畢業(yè)論文-基于單片機的led點陣顯示屏設(shè)計【精校排版】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　基于單片機的LED點陣顯示屏設(shè)計</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要II</b></p><p>

2、;　　abstractIII</p><p><b>　　第一章 引言1</b></p><p>　　1.1 本課題的研究意義1</p><p>　　1.2 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望1</p><p>　　1.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.2 展望LED的發(fā)展

3、4</p><p>　　第二章 系統(tǒng)硬件介紹5</p><p>　　2.1 單片機的結(jié)構(gòu)與工作原理5</p><p>　　2.2 AT89C51介紹7</p><p>　　2.3 74LS154介紹9</p><p>　　第三章 硬件電路設(shè)計10</p><p>　　3.1

4、 硬件電路工作原理10</p><p>　　3.2 漢字的點陣顯示原理及字庫代碼獲取方法12</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計14</p><p>　　4.1 總述14</p><p>　　4.2 單片機部分的設(shè)計14</p><p>　　4.2.1 顯示程序15</p>&

5、lt;p>　　4.2.2 接收程序15</p><p>　　4.2.3 左移子程序16</p><p>　　4.2.4 元器件選擇17</p><p>　　第五章 仿真與分析18</p><p>　　5.1 運用Proteus軟件仿真LED漢字顯示屏18</p><p>　　5.2 結(jié)論與分

6、析18</p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　附錄21</b></p><p><b>　　致 謝25</b></p><p>　　基于單片機的LED點陣顯示屏設(shè)計</p><p><b>　　摘

7、要</b></p><p>　　本文介紹了一種基于單片機( AT89C51) 的簡單 的 16 ×16 LED漢字點陣顯示屏的設(shè)計與制作過程，內(nèi)容包括LED漢字點陣顯示屏的硬件電路、PCB設(shè)計、匯編語言程序設(shè)計與調(diào)試等方面，涉及到單片機電子產(chǎn)品設(shè)計與制造過程中的各個環(huán)節(jié)，能幫助廣大電子愛好者解漢字的點陣顯示原理，認識單片機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用方法，并提高單片機知識技術(shù)的運用能力。<

8、;/p><p>　　關(guān)鍵詞：單片機；LED；點陣；漢字顯示</p><p>　　LED Chinese Character Display Screen Design Based on Single Chip</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This article based on

9、 single chip( AT89C51)introduces a kind of simple 16*16 LED Chinese character display screen design and making process，it includes the hardware circuit of LED Chinese character display screen，design of print circuit boa

10、rd，assemble language programmer design and debugging and SO on，it comes down to each tache of the process of design and manufacture of single chip electronically manufacture It can help the general electronic loving know

11、ing and understanding the principle of </p><p>　　Keywords：single chip, LED, lattice, Chinese character display</p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　1.1 本課題的研究意義</p>

12、<p>　　LED點陣顯示屏是利用發(fā)光二極管點陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。LED點陣顯示屏發(fā)展較快，本文講述了基于AT89C51單片機16×16LED漢字點陣滾動顯示的基本原理、硬件組成與設(shè)計、程序編寫與調(diào)試等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)。</p><p>　　LED點陣顯示屏是運用光電顯示技術(shù)、視頻技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)，針對室內(nèi)外各種使用環(huán)境而設(shè)計，顯示各種信

13、息的屏幕，使用專用的控制技術(shù)，用于顯示文字、文本、圖形、圖像、動畫、股票行情及各種多媒體信息以及電視、錄像信號。它由LED點陣陣列排列組成的顯示屏幕，具有高清晰度、色彩鮮艷、視角大、工作穩(wěn)定、壽命長、功耗低等優(yōu)點。由于采用單元模塊化結(jié)構(gòu)，屏體的大小可按用戶要求靈活拼制。</p><p>　　LED點陣顯示屏的典型應(yīng)用系統(tǒng)：</p><p>　　城市公眾信息咨詢系統(tǒng)； </p>

14、<p>　　政府、企事業(yè)單位接待服務(wù)系統(tǒng)； </p><p>　　工商、稅務(wù)、海關(guān)、銀行等行業(yè)業(yè)務(wù)查詢系統(tǒng)；</p><p>　　郵電、水電煤氣等公用事業(yè)業(yè)務(wù)查詢系統(tǒng) ；</p><p>　　大型商場商品信息查詢系統(tǒng) ；</p><p>　　賓館旅游指南系統(tǒng) ；</p><p>　　商務(wù)中心、智能化樓宇分布

15、查詢系統(tǒng)； </p><p>　　人才市場、勞動力市場供求信息咨詢服務(wù)系統(tǒng)； </p><p>　　展覽、交易會信息查詢系統(tǒng)；</p><p><b>　　醫(yī)院導醫(yī)系統(tǒng)查詢。</b></p><p>　　近幾年來我國LED顯示的相關(guān)技術(shù)也取得了較快和較大的發(fā)展，早期時曾因LED材料器件的限制，LED顯示屏的應(yīng)用

16、領(lǐng)域沒有廣泛展開，另一方面，顯示屏控制技術(shù)基本上是通信控制方式，客觀上影響了顯示效果。所以導致早期的LED顯示屏在國內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通信控制，灰度等級為單點四級調(diào)灰，產(chǎn)品的成本比較高。后來LED顯示屏迅速發(fā)展，進入九十年代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長，信息技術(shù)各個領(lǐng)域不斷突破，LED顯示屏在LED材料和控制技術(shù)方面也不斷出現(xiàn)新的成果。藍色LED鏡片研制成功，全彩色LED顯示屏進入市場;電子計算機及微電子領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展

17、，在顯示屏控制技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了視頻控制技術(shù)，顯示屏的動態(tài)顯示效果大大提高。這個階段，LED顯示屏在我國發(fā)展迅速，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。今天，LED顯示屏應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊，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[1]</p><p>　　1.2 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望</p><p>　　1.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀</p&

18、gt;<p>　　LED點陣顯示屏是20世紀90年代出現(xiàn)的新型平板顯示器件，由于其亮度高、畫面清晰、色彩鮮艷，使它在公眾多媒體顯示領(lǐng)域一枝獨秀，因此市場空間巨大。</p><p>　　LED點陣顯示屏市場隨技術(shù)發(fā)展而攀升LED點陣顯示屏的發(fā)展可分為以下幾個階段：</p><p>　　第一階段為1990年到1995年，主要是單色和16級雙色圖文屏。用于顯示文字和簡單圖片，主要用

19、在車站、金融證券、銀行、郵局等公共場所，作為公共信息顯示工具。</p><p>　　第二階段是1995年到1999年，出現(xiàn)了64級、256級灰度的雙基色視頻屏。視頻控制技術(shù)、圖像處理技術(shù)、光纖通信技術(shù)等的應(yīng)用將LED顯示屏提升到了一個新的臺階。LED點陣顯示屏控制專用大規(guī)模集成電路芯片也在此時由國內(nèi)企業(yè)開發(fā)出來并得以應(yīng)用。</p><p>　　第三階段從1999年開始，紅、純綠、純藍LED

20、管大量涌入中國，同時國內(nèi)企業(yè)進行了深入的研發(fā)工作，使用紅、綠、藍三原色LED生產(chǎn)的全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進入體育場館、會展中心、廣場等公共場所，從而將國內(nèi)的大屏幕帶入全彩時代。</p><p>　　隨著LED原材料市場的迅猛發(fā)展，表面貼裝器件從2001年面世，主要用在室內(nèi)全彩屏，并且以其亮度高、色彩鮮艷、溫度低的特性，可隨意調(diào)整的點間距，被不 同價位需求者所接受，在短短兩年多時間內(nèi)，產(chǎn)品銷售額已超過3億元，

21、表面貼裝全彩色LED點陣顯示屏應(yīng)用市場進入新世紀。為了適應(yīng)2008年奧運會的“瘦身” 計劃，利亞德開發(fā)了表面貼裝雙基色顯示屏，大量用于訓練館和比賽計時計分系統(tǒng)。在奧運場館全彩屏方面，為緊縮投資，全彩屏大部分采用可拆卸方式，奧運期間 可作為實況轉(zhuǎn)播工具，賽事結(jié)束后可用于租賃，作為演出、國家政策發(fā)布等公共場合應(yīng)用工具，通過這種方式可盡快收回成本。</p><p>　　就市場而言，中國加入WTO、北京申奧成功等，成為L

22、ED點陣顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新契機。國內(nèi)LED點陣顯示屏市場保持持續(xù)增長，目前在國內(nèi)市場上，國產(chǎn)LED點陣顯示屏的市場占有率近95%。國際上LED點陣顯示屏的市場容量預(yù)計以每年30%的速度在增長。</p><p>　　目前，LED點陣顯示屏的主要制造廠商集中在日本、北美等地，我國LED制造廠商出口的份額在其中微不足道。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界上目前至少有150家廠商生產(chǎn)全彩屏，其中產(chǎn)品齊全，規(guī)模較大的公司約有30家左右。&

23、lt;/p><p>　　國產(chǎn)LED點陣顯示屏技術(shù)差距在哪，隨著LED顯示屏市場的不斷擴大，目前國內(nèi)全彩色市場逐步被劃分為三個檔次。第一檔為巴可、松下等國際知名企業(yè)生產(chǎn)的高檔產(chǎn)品；第二檔為國內(nèi)大型企業(yè)研制的 采用日亞高品質(zhì)LED生產(chǎn)的產(chǎn)品；第三檔為采用我國生產(chǎn)的LED制作的顯示屏。這三種檔次的LED顯示屏在價格和功能上也存在著較大區(qū)別。</p><p>　　在技術(shù)上，LED點陣顯示屏的發(fā)展要緊跟

24、世界一流企業(yè)的品質(zhì)特點，目前國產(chǎn)的高品質(zhì)LED點陣顯示屏與國外頂尖產(chǎn)品在圖像處理技術(shù)、前端視頻處理技術(shù)等方面差別不大，主要差距在于以下兩個方面：</p><p><b>　　(1)單點顏色確認</b></p><p>　　“單點顏色確認”技術(shù)能夠確保逼真的色彩顯示，可持續(xù)長達數(shù)年之久不變。目前國內(nèi)的產(chǎn)品只能做到單元模塊和單元箱體的調(diào)節(jié)，不能做到真正的單點調(diào)節(jié)，因此在色

25、彩和亮度一致性上有差別，特別是在經(jīng)過維修更換了顯示單元后，由于 LED的參數(shù)可能發(fā)生了變化，顯示效果很難跟原屏保持一致，而這項工作在國外是由專用的大型設(shè)備完成的，而國內(nèi)沒有這類因產(chǎn)品特性而開發(fā)的設(shè)備，也希望社 會相關(guān)行業(yè)和設(shè)備制造企業(yè)能夠給予關(guān)注。</p><p>　　目前這項工作在巴可利亞德是這樣做的：模塊內(nèi)，每個像素點中的LED燈管都有其各自的顏色、亮度 的數(shù)值，這些發(fā)光二極管在工廠安裝時均要被精確測量過，這

26、些數(shù)據(jù)同時被儲存到每個模塊中的EEPROM，而當顯示信號被處理時，數(shù)字處理儀 (DIGITIZER)將從每個EEPROM中讀取該信息，并對LED的亮度、顏色差別加以修正，以保證顯示效果達到一致的最佳狀態(tài)。</p><p><b>　　(2)結(jié)構(gòu)工藝</b></p><p>　　目前國內(nèi)產(chǎn)品的箱體外殼基本上都是采用單件鈑金加工，加工工藝差，精度不高，外觀不美觀，防水性也

27、不十分好，特別是在室外惡劣環(huán)境下，易造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。</p><p>　　巴可的箱體適應(yīng)惡劣工作環(huán)境，所有箱體的外部硬件都裝在具備IP65標準的鋁合金鑄件包裝箱內(nèi)。箱體所采用的專門密封措施足以防止雨水、塵土的進入。數(shù)字“5”是防止液體滲入的等級，也是設(shè)計要求之一，這樣顯示系統(tǒng)就可以在雨天、無積水的環(huán)境下正常工作。</p><p>　　1.2.2 展望LED的發(fā)展</p>&

28、lt;p>　　首先，全彩色顯示屏將成為LED點陣顯示屏行業(yè)新的增長點，蘊含著極大的市場。</p><p>　　隨著LED器件材料性能的不斷提高，全彩色顯示屏的成本下降，應(yīng)用增加。到2003年底，全國范圍內(nèi)的全彩色LED點陣顯示屏達到600多塊。就全彩色顯示屏的綜合水平來說，國內(nèi)的全彩色LED點陣顯示屏除了價格和本地化服務(wù)的優(yōu)勢外，在技術(shù)深度、生產(chǎn)工藝等方面與國外產(chǎn)品的差距正在逐步縮小。采用SMD表貼技術(shù)的室

29、內(nèi)全彩色LED點陣顯示屏得到迅速發(fā)展并將成為今后室內(nèi)顯示屏的主導發(fā)展產(chǎn)品。</p><p>　　其次，半導體照明的發(fā)展，也將為LED點陣顯示屏產(chǎn)業(yè)的總體提升形成新的發(fā)展機遇。在LED點陣顯示屏大范圍應(yīng)用的同時，LED作為新型照明光源材料的發(fā)展近年也取得了突破性發(fā)展。</p><p>　　傳統(tǒng)的照明淘汰主要是白熾燈和熒光燈，在可靠性、耗電、使用壽命等方面不盡如人意。近年，LED作為光源材料制

30、作的裝飾燈、城市景觀燈等產(chǎn)品不斷推出，LED光源材料的照明燈具的市場正在形成并呈上升趨勢。特別是在城市景觀、危險區(qū)域、緊急應(yīng)急等方面的使用潛力更為巨大。</p><p>　　第三，交通信號、汽車等特種領(lǐng)域的LED應(yīng)用前景廣闊。超高亮、大功率的LED器件，在城市交通信號燈中已得到廣泛的采用。LED信號燈有高亮度、高可靠性、低使用成本、長壽命等特點。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)硬件介紹

31、</p><p>　　2.1 單片機的結(jié)構(gòu)與工作原理</p><p>　　單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。</p><p>　　可以說，二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進入的電腦

32、時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實時工控、通訊設(shè)備、

33、導航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。</p><p>　　在計算機出現(xiàn)以前，有不少能工巧匠做出了不少精巧的機械。進入電器時代后，人們借助電氣技術(shù)實現(xiàn)了自

34、動控制機械，自動生產(chǎn)線甚至自動工廠，并且大大地發(fā)展了控制理論。然而，在一些大中型系統(tǒng)中自動化結(jié)果均不理想。只有在計算機出現(xiàn)后，人們才見 到了希望的曙光。如今借助計算機逐漸實現(xiàn)了人類的夢想。但是，計算機出現(xiàn)后的相當長的時間里，計算機作為科學武器，在科學的神圣殿堂里默默地工作，而工業(yè)現(xiàn)場的測控領(lǐng)域并沒有得到真正的 應(yīng)用。只有在單片機（Microcontroller）出現(xiàn)后，計算機才真正地從科學的神圣殿堂走入尋常百姓家，成為廣大工程技術(shù)人員現(xiàn)

35、代化技術(shù)革新，技術(shù)革命的有利武器。目前，單片機在民用和工業(yè)測控領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用。彩電，冰箱，空調(diào)，錄像機，VCD，遙 控器，游戲機，電飯煲等無處不見單片機的影子，單片機早已深深地溶入我們每個人的生活之中。</p><p>　　單片機能大大地提高這些產(chǎn)品的智能性，易用性及節(jié)能性等主要性能指標，給我們的生活帶來舒適和方便的同時，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 單片機按用途大體上可分為兩大類： &

36、lt;/p><p><b>　　(1)通用型單片機</b></p><p><b>　　(2)專用型單片機</b></p><p>　　專用型單片機是指用途比較專一，出廠時程序已經(jīng)一次性固化好，不能再修改的單片機。例如電子表里的單片機就是其中的一種。 </p><p>　　通用型單片機的用途很廣泛，使用

37、不同的接口電路及編制不同的應(yīng)用程序就可完成不同的功。小到家用電器儀器儀表，大到機器設(shè)備和整套生產(chǎn)線都可用單片機來實現(xiàn)自動化控制[2]。</p><p>　　單片機的功能模塊如圖2.1所示。在一小塊芯片上，集成了一個微型計算機的各個部分。由圖1所見，單片機是由8位CPU﹑只讀存儲器EPROM/ROM﹑讀寫存儲器RAM﹑并行I/O口﹑串行I/O﹑定時器/計數(shù)器﹑中斷系統(tǒng)﹑振蕩器和時鐘電路等各部分組成，各部分之間通過內(nèi)

38、部總線相連[3]。</p><p>　　圖2.1 單片機的功能模塊</p><p>　　單片機的核心部分是中央處理器CPU，它由運算器和控制器兩大部分組成。運算器用來完成算術(shù)運算，邏輯運算和進行位操作(布爾處理)，由算術(shù)單元(ALU)，位處理器，累加器(ACC)，寄存器B暫存器TMP1T和TMP2等組成，與一般運算器的作用類似。</p><p>　　控制器是用來統(tǒng)

39、一指揮和控制計算機進行工作的部件，它是由定時和控制邏輯電路，內(nèi)部振蕩電路OSC，指令寄存器及其譯碼器，程序計數(shù)器PC及其增量器，程序地址寄存器，程序狀態(tài)字寄存器PSW，RAM地址寄存器，數(shù)據(jù)指針DPTR，堆棧指針SP等部分組成。</p><p>　　2.2 AT89C51介紹</p><p>　　AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含有4K by

40、tes的可反復擦寫的只讀程序存儲器和128的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，器件采用AEMEL公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和FLASH存儲單元，功能強大,可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。圖2.2為AT89C51外部封裝[4]。</p><p>　　圖2.2 AT89C51封裝</p><p>　　AT89C51單片機為40引腳雙列直插芯片,有四

41、個I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51單片機共有4個8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一條I/O線都能獨立地作輸出或輸入。</p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進

42、行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。    P1口：P1口是一個內(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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P

43、2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，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，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口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。&

44、lt;/p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當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，如下所示：</p><p>　　P3.0 RXD（

45、串行輸入口）</p><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（記時器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1

46、（記時器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）[5]</p><p>　　AT89C51振蕩器特性為： XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器

47、件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 </p><p>　　此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，停止芯片其它功能直至硬件復位，

48、直到下一個硬件復位為止。</p><p>　　2.3 74LS154介紹</p><p>　　74LS154這種4線—16線譯碼器非常適合用于高性能存儲器的譯碼器。當兩個選通輸入G1 和G2 為低時, 它可將4個二進制編碼的輸入譯成16 個互相獨立的輸出之一。實現(xiàn)解調(diào)功能的辦法是：用4個輸入線寫出輸出線的地址，使得在一個選通輸入為低時數(shù)據(jù)通過另一個選通輸入。當任何一個選通輸入是高時，所有

49、輸出都為高。圖2.3為編碼器74LS154外形及內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)[6]。</p><p>　　圖2.3 74LS154 編碼器外形及內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)</p><p>　　第三章 硬件電路設(shè)計</p><p>　　3.1 硬件電路工作原理</p><p>　　本產(chǎn)品擬采用以AT89C51單片機為核心芯片的電路來實現(xiàn)，主要由AT89C51芯片、時鐘

50、電路、復位電路、列掃描驅(qū)動電路(74HC154)、16×16 LED點陣5部分組成，如圖3.1所示[7]。 </p><p>　　圖3.1 硬件電路組成</p><p>　　AT89C51是一種帶4kB閃爍可編程可擦除只讀存儲器(Flash Programmable and Erasable Read Only Memory，F(xiàn)PEROM)的低電壓、高性能CMOS型8位微處理器

51、，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS一5l指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，能夠進行1 000次寫／擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間為10年。他是一種高效微控制器，為很多嵌人式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。因此，在智能化電子設(shè)計與制作過程中經(jīng)常用到AT89C51芯片[8]。 </p><p>　　時鐘電路由AT

52、89C5l的18，19腳的時鐘端(XTAI l及XTAL 2)以及12 MHz晶振X、電容C2、C3組成，采用片內(nèi)振蕩方式。</p><p>　　復位電路采用簡易的上電復位電路，主要由電阻R，R2，電容C，開關(guān)K組成，分別接至AT89C51的RST復位輸入端[9]。</p><p>　　LED點陣顯示屏采用16×16共256個象素的點陣，可通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出

53、該點陣的引腳分布。如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 LED點陣顯示屏底視圖</p><p>　　我們把行列總線接在單片機的I／0口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線，就可以得到顯示的漢字了。但是若將LED點陣的行列端口全部直接接入89S5 1單片機，則需要使用32條I／0口，這樣會造成I／0口資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴充的余地。因此，我們在實際應(yīng)用中只是將LED點陣的16條

54、行線直接接在P0口和P2口，至于列選掃描信號則是由4—16線譯碼器74HCl54來選擇控制，這樣一來列選控制只使用了單片機的4個I／O口，節(jié)約了很多I／O口資源，為單片機系統(tǒng)擴充使用功能提供了條件?？紤]到P0口必需設(shè)置上拉電阻，我們采用4．7 KΩ排電阻作為上拉電阻。漢字掃描顯示的基本過程是這樣的：通電后由于電阻R，電容c1的作用，使單片機的RST復位腳電平先高后低，從而達到復位；之后，在C、C3、X以及單片機內(nèi)部時鐘電路的作用下，單片

55、機89C51按照設(shè)定的程序在P0和P2接口輸出與內(nèi)部漢字對應(yīng)的代碼電平送至LED點陣的行選線(高電平驅(qū)動)，同時在P1．1，P1．2，P1．3，P1．4接口輸出列選掃描信號(低電平驅(qū)動)，從而選中相應(yīng)的象素LED發(fā)光，并利用人眼的視覺暫留特性合成整個漢字的顯示。再改變?nèi)”淼刂穼崿F(xiàn)</p><p>　　3.2 漢字的點陣顯示原理及字庫代碼獲取方法 </p><p>　　我們以UCDOS中文

56、宋體字庫為例，每一個字由16行16列的點陣組成顯示。即國標漢字庫中的每一個字均由256點陣來表示。我們可以把每一個點理解為一個象素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256象素范圍內(nèi)的任何圖形。如查用8位的AT89C51單片機控制，由于單片機的總線為8位，一個字需要拆分為2個部分，如圖3.3所示。 </p><p>　　圖3.3 漢字顯示原理</p>

57、<p>　　為了弄清楚漢字的點陣組成規(guī)律，首先通過列掃描方法獲取漢字的代碼。漢字可拆分為上部和下部，上部由8×16點陣組成，下部也由8×16點陣組成。本例通過列掃描方法首先顯示左上角的第一列的上半部分，即第0列的P00～P07口，方向為P00到P07，顯示漢字“大”時，P05點亮，由上往下排列，為：P0.0滅，P0.1滅，P0.2滅P0.3滅，P0.4滅，P0.5亮，P0.6滅，P0.7滅。即二進制0000

58、0100，轉(zhuǎn)換為十六進制為04h。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線的方便，我們?nèi)栽O(shè)計成由上往下掃描，即從P27向P20方向掃描，從圖3.3可以看到，這一列全部為不亮，即為00000000，十六進制則為00h。依照這個方法轉(zhuǎn)向第二列、第三列，…，直至第十六列的掃描，一共掃描32個8位，可以得出漢字“大”的掃描代碼為： </p><p>　　04H,00H,04H,02H,04H,02H,04H,

59、04H</p><p>　　04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H</p><p>　　05H,80H,04H,60H,04H,10H,04H,08H</p><p>　　04H,04H,0CH,06H,04H,04H,00H,00H</p><p>　　由這個原理可以看出，無論顯示何種字體或圖像，都可以用這個方法

60、來分析出他的掃描代碼從而顯示在屏幕上。</p><p>　　上述方法雖然能夠讓我們弄清楚漢字點陣代碼的獲取過程，但是依靠人工方法獲取漢字代碼是一件非常繁瑣的事情。對于16×16十六進制數(shù)據(jù)的漢字代碼，我們經(jīng)常采用字庫軟件查找字符代碼，軟件打開后輸入漢字，點“檢取”，十六進制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動生成，把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復制到程序中即可，如圖3.4所示。</p><p>　　圖

61、3.4 字庫提取程序</p><p>　　可見，漢字點陣顯示一般有點掃描、行掃描和列掃描3種。為了符合視覺暫留要求，點掃描方法的掃描頻率必須大于16×64=1 024 Hz，周期小于1 ms即可。行掃描和列掃描方法的掃描頻率必須大于16×8=128 Hz，周期小于7.8 ms即可，但是一次驅(qū)動一列或一行(8顆LED)時需外加驅(qū)動電路提高電流，否則LED亮度會不足[10]。</p>

62、<p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p><b>　　4.1 總述</b></p><p>　　在本設(shè)計中，軟件的設(shè)計包括了單片機部分和PC控制臺部分。單片機部分主要包括有接收和顯示兩個部分。編寫程序的語言為單片機匯編。PC控制臺部分主要包括有字模的編碼計算、界面設(shè)計和信息發(fā)送。</p><p>　　系統(tǒng)軟件分成控制系

63、統(tǒng)主程序及上位機用于輸入文本的串行通信程序兩部分，控制系統(tǒng)主程序框圖如圖所示，控制程序采用C51在計算機上編寫，通過串行口將編寫好的控制程序下載到單片機中并進行調(diào)試。如圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1 控制系統(tǒng)主程序</p><p>　　4.2 單片機部分的設(shè)計</p><p>　　主程序包含一個中程序，單片機接收到中斷后，就跳到接收程序接收顯示信息

64、，接收完顯示信息后，從中斷程序返回，進入顯示程序。 </p><p>　　4.2.1 顯示程序</p><p><b>　　顯示程序如圖4.2</b></p><p>　　圖4.2 顯示程序</p><p>　　4.2.2 接收程序</p><p><b>　　接收程序如圖4.3&

65、lt;/b></p><p>　　圖4.3 接收程序</p><p>　　4.2.3 左移子程序</p><p>　　左移子程序如圖4.4</p><p>　　圖4.4 左移子程序</p><p>　　4.2.4 元器件選擇 </p><p>　　本設(shè)計所需元器件如表4.1所示。&

66、lt;/p><p>　　表4.1 元器件列表</p><p>　　現(xiàn)設(shè)計一程序，使得LED顯示屏顯示： 貴州大學科技學院通信工程</p><p><b>　　程序清單見附錄。</b></p><p>　　第五章 仿真與分析</p><p>　　5.1 運用Proteus軟件仿真LED漢字顯示屏&

67、lt;/p><p>　　Proteus與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況，也能仿真單片機CPU的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時，是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結(jié)果。從某種意義上講Proteus仿真，基本接近與工程應(yīng)用。本次基于AT89C51單片機16×16LED漢字滾動顯示屏的設(shè)計已運用Proteus軟件仿真實現(xiàn)，如圖5.1所示。&

68、lt;/p><p>　　圖5.1 Proteus軟件仿真LED漢字顯示屏</p><p>　　5.2 結(jié)論與分析</p><p>　　雖然本設(shè)計只使用了一塊16×16LED點陣，電路簡單，但是已經(jīng)包涵了LED漢字滾動顯示屏的電路基本原理、基本程序和Proteus軟件仿真，只要擴展單片機的10接口，并增加一些LED點陣和相關(guān)芯片，就能設(shè)計出更大面積、更多花樣

69、的LED顯示屏。</p><p>　　經(jīng)過多次的反復測試與分析,可以對電路的原理及功能更加熟悉,同時提高了設(shè)計能力與及對電路的分析能力。同時在軟件的編程方面得到更到的提高,對編程能力得到加強，同時對所學的知識得到很大的提高與鞏固。</p><p>　　此次系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果較好，LED顯示屏能很好的顯示信息。由16×16點陣LED顯示屏顯示的漢字顯示效果穩(wěn)定，顯示亮度也非常合適。<

70、;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 諸昌鈴．LED顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù)[M]．成都：電子科技大學出版社，2000．3~4．</p><p>　　[2] 黃仁欣．單片機原理及應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：清華大學出版社，2005．2~3．</p><p>　　[3] 余修武．單片機原理及

71、應(yīng)用[M]．成都：電子科技大學出版社，2008．23~24．</p><p>　　[4] 蔡美琴，張為民．MCS-51系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用[M]．北京：高等教育出版社，2004．8~9．</p><p>　　[5] 高洪志．MCS-51單片機系統(tǒng)及應(yīng)用技術(shù)教程[M]．北京：人民郵電出版社，2009．14~15．</p><p>　　[6] 李朝青．單片機&a

72、mp;DSP外圍數(shù)字IC技術(shù)手冊[M]．北京：北京航空航天大學出版社，2003．</p><p><b>　　53~54．</b></p><p>　　[7] 龍安國．基于單片機的LED 漢字顯示屏設(shè)計與制作[J]．現(xiàn)代電子技術(shù)，2007 年，252（13）：186~187．</p><p>　　[8] 劉文濤．基于C51語言編程的MCS-

73、51單片機實用教程[M]．北京：原子能出版社，2004．</p><p><b>　　123~124． </b></p><p>　　[9] 李全利．單片機原理及應(yīng)用[M]．北京：清華大學出版社，2006．22~25．</p><p>　　[10] 鈕金真．數(shù)字電路與數(shù)字系統(tǒng)實驗[M]．北京 ：中央民族大學出版社，2002．47~4

74、8．</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　LJMP MIN</p><p>　　ORG 0030H</p><p>　　MIN: MOV SP,#60H</p><p>

75、　　MIX: SETB P1.0</p><p>　　MOV 30H,#09H</p><p>　　MOV DPTR,#TAB </p><p>　　L1:L CALL M IC</p><p><b>　　CL R C</b></p><p><b>　　

76、MOV A,DPL</b></p><p><b>　　ADD A,#32</b></p><p><b>　　MOV DPL,A</b></p><p>　　MOV A,DP H</p><p>　　ADDC A,#00H</p><p>　　MOV DP H,

77、A</p><p>　　DJ NZ 30 H,L1</p><p>　　LJ M P M IX</p><p>　　M IC:SETB P1.0</p><p>　　L P:MOV 31 H,#80</p><p>　　L OO P:MOV 32 H,#16</p><p>　　MOV R1,#

78、1 EH</p><p>　　MOV R2,#00 H</p><p>　　EN:MOV A,R2</p><p>　　MOVC A,@A+DP TR</p><p><b>　　MOV P2,A</b></p><p><b>　　INC R2</b></p>

79、<p><b>　　MOV A,R2</b></p><p>　　MOVC A,@A+DP TR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p><b>　　INC R2</b></p><p><b>　　MOV A,R1</

80、b></p><p><b>　　MOV P1,A</b></p><p>　　L CALL D EL</p><p><b>　　SETB P1.0</b></p><p><b>　　RR A</b></p><p><b>　　D

81、EC A</b></p><p><b>　　RL A</b></p><p><b>　　MOV R1,A</b></p><p>　　DJ NZ 32 H,EN</p><p>　　DJ NZ 31 H,L OO P</p><p><b>　　R

82、ET</b></p><p>　　D EL:MOV 34 H,#2</p><p>　　DL0:MOV R4,#250</p><p>　　DJ NZ R4,DJ N Z　34 H,DL0</p><p><b>　　R ET</b></p><p><b>　　TAB:&l

83、t;/b></p><p>　　DB ；貴：</p><p>　　DB 02H,00H,02H,00H,3AH,01H,2AH,0F9H</p><p>　　DB 2AH,82H,2AH,82H,2AH,84H,0FEH,0B8H</p><p>

84、;　　DB 2AH,84H,2AH,84H,2AH,82H,2BH,0FAH</p><p>　　DB 7AH,81H,22H,00H,02H,00H,00H,00H</p><p><b>　?。恢荩?lt;/b></p><p>　　DB 01H,00H,0EH,02H,00H,0CH,0FFH,0F0H</p><p>

85、　　DB 00H,00H,08H,00H,06H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 7FH,0FCH,00H,00H,08H,00H,06H,00H</p><p>　　DB 00H,00H,0FFH,0FFH,00H,00H,00H,00H</p><p><b>　　；大：</b></p><p>　

86、　DB 04H,00H,04H,02H,04H,02H,04H,04H</p><p>　　DB 04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H</p><p>　　DB 05H,80H,04H,60H,04H,10H,04H,08H</p><p>　　DB 04H,04H,0CH,06H,04H,04H,00H,00H</p>

87、<p><b>　　；學：</b></p><p>　　DB 02H,20H,0CH,20H,88H,20H,69H,20H</p><p>　　DB 09H,20H,09H,22H,89H,21H,69H,7EH</p><p>　　DB 09H,60H,09H,0A0H,19H,20H,28H,20H</p><

88、;p>　　DB 0C8H,20H,0AH,60H,0CH,20H,00H,00H</p><p><b>　??；科：</b></p><p>　　DB 24H,08H,24H,10H,24H,60H,25H,80H</p><p>　　DB 7FH,0FFH,0C5H,00H,44H,80H,00H,40H</p><

89、p>　　DB 24H,40H,12H,40H,00H,40H,0FFH,0FFH</p><p>　　DB 00H,80H,01H,80H,00H,80H,00H,00H</p><p><b>　??；技：</b></p><p>　　DB 08H,20H,08H,22H,08H,41H,0FFH,0FEH</p><

90、p>　　DB 08H,80H,08H,01H,11H,81H,11H,62H</p><p>　　DB 11H,14H,0FFH,08H,11H,14H,11H,64H</p><p>　　DB 31H,82H,10H,03H,00H,02H,00H,00H</p><p><b>　??； 學：</b></p><p&

91、gt;　　DB 02H,20H,0CH,20H,88H,20H,69H,20H</p><p>　　DB 09H,20H,09H,22H,89H,21H,69H,7EH</p><p>　　DB 09H,60H,09H,0A0H,19H,20H,28H,20H</p><p>　　DB 0C8H,20H,0AH,60H,0CH,20H,00H,00H</p&g

92、t;<p><b>　?。辉海?lt;/b></p><p>　　DB 00H,00H,7FH,0FFH,44H,20H,5AH,10H</p><p>　　DB 69H,0E1H,30H,81H,24H,82H,24H,8CH</p><p>　　DB 0A4H,0F0H,64H,80H,24H,0FCH,2CH,82H</p&

93、gt;<p>　　DB 25H,82H,28H,82H,30H,0EH,00H,00H</p><p><b>　?。煌ǎ?lt;/b></p><p>　　DB 02H,00H,42H,02H,22H,04H,33H,0F8H</p><p>　　DB 00H,04H,00H,02H,8FH,0FDH,89H,21H</p>

94、;<p>　　DB 0A9H,21H,9FH,0FDH,0A9H,29H,0C9H,25H</p><p>　　DB 9FH,0F9H,08H,03H,00H,02H,00H,00H</p><p><b>　?。恍牛?lt;/b></p><p>　　DB 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH</p&

95、gt;<p>　　DB 0E0H,00H,24H,80H,24H,0BFH,24H,0A2H</p><p>　　DB 0A4H,0A2H,64H,0A2H,24H,0A2H,24H,0A2H</p><p>　　DB 2DH,0BFH,64H,80H,20H,00H,00H,00H</p><p><b>　??；工：</b>&l

96、t;/p><p>　　DB 00H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H</p><p>　　DB 20H,04H,20H,04H,20H,04H,3FH,0FCH</p><p>　　DB 20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H</p><p>　　DB 60H,04H,20H,0CH,00H,04H,

97、00H,00H</p><p><b>　??；程：</b></p><p>　　DB 24H,10H,24H,60H,25H,80H,7FH,0FFH</p><p>　　DB 0C5H,00H,44H,0C2H,04H,82H,7EH,92H</p><p>　　DB 42H,92H,42H,92H,42H,0FEH,

98、42H,92H</p><p>　　DB 42H,0B2H,0FEH,96H,40H,82H,00H,00H</p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在貴州大學科技學院四年的學習和生活期間，我得到了許多老師和同學的關(guān)心及幫助，在此我

99、要對他們表示衷心的感謝。</p><p>　　在本次設(shè)計中，我要由衷感謝王蓓老師在我的專業(yè)學習、課題開展和論文撰寫等方面都進行了悉心指導。王蓓老師淵博的知識、深厚的專業(yè)素養(yǎng)、豐富的實踐經(jīng)驗和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度極大地影響和引導了我，在王蓓老師指導下的課題研究中，我深切地體會到了技術(shù)研究的巨大魅力，同時在思維方式和實踐方法上也有所領(lǐng)會，這些都將使我終身受益。在此，我向王蓓老師表示深深敬意和誠摯的謝意。</p>