP圖像使用取模軟件轉(zhuǎn)換為數(shù)組。同時(shí)，zimu.h文件中存放的剩下的數(shù)組便是文字流動(dòng)顯示部分的數(shù)據(jù)了。文字部分我們使用的是逐行式取模，方便流動(dòng)顯示中算法的設(shè)計(jì)，自定義函數(shù)dsp_zimu()便是用于文字的流動(dòng)顯示。文件中，每個(gè)數(shù)組存放的都是一段完整的內(nèi)容，比如tx

106、t_welcome[]數(shù)組是存放的就是歡迎界面的文字；前綴為txt_music_的數(shù)組中，存放的是歌曲的名字，播放歌曲之前自動(dòng)顯示。</p><p>　　4.2 LED點(diǎn)陣顯示程序</p><p>　　此函數(shù)位于display.h中，用于LED顯示的延遲，保證其有足夠的亮度。</p><p>　　void delay_led(uchar x)</p>

107、<p><b>　　{</b></p><p>　　uchar aa,bb;</p><p>　　for(aa=x;aa>0;aa--)</p><p>　　for(bb=110;bb>0;bb--);</p><p><b>　　}</b></p><p&

108、gt;　　此函數(shù)位于display.h中，為顯示動(dòng)畫(huà)的函數(shù)，zm數(shù)組由位于zimu.h中的數(shù)組傳入指針。</p><p>　　void dsp_animation(uchar code zm[80][32])</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar a,b,c;</p><p>　　for

109、(c=0;c<80;c++)</p><p>　　for(b=0;b<16;b++)//控制顯示速度</p><p>　　for(a=0;a<16;a++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P0=zm[c][a];</p><p>　　P2=zm[

110、c][a+16];</p><p><b>　　P1=h[a];</b></p><p>　　delay_led(1);</p><p>　　clear = 1;</p><p>　　delay_led(1);</p><p>　　此函數(shù)位于display.h中，為顯示字符的函數(shù)，zm數(shù)組由位于z

111、imu.h中的數(shù)組傳入指針。</p><p>　　同時(shí) uint bb在參數(shù)中使用sizeof()函數(shù)傳入數(shù)組大小，保證不同長(zhǎng)度的語(yǔ)句正常完整的顯示。</p><p>　　void dsp_zimu(uchar code zm[],uint bb)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar

112、a,c,d;</p><p><b>　　uint b;</b></p><p>　　for(b=0;b<bb;b+=2)</p><p>　　for(d=0;d<5;d++) //控制移動(dòng)速度</p><p>　　for(a=0;a<32;a+=2) //循環(huán)取一個(gè)屏幕的字模</p>

113、<p><b>　　{</b></p><p>　　P0=zm[a+b];</p><p>　　P2=zm[a+b+1];</p><p>　　P1=h[a/2];</p><p><b>　　//a++;</b></p><p>　　delay_led(1);&