基于單片機控制的點陣式漢字電子顯示屏的設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 題目：題目： 點陣式漢字電子顯示屏的設(shè)計點陣式漢字電子顯示屏的設(shè)計 任務(wù)與要求：任務(wù)與要求： 以以 mcs-51mcs-51 系單片機為核心器件，組成點陣式漢字電子顯示屏。系單片機為核心器件，組成點陣式漢字電子顯示屏。 顯示屏由顯示屏由 16*16led16*16led點陣顯示器組成，可以以此顯示點陣顯示器組成，可以以此顯示 4 4 個漢字。通過編個漢字。通過編 編譯可以對漢字修改。編譯可以對漢字修改。 時間：時間： 所屬系部：所屬系部： 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 學(xué)學(xué) 號：號： 專業(yè)：專業(yè)： 指導(dǎo)單位或教研室：指導(dǎo)單位或教研室： 電子技術(shù)教研室電子技

2、術(shù)教研室 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 職稱：職稱： 2010 年年 4 月月 15 日日 畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計( (論文論文) )進度計劃表進度計劃表 日日 期期工工 作作 內(nèi)內(nèi) 容容執(zhí)執(zhí) 行行 情情 況況 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 簽簽 字字 教師對進教師對進 度計劃實度計劃實 施情況總施情況總 評評 簽名 年 月 日 本表作評定學(xué)生平時成績的依據(jù)之一。 目目 錄錄 第第 1 1 章章 設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計方案設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計方案 .1 1.1 設(shè)計要求.1 1.2 總體設(shè)計方案和論證.1 1.2.1 led 顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計.1 1.2.2 系統(tǒng)模塊化設(shè)計.1 第第 2 2 章系統(tǒng)的功能概述章系統(tǒng)的功能概述 .2

3、 2.1 電路的基本概述.2 2.1.1 電路的基本組成.2 2.1.2 電路的特點及功能.2 2.2 主要設(shè)計內(nèi)容及技術(shù)指標.3 2.2.1 主要設(shè)計內(nèi)容.3 2.2.2 主要技術(shù)指標.3 2.3 led 顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計.3 第第 3 3 章章 系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計 .4 3.1 硬件電路組成及工作原理.4 3.3 at89c51 單片機的結(jié)構(gòu).5 3.3.1 at89c5 基本結(jié)構(gòu).5 3.3.2 單片機引腳圖及封裝.7 3.4 74 ls154 譯碼器芯片介紹.10 3.5 88 led 點陣顯示模塊的硬件設(shè)計及工作原理.11 第第 4 4 章章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計 .

4、13 4.1 軟件流程.13 4.2 漢字的表示及編碼原理.14 4.3 提取漢字的軟件的設(shè)計及實現(xiàn).15 4.3.1 漢字的實現(xiàn).16 第第 5 5 章章 系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果分析系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果分析 .18 5.1 元器件清單和使用的儀器儀表.18 5.1.1 電子設(shè)計元件清單.18 5.1.2 使用的儀器儀表.18 5.2 系統(tǒng)調(diào)試.18 5.2.1 硬件調(diào)試.19 5.2.2 軟件調(diào)試.19 5.2.3 硬件軟件聯(lián)調(diào).20 5.3 測試結(jié)果.20 總總 結(jié)結(jié) .21 謝謝 辭辭 .22 參參 考考 文文 獻獻 .23 附錄附錄 1 1 電路設(shè)計總原理圖電路設(shè)計總原理圖.24 附錄附錄

5、2 2 程程 序序 清清 單單.25 摘摘 要要 隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機技術(shù)正在日益滲透到人們?nèi)?常生活的方方面面，在這一進程中，單片機起到了重要作用。 單片微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是一種非?；钴S且頗具 生命力的機種。單片微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱微 控制器( microcontroller unit, mcu)，單片機由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包 含有計算機的基本功能部件：中央處理器（cpu） 、存儲器（mem） 、輸入/輸 出接口（i/o）等。因此，單片機只需要有適當?shù)能浖屯獠吭O(shè)備，便可組成為 一個單片機控制系統(tǒng)。自 20 世紀

6、70 年代問世以來，已經(jīng)對人類社會的各個方 面產(chǎn)生了巨大的影響。單片機技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用水平已經(jīng)成為一個國家工業(yè)化發(fā) 展水平的重要標志。近年來，由于單片機在國防、工業(yè)、醫(yī)療、交通、通信、 機器人等高精尖技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，促進了單片機技術(shù)的迅猛發(fā)展。為了適 應(yīng)廣泛要求，各種新型的速度快、體積小、功能全、功耗低的單片機不斷涌現(xiàn) 出來。比較有代表性的主要有 intel 公司的 mcs-51 系列以及其他公司的基于 51 內(nèi)核的兼容機、pic 公司的 pic 系列單片機、atmel 公司的 avr 系列單片機以 及 32 位 arm 單片機等等。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字：控制、微控制器、單片機 第第 1 1 章、

7、設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計方案章、設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計方案 1.11.1、設(shè)計要求、設(shè)計要求 以 mcs-51 系單片機為核心器件，組成電陣式漢字電子顯示屏。顯示屏游 16*16led 點陣顯示器組成，可依次顯示 4 個漢字。通過編程可以對漢字修改。 1.21.2 、總體設(shè)計方案和論證、總體設(shè)計方案和論證 .1、 ledled 顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計 led 顯示屏控制系統(tǒng)實現(xiàn)顯示信息的刷新技術(shù)有動態(tài)掃描和靜態(tài)鎖存兩種 方式。 方案一：動態(tài)掃描，即一行發(fā)光二極管共用一行驅(qū)動寄存器，根據(jù)共用一 行驅(qū)動寄存器的發(fā)光二極管像素數(shù)目，分為 1/4,1/16 掃描等； 方案二：靜態(tài)鎖存，即每

8、一個發(fā)光一極管都對應(yīng)有一個驅(qū)動寄存器，從而 保證了每一個發(fā)光一極管的亮度占空比為 100%； 動態(tài)掃描法可以大大減少控制器的 i/o 口，不但符合本設(shè)計的要，求而且 應(yīng)用較廣，因此選用方案一。 led 顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有串行和并行兩種。日前普遍采用串行控 制技術(shù)，顯示屏每個單元內(nèi)部的不同驅(qū)動電路和各級聯(lián)單元之間，每個時鐘僅 傳送一位數(shù)據(jù)。采用這種方式的驅(qū)動 ic 種類較多，不同顯示單元之間的聯(lián)線較 少，可減少顯示單元的數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動元件，從而提高整個系統(tǒng)的可靠性和性價 比，具體工程實現(xiàn)也較為容易。因此本設(shè)計采用串行控制技術(shù)。 .2、系統(tǒng)模塊化設(shè)計、系統(tǒng)模塊化設(shè)計 本系統(tǒng)采

9、用單片機 at89c51 為 led 顯示屏的控制核心，系統(tǒng)主要包括 led88 點陣顯示模塊、74ls154 譯碼器等。 圖 1-1 總體硬件組成框圖 系統(tǒng)框圖如圖 1-1 所示，系統(tǒng)主要由三大模塊組成即 74ls154 譯碼器、 at89c51 單片機， 88 led 點陣顯示模塊。 第第 2 2 章、系章、系統(tǒng)的功能概述統(tǒng)的功能概述 2.12.1、電路的基本概述、電路的基本概述 .1 、電路的基本組成、電路的基本組成 由 at89c51、4 片 74ls273 及 led 顯示屏為核心組成的點陣式 led 漢字 顯示屏是主要由時鐘電路、復(fù)位電路、51 單片機、點陣陽極驅(qū)動

10、電路、點陣陰 極驅(qū)動電路、1616 顯示屏 6 部分組成。 該電路采用 at89c51 單片機最小化應(yīng)用設(shè)計，p0 口作為 i/o 口，輸出行 數(shù)據(jù)和控制信號。p2 口作為 i/o 口，與“寫”控制信號配合，輸出列控制信號。 led 顯示采用動態(tài)掃描方式實現(xiàn)?？刂齐娐凡糠钟?4 片 74ls32 和 4 片 74ls273 傳輸信號，傳輸出來的信號通過 74ls273 輸出。通過編譯依次顯示漢 字。該 led 顯示屏用途廣泛，一般用于各種公共場所，作為宣傳和廣告的工具 1。 .2、電路的特點及功能、電路的特點及功能 該裝置通過點陣式 led 漢字顯示屏來顯示輸出漢字，通過編程能

11、夠隨時對 漢字進行修改、調(diào)整。本次設(shè)計以單片機 at89c51 為核心，1#、2#鎖存器分別 控制上 8 行和下 8 行，3#、4#鎖存器分別控制左 8 列和右 8 列。通過軟件編譯， 從而達到漢字顯示的目的。 通過此次設(shè)計讓我們能更深一層的了解 led 漢字顯示屏的工作原理、各部 分電路的功能作用以及整個電路的用途。該課題，要綜合應(yīng)用數(shù)字電路，模擬 電路，單片機等方面的知識，并且還要學(xué)習 protel、prosys、vw 軟件和新的器 件，使我能進一步鞏固加深所學(xué)的基本理論、基本技能和專業(yè)知識，使之系統(tǒng) 化、綜合化。并且培養(yǎng)我收集加工各種信息與獲取新知識的能力以及動手制作 的能力。該 led

12、 顯示屏用途廣泛，一般用于各種公共場所，作為宣傳和廣告的 工具。對于公共設(shè)施服務(wù)有著極為重要的意義。 2.22.2 、主要設(shè)計內(nèi)容及技術(shù)指標、主要設(shè)計內(nèi)容及技術(shù)指標 .1 、主要設(shè)計內(nèi)容、主要設(shè)計內(nèi)容 1、用單片機 at89c51 及 led 點陣顯示器為核心器件，制作一個點陣式漢 字電子顯示屏。 2、完成電路原理圖、印制電路板設(shè)計、元器件采購、裝配及調(diào)試工作。 3、完成該課題的程序設(shè)計、提交程序設(shè)計框圖及程序設(shè)計清單。 4、完成硬件與軟件的綜合調(diào)試，能實現(xiàn)預(yù)定的功能和主要技術(shù)指標。 .2 、主要技術(shù)指標、主要技術(shù)指標 （1）點陣式顯示器能依次顯示 4 個漢字。

13、 （2）通過編程能夠隨時對漢字進行修改、調(diào)整。 2.32.3、ledled 顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計 動態(tài)掃描，即一行發(fā)光二極管共用一行驅(qū)動寄存器，根據(jù)共用一行驅(qū)動寄 存器的發(fā)光二極管像素數(shù)目，分為 1/4,1/16 掃描等，動態(tài)掃描法可以大大減少 控制器的 i/o 口，不但符合本設(shè)計的要，求而且應(yīng)用較廣，因此選用此方案。 led 顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有串行和并行兩種。日前普遍采用串行控 制技術(shù)，顯示屏每個單元內(nèi)部的不同驅(qū)動電路和各級聯(lián)單元之間，每個時鐘僅 傳送一位數(shù)據(jù)。采用這種方式的驅(qū)動 ic 種類較多，不同顯示單元之間的聯(lián)線較 少，可減少顯示單元的數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動元件，從而提高

14、整個系統(tǒng)的可靠性和性價 比，具體工程實現(xiàn)也較為容易。因此本設(shè)計采用串行控制技術(shù)。 第第 3 3 章章、系統(tǒng)硬件設(shè)計、系統(tǒng)硬件設(shè)計 3.13.1 、硬件電路組成及工作原理、硬件電路組成及工作原理 本產(chǎn)品采用以 at89c51 單片機為核心芯片的電路來實現(xiàn)，主要由 at89c51 芯片、時鐘電路、復(fù)位電路、列掃描驅(qū)動電路(74hcl54)、1616led 點陣 5 部分組成，如圖 1 所示。其中，at89c51 是一種帶 4kb 閃爍可編程可擦 除只讀存儲器(falsh programmable and erasable read onlymemory，fperom)的 低電壓、高性能 cmos

15、型 8 位微處理器，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，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。時鐘電路由 at89c5l 的 18，19 腳的時鐘 端(xtai l 及 xtal2)以及 12 mhz 晶振 x、電容 c2、c3 組成，采用片內(nèi)振蕩 方式。復(fù)位電路采用簡易的上電復(fù)位電

16、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(fù)位輸入端。led 點陣顯示屏采用 1616 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該點陣 的引腳分布。 我們把行列總線接在單片機的 i0 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 i0 口，這樣會造成 i0 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 條行線 直接接在 p0 口和 p2 口，至于列選掃描信號則是由 4

17、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 io 口，節(jié)約了很多 io 口資源，為單片機系統(tǒng)擴充使用功能提供了條件。考慮到 p0 口必需設(shè)置 上拉電阻，我們采用 47 k 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(fù)位腳電平 先高后低，從而達到復(fù)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 p11，p12，p13，p14 接口輸

18、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)漢字的滾動顯示。 vcc 40 p2.6 27 p0.0 39 p0.6 33 p0.1 38 p0.2 37 p0.5 34 p0.4 35 p0.3 36 p0.7 32 /ea 31 ale 30 /psen 29 p2.7 28 p2.5 26 p2.4 25 p2.3 24 p2.2 23 p2.1 22 p2.0 21 p1.0 1 p1.1 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 rst 9 p3.0 1

19、0 p3.1 11 p3.2 12 p3.3 13 p3.4 14 p3.5 15 p3.6 16 p3.7 17 xtal2 18 xtal1 19 vss 20 at89c51 y0 1 y1 2 y2 3 y3 4 y4 5 y5 6 y6 7 y7 8 y8 9 y9 10 y10 11 gnd 12 y11 13 y12 14 y13 15 y14 16 y15 17 oe1 18 oe2 19 d 20 c 21 b 22 a 23 vcc 24 u1 74ls154 22pfc1 22pfc2 vcc c3 220 1k vcc 12 y12mhz s1 vcc 4.7k*16

20、4.7k*16 2n5401*16 2n5551*16 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 25 25 26 26 27 27 28 28 30 30 31 31 32 32 29 29 led16*16 圖 3-1 硬件電路組成 3.33.3、 at89c51at89c51 單片機的結(jié)構(gòu)單片機的結(jié)構(gòu) .1、 at89c5at89c5 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) at

21、89c51 是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（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。at89c2051 是一種帶 2k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只 讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。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-51 指令 集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 cpu 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， atmel 的 at89c51 是一種高效微控制器，at89c2051

22、是它的一種精簡版本。 at89c 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形 及引腳排列如圖 3-2 所示 圖 3-2 外形及引腳 1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)：只讀存儲器即 rom（read only memory） 。 2 外部結(jié)構(gòu)：1、電源：單片機使用的是 5v 電源，其中正極接 40 引腳， 負極（地）接 20 引腳。 2、振蒎電路：單片機是一種時序電路，必須提供脈沖 信號才能正常工作，在單片機內(nèi)部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接 18、19 腳。3、復(fù)位引腳 4、ea 引腳：ea 引腳接到正電源端。 3 引腳功能說明: 單片機的 40 個引腳大致可分為 4 類：電源、時鐘、控

23、制和 i/o 引腳。 電源: vcc 芯片電源，接+5v； vss -接地端； 4 時鐘:xtal1、xtal2-晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 5 控制線:控制線共有 4 根， ale/prog:地址鎖存允許/片內(nèi) eprom 編程脈沖。 ale 功能：用來鎖存 p0 口送出的低 8 位地址。 prog 功能：片內(nèi)有 eprom 的芯片，在 eprom 編程期間，此 引腳輸入編程脈沖。 （2） psen:外 rom 讀選通信號。 （3）rst/vpd:復(fù)位/備用電源。 rst（reset）功能：復(fù)位信號輸入端。 vpd 功能：在 vcc 掉電情況下，接備用電源。 （4）ea/vpp:內(nèi)外

24、rom 選擇/片內(nèi) eprom 編程電源。 ea 功能：內(nèi)外 rom 選擇端，管腳接到正電源端。 vpp 功能：片內(nèi)有 eprom 的芯片，在 eprom 編程期間，施 加編程電源 vpp。 6 i/o 線 89c51 共有 4 個 8 位并行 i/o 端口：p0、p1、p2、p3 口，共 32 個引腳。 p3 口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）. .2、 單片機引腳圖及封裝單片機引腳圖及封裝 圖 3-3 總線型引腳封裝 主要特性： 與 mcs-51 兼容 4k 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000 寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間：10 年 全靜態(tài)工作：0

25、hz-24mhz 三級程序存儲器鎖定 1288 位內(nèi)部 ram 32 可編程 i/o 線 兩個 16 位定時器/計數(shù)器 5 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明： vcc：供電電壓。 gnd：接地。 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 進行校驗時，p0 輸出原碼，此時 p0 外部必須被拉高。 p1 口：p1 口

26、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。 p2 口：p2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 i/o 口，p2 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

27、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。 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。 p3 口也可作為 at89c51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 p3.0 rxd（串行輸入口） p3.

28、1 txd（串行輸出口） p3.2 /int0（外部中斷 0） p3.3 /int1（外部中斷 1） p3.4 t0（記時器 0 外部輸入） p3.5 t1（記時器 1 外部輸入） p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） p3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 rst：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 rst 腳兩個機器周期的高 電平時間。 ale/prog：當訪問外部存儲器時，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，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ale 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為

29、振蕩器頻率的 1/6。因此 它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部 數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ale 脈沖。如想禁止 ale 的輸出可在 sfr8eh 地 址上置 0。此時， 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，置位無效。 /psen：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每 個機器周期兩次/psen 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /psen 信號將不出現(xiàn)。 /ea/vpp：當/ea 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000h-

30、 ffffh） ，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時，/ea 將內(nèi)部鎖定為 reset；當/ea 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 flash 編程期間， 此引腳也用于施加 12v 編程電源（vpp） 。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 xtal2：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性: 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

31、沖的高低電平要求的寬度。 3.43.4、7474 ls154ls154 譯碼器芯片介紹譯碼器芯片介紹 74ls154 是一個 416 譯碼器，4-線至 16 線解碼器/解復(fù)用器，上述每 4 行至 16 線解碼器采用的 ttl 電路破解四個二進制編碼的輸入，其中有 16 互相排斥的輸出時，雙方頻閃輸入，g1 和 g2，是低的。解復(fù)用功能，是 由使用 4 輸入線路，以解決輸出線，通過數(shù)據(jù)從一臺的頻閃輸入與其他頻閃輸 入偏低。當頻閃輸入高，所有產(chǎn)出都很高。這些解多工器，都是一個完美適 合實施高效能記憶體解碼器。所有投入都緩沖和輸入鉗位二極管提供，以減 少傳輸線的影響，從而簡化了系統(tǒng)設(shè)計。 表 3-1

32、 74ls154 的真值表 4-16 線譯碼器， 其管腳如 2-1 表所示， a，b，c，d 為譯碼的輸入端， 值的區(qū)間從 0000 到 1111，y1y15 是對應(yīng) a，b，c，d 四個輸入引腳的輸出 腳，其中選中的線用輸出低電平，沒有選中的輸出高電平， 1 g 、 2 g 是使 能端，只有輸入相應(yīng) d 低電平才能使譯碼器正常工作。 74ls154 與 at89c51 的連接：a【23 腳】 ，b【22 腳】 ，c【21 腳】 ，d【20 腳】分別接到 at89c51 的 p1.0【1 腳】 ，p1.1【2 腳】 ，p1.2【3 腳】和 p1.3【4 腳】上。 其他腳連接：g1【18 腳】

33、，g2【19 腳】接地，使芯片工作；y1【1 腳】 y15【17 腳】連接到 16*16 點陣 led 顯示屏上；其中 gnd【12 腳】 ，vcc【24 腳】 。 圖 3-4 74ls154 管腳圖 3.53.5 、8888 ledled 點陣顯示模塊的硬件設(shè)計及工作原理點陣顯示模塊的硬件設(shè)計及工作原理 88 led 點陣顯示模塊是 led 顯示屏設(shè)計的關(guān)鍵部分，共陰和共陽接法設(shè) 計的好壞直接關(guān)系到 led 顯示屏的亮度、穩(wěn)定度等重要指標。給出 88 點陣 led 的工作原理。圖 3-5 為 88 點陣 led 外觀及引腳圖，其等效電路如圖 3-6 所示，只要其對應(yīng)的 x、y 軸順向偏壓，即

34、可使 led 發(fā)亮。例如如果想使左上 角 led 點亮，則 y0=1，x0=0 即可。應(yīng)用時限流電阻可以放在 x 軸或 y 軸。 圖 3-5 88 點陣 led 外觀及引腳圖 圖 3-6 88 點陣 led 等效電路 由 88 點陣 led 的工作原理圖以及 88 點陣 led 外觀及引腳圖和其等效 電路，可得出 1616 點陣 led 顯示漢字的工作原理：1616 點陣 led 顯示器 有兩種接線形式，即共陰接法和共陽接法。共陽接法的原理圖如圖 3-6 所示， 圖中只畫出了 88 點陣的二極管。每一行發(fā)光二極管的陽極接在一起，有一個 引出端 x，每一列發(fā)光二極管的陰極接在一起，有一個引出端

35、y。當給發(fā)光 二極管陽極引出端0 加高電平，陰極引出端 y0 加低電平時，左上角的二極管 點亮。因此，對行和列的電平進行掃描控制時，可以實現(xiàn)顯示不同漢字的目的。 第第 4 4 章、系統(tǒng)的軟件設(shè)計章、系統(tǒng)的軟件設(shè)計 軟件是該 led 顯示屏控制系統(tǒng)的重要組成部分，在系統(tǒng)的軟件設(shè)計中我們 也才用了模塊化設(shè)計，將系統(tǒng)的各部分功能編寫成子模塊的形式，這樣增強了 系統(tǒng)軟件的可讀性和可移植性。 4.14.1、軟件流程、軟件流程 本系統(tǒng)中（單片機 89c51）的主要功能就是實現(xiàn) led 顯示屏上字樣的移位、 顯示、數(shù)據(jù)的讀取等功能。其主程序流程如圖 3-1 所示。 開機 機 系統(tǒng)初始化 否 是 判斷是否處于

36、通狀態(tài)？ 移位顯示 讀取顯示內(nèi)容 圖 4-1 主程序流程圖 讀取 at89c51 的 rom 中的標 志位 等待 判斷是否有中斷標志？ 是否 4.24.2 、漢字的表示及編碼原理、漢字的表示及編碼原理 ucdos 軟件中的文件 hzk16 和文件 asc16 分別為 1616 的國標漢字點 陣文件和 816 的 ascii 碼點陣文件,以二進制格式存儲。在文件 hzk16 中,按 漢字區(qū)位碼從小到大依次存有國標區(qū)位碼表中的所有漢字,每個漢字占用 32 個 字節(jié),每個區(qū)為 94 個漢字。在文件 asc16 中按 ascii 碼從小到大依次存有 816 的 ascii 碼點陣,每個 ascii 碼

37、占用 16 個字節(jié) 在 pc 機的文本文件中,漢字是以機內(nèi)碼的形式存儲的,每個漢字占用兩個字 節(jié):第一個字節(jié)為區(qū)碼,為了與 ascii 碼區(qū)別,范圍從十六進制的 0a1h 開始(小于 80h 的為 ascii 碼字符),對應(yīng)區(qū)位碼中區(qū)碼的第一區(qū);第二個字節(jié)為位碼,范圍也 是從 0a1h 開始,對應(yīng)某區(qū)中的第一個位碼。這樣,將漢字機內(nèi)碼減去 0a0ah 就 得該漢字的區(qū)位碼。 例如漢字“房”的機內(nèi)碼為十六進制的“b7bf”,其中“b7”表示區(qū)碼,“bf”表示 位碼。所以“房”的區(qū)位碼為 0b7bfh-0a0a0h=171fh。將區(qū)碼和位碼分別轉(zhuǎn)換 為十進制得漢字“房”的區(qū)位碼為“2331”,即“

38、房”的點陣位于第 23 區(qū)的第 31 個字 的位置,相當于在文件 hzk16 中的位置為第 32(23-1) 94+(31-1)=67136b 以 后的 32 個字節(jié)為“房”的顯示點陣。 在本單片機系統(tǒng)中,起始地址的高 4 位為頁號,送 p1 口,低 15 位為數(shù)據(jù)區(qū)地 址,送指針 dptr。利用“movx”指令連續(xù)取 32 個字節(jié)送 lcd 的相應(yīng)位置,就能 實現(xiàn)正確的漢字顯示。 ascii 碼的顯示與漢字的顯示基本原理相同。在文件 asc16 中不存在機內(nèi) 碼的問題,其顯示點陣直接按 ascii 碼從小到大依次排列,只是每個 ascii 碼在 文本文件中只占 1 個字節(jié)且小于 80h,而且

39、 ascii 碼為 816 點陣,所以在 ascii16 文件中,每個 ascii 碼的點陣也只占 16 個字節(jié)。 首先提取 1616 的國標漢字點陣和 816 的 ascii 碼點陣(如 ucdos 軟件 中的 hzk16 和 asc16)并將其直接寫入 29f040。其中 hzk16(共 256kb)點 07 頁。為了便于編程,asc16 雖然只有 4kb,也單獨占用第 8 頁。其余剩下的空間 用來存儲漢字語句的編碼。 由于 240128 點陣的 led 顯示器每個只能顯示 15 個漢字(1616 點陣漢字),即 30 個字節(jié)。所以可將需要顯示的語句按 30 個字節(jié)為 1 行進行編寫,不足

40、 30 個字 符的則補空格。在 pc 機上進行錄入時,每行 30 個字符再加上回車鍵和換行符, 實占 32 個字符。所錄入的語句以純文本形式存盤,再將該文本文件以二進制的 形式寫入 29f040 的第 9 頁。那么,以后根據(jù)需要顯示的語句行號便可以進行正 確的顯示。此,作者推出薦使用 dos 版本的 wps 軟件的“編輯非文收文件”功能, 它能清楚地顯示每行是否有 30 個字符。 4.34.3、 提取漢字提取漢字的軟件的設(shè)計及實現(xiàn)的軟件的設(shè)計及實現(xiàn) 我們以 ucdos 中文宋體字庫為例，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

41、每一個點理 解為一個像素，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 像素范圍內(nèi)的任何圖形。 圖 4-2 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。 一般我們把它拆分為上部和下部，上部由 8*16 點陣組成， 下部也由 8*16 點陣組成。 在本例中單片機首先顯示的是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“小”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, p

42、0.5 滅,p0.6 滅,p0.7 滅。即二進制 00000000，轉(zhuǎn)換為 16 進制為 00h.。 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 仍設(shè)計成由上往下掃描，即從 p27 向 p20 方向掃描，從上圖可以看到，p2.4 亮， 即為 00000100，16 進制則為 04h。 然后單片機轉(zhuǎn)向上半部第二列，全不亮，為 00000000，即 16 進制 00h. 這一列完成后繼續(xù)進行下半部分的掃描，p2.5 點亮，為二進制 00000101，即 16 進制 20h. 依照這個方法，繼續(xù)進行下面的掃描，一共掃描 32 個 8 位， 可以得出漢 字“小”的掃描代碼為： d

43、b 00,00,00,10h,00,20h,00,40h db 01,80h,06,02,00,01,0ffh,0feh ;小 db 00,00,04,00,02,00,01,00 db 00,80h,00,60h,00,00,00,00 由這個原理可以看出， 無論顯示何種字體或圖像， 都可以用這個方法來 分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。 .1、漢字的實現(xiàn)、漢字的實現(xiàn) 本系統(tǒng)的取字模軟件主要是編輯 led 顯示屏顯示的內(nèi)容，在設(shè)計中采用匯 編語言寫了 led 顯示屏控制系統(tǒng)的內(nèi)容下載軟件。軟件界面如圖 4-3 所示。 該軟件的主要是對輸入的漢字取點陣數(shù)據(jù)如下： 軟件打開后輸

44、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(fù)制到我們的程序中即可。 ?。篸b 00,00,00,10h,00,20h,00,40h db 01,80h,06,02,00,01,0ffh,0feh db 00,00,04,00,02,00,01,00 db 00,80h,00,60h,00,00,00,00 心：db 00,20h,00,40h,03,80h,00,00 db 0fh,0fch,00,02,80h,02,40h,02 db 38h,02,10h,02,00,02,00,0eh db 02,00,01,00,00,0e0h,00,00 慢：db

45、 02,00,1ch,00,00,00,0ffh,0ffh db 10h,00,0bh,0c1h,0fah,51h,0aah,5ah db 0abh,0d4h,0aah,54h,0abh,0d4h,0aah,5ah db 0fah,52h,07,0c1h,02,01,00,00 行： db 00,40h,08,80h,11h,00,23h,0ffh db 0c4h,00,02,00,42h,00,42h,00 db 42h,00,42h,02,42h,01,43h,0feh db 0c2h,00,46h,00,02,00,00,00 end 第第 5 5 章、系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果分析章、系統(tǒng)調(diào)試

46、與測試結(jié)果分析 5.15.1、元器件清單和使用的儀器儀表、元器件清單和使用的儀器儀表 .1、電子設(shè)計元件清單、電子設(shè)計元件清單 元 件 編 號規(guī) 格 參 數(shù)作 用 簡 介 u1at89c51核心控制芯片 led16*16 led 點陣組成漢字顯示屏 u174ls1544 線-16 線譯碼器 r1200 r21k c322uf 復(fù)位電路 k1按鍵開關(guān)按鍵開關(guān) c1, c220pf x112mhz 時鐘電路 行 16*4.7kr 列 16*4.7k 上拉電阻 2n555116小功率 npn 三極管 2n540116小功率 pnp 三極管 .2 、使用的儀器儀表、使用

47、的儀器儀表 數(shù)字萬用表dt9203 5.25.2、系統(tǒng)調(diào)試、系統(tǒng)調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試 和軟硬件聯(lián)調(diào)。由于在系統(tǒng)設(shè)計中采用模塊設(shè)計法，所以方便對各電路模塊功 能進行逐級測試：led 顯示模塊的調(diào)試等，最后將各模塊組合后進行整體測試。 .1、硬件調(diào)試、硬件調(diào)試 對各個模塊的功能進行調(diào)試，主要調(diào)試各模塊能否實現(xiàn)指定的功能。 .2、軟件調(diào)試、軟件調(diào)試 軟件調(diào)試采用 uvision3 集成開發(fā)環(huán)境及微機，將編好的程序進行調(diào)試，主 要是檢查語法錯誤。vision2ide 基于 windows 的開發(fā)平臺，包含一個高效的 編輯

48、器，一個項目管理和一 make 工具。vision2 支持所有的 keilc51 工具。 keil c51 是美國 keil software 公司出品的 51 系列兼容單片機 c 語言軟件開發(fā) 系統(tǒng)，與匯編相比，c 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的 優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用 c 來開發(fā)，體會更加深刻。keil c51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 windows 界 面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 keil c51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理 解。在開發(fā)大型軟件時更能

49、體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢，包括 c 編輯器。宏匯編器， 連接/定位器，目標代碼到 hex 的轉(zhuǎn)換器。 圖 5-1 vision2 界面 .3、硬件軟件聯(lián)調(diào)、硬件軟件聯(lián)調(diào) 將調(diào)試好的硬件和軟件進行聯(lián)調(diào)，主要調(diào)試系統(tǒng)的實現(xiàn)功能。 5.35.3、測試結(jié)果、測試結(jié)果 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。led 顯示屏由 4 塊 8*8 的 led 小模塊組成，整個顯示屏可以顯示一個 16*16 的漢字，漢字從右 到左移動顯示，顯示亮度也正好。 圖 5-2 結(jié)結(jié) 束束 語語 在 led 點陣漢字顯示屏的設(shè)計過程中，學(xué)到了很多東西，基本了解了整 個嵌入式開發(fā)的流程。例如，在進行

50、整個設(shè)計之前，應(yīng)該先根據(jù)需求分析，對 單片機進行選型，然后對各個硬件模塊在面包板進行搭試時候，要注意基本的 布板原則。在焊接電路板的時候，應(yīng)該從最基本的最小系統(tǒng)開始， 分模塊， 逐個進行焊接測試。在對各個硬件模塊進行測試時，要保證軟件正確的情況下 去測試硬件，要不然發(fā)生錯誤時，不知道到底是哪一方出錯了。在進行搭試點 陣塊的時候，因為電壓過高，導(dǎo)致點陣模塊損壞。這次設(shè)計開發(fā)，本人受益非 淺，在以后的開發(fā)過程中一定吸取教訓(xùn)。 參參 考考 文文 獻獻 1 張毅剛.單片機原理與應(yīng)用m.北京:高等教育出版社,2003. 2 張大明,彭旭昀,尚靜基.單片微機控制應(yīng)用技術(shù)m.北京:機械工業(yè)出版社, 2006

51、. 3 付家才.單片機控制工程實踐技術(shù)m.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004. 4 http:/:proteus,2008,3. 5 戴佳，戴衛(wèi)恒.51 單片機 c 語言應(yīng)用程序設(shè)計實例精講m.北京：電子 工業(yè)出版社,2006. 6 彭為，黃科，雷道仲.單片機典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講m.北京：電子工 業(yè)出版社,2006. 7 楊將新，李華軍，劉東駿.單片機程序設(shè)計及應(yīng)用從基礎(chǔ)到實踐m.北 京：電子業(yè)出版社工,2006. 8 趙亮，侯國銳.51 單片機 c 語言編程與實例m. 北京：人民郵電出版 社.2003。 9 韓志軍，沈晉源. 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計m.北京：機械工業(yè)出社， 2003。 10 睢丙東，

52、魏澤鼎.單片機應(yīng)用與實例m.北京：電子業(yè)出版社工， 2004。 11 李玉梅.基于 mcs-51 系列單片機原理的應(yīng)用設(shè)計m. 北京： 國防工 業(yè)出版社，2006。 12 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)m.北京:高等教育出版社，2000。 13 潘永雄.新編單片機原理與應(yīng)用m.西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2007。 14 戴勝華，蔣大明，楊世武.單片機原理與應(yīng)用m.北京：清華大學(xué)出版 社，2005。 附錄附錄 1 1 電路設(shè)計總原理圖電路設(shè)計總原理圖 vcc 40 p2.6 27 p0.0 39 p0.6 33 p0.1 38 p0.2 37 p0.5 34 p0.4 35 p0.3 36 p0.7 32 /ea 31 ale 30 /ps