基于单片机电子显示屏Word格式.docx

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第3节LED点阵显示数据编码………………………………………………10

3.15X7点阵显示数据编码……………………………………………………………10

3.216X16点阵显示数据编码………………………………………………………………12

第4节串行接口芯片…………………………………………………………………13

4.1串行接口芯片74HC595………………………………………………………………13

4.2硬件电路图……………………………………………………………………………15

第5节源程序……………………………………………………………………16

结束语………………………………………………………………………………20

参考文献………………………………………………………………………21

第1节引言

1.1概述

随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯。

LED彩灯由于其低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。

但目前市场上式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂、功能单一,这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮,不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。

这种彩灯控制器结构往往有芯片过多，电路复杂，功率损耗大而且样式单调，缺乏用户可操作性。

影响亮灯效果。

因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。

1.2本设计任务

本文提出了一种基于AT89C51单片机的彩灯控制方案,实现对LED彩灯的控制。

本方案以AT89C51单片机作为主控核心,与键盘、显示、驱动等模块组成核心主控制模块。

在主控模块上设有8个按键和5位七段码LED显示器,根据用户需要可以编写若干种亮灯模式,利用其内部定时器T0实现一个基本单位时间为5ms的定时中断,根据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。

随着大规模集成电路的出现和发展，芯片生产厂家把中央处理器CPU（CentralProcessingUnit），随机存取内存RAM（RandomAccessMemory），只读存储器ROM（ReadOnlyMemory），定时器/计数器以及I/O（Input/Output）接口电路等主要计算机部件，集成在一块集成电路芯片（硅片）上，形成芯片级计算机，称为单片微型计算机（singlechipmicrocomputer），直译为单片机。

虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了微机系统的含义，又称微型处理部件MCU（MicroControllerUnit）,单片机商品名称为微控制器单元。

单片机具有优异的性能价格比、体积小、可靠性高、控制功能强，广泛应用在智能仪表、机电一体化、实时过程控制、机器人、家用电器、模糊控制、通信系统等领域。

本文详细介绍了基于AT89S51单片微型计算机电子显示屏的硬件设计与软件编程。

第2节系统的硬件构成及功能

2.1MCS-51系列单片机:

根据单片机能够一次处理的数据的宽度（二进制位数），单片机分为1位机、4位机、8位机、16位机、32位机。

目前，应用最广的产品是8位单片机，其中又属Intel公司出品的MCS-51系列单片机应用最广。

MCS-51系列单片机已经成为事实上的工业标准，其内部包含如下功能部件：

（1）一个8位的中央处理器CPU，完成运算和控制功能；

（2）一个片内振荡器及时钟电路，外接石英晶体和微调电容需外接，为单片机产生时钟脉冲序列，系统允许的晶振频率0～33MHz；

（3）256BRAM数据存储器，前128单元作内部数据存储器，可擦写的数据，后128单元为专用寄存器。

（4）两个16位定时器/计数器，以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。

（5）可寻址的64KB外部数据存储器以及控制电路。

（6）可寻址的64KB外部程序存储器以及控制电路。

（7）21个特殊功能寄存器

（8）32条可编程的I/O线（四个8位I/O并行端口）

（9）一个可编程全双工串行口，可作全双工异步通信收发器使用,实现单片机和其它设备之的串行资料传送；

也可作为同步移位器使用

（10）五个中断源,外中断2个,定时/计数中断2个,串行中断1个；

两个优先级，全部中断分为高级和低级共两个优先级。

（11）根据内部程序存储器ROM多少，MCS-51系列主要芯片与差异

8031片内无ROM

8051片内4K掩膜ROM

8751片内4K紫外线可擦除可编程程序存储器，EPROM

89C51片内4K电可擦除可编程程序存储器，FLASHEEPROM

89S51片内4K电可擦除可编程程序存储器，FLASHEEPROM，支持ISP

89S52片内8K电可擦除可编程程序存储器，FLASHEEPROM，支持ISP

2.2MCS-51系列单片机引脚:

MCS-51系列单片机是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，如下图。

a.外形图b.引脚图

图1MCS-51系列单片机图

2.3MCS-51系列单片机最小系统最低配置:

MCS-51系列单片机最小系统是指单片机要工作所必须保证的最低配置，如图：

2.4点阵知识:

采用8*8点阵显示汉字：

如果亮用1表示、暗用0表示，共8*8=64个LED，用64个二进制表示，64/8=8个字节，即每个字需要8个字节记录。

采用16*16点阵显示汉字：

如果亮用1表示、暗用0表示，共16*16=256个LED，用256个二进制表示，256/8=32个字节，即每个字需要32个字节记录。

LED点阵显示器结构

第3节LED点阵显示数据编码

3.15X7点阵显示数据编码

3.216X16点阵显示数据编码

第4节串行接口芯片

单片机应用系统中除了CPU、内存，外部设备也是必不可少的。

外部设备与外部设备之间、外部设备与CPU之间的工作电压和工作速度并不一定相同。

于是出现了CPU与外部设备连接、匹配问题，不同的外部设备硬件接口电路、涉及到的软件程序都相应改变。

计算机接口技术就是研究CPU与外部设备、外部设备与外部设备之间最佳匹配的一门学科。

MCS51单片机共有32个I/O口，都是双向口，可以作输入口也可以作输出口使用。

32个I/O口划分为4个8位的并行I/O口，从0开始编码，分别称为P0、P1、P2、P3，在单片机内部数据存储器中的地址分别为0x80、0x90、0xA0、0xB0，具有字节寻址和位寻址功能。

作为字节寻址时，一次性可以输出或输入8个二进制数据——并行口。

作为位寻址时，一次性只能输出或输入1个二进制位信息——串行口。

当外部设备比较多时，引脚不够用，需要用接口芯片进行扩展。

4.1串行接口芯片74HC595:

引脚图

内部结构图

真值表

输入引脚

功能

备注

G

SCLR

SI

SCK

RCK

*

G=1,输出禁止；

G=0,输出允许

一般使用时

G接地线

SCLR接电源

为0清除所有移位寄存器中数据

二进制数据输入引脚

0->

1

SI数据进入第一个移位寄存器

移位寄存器数据进入输出寄存器

4.2硬件电路图:

本电路采取6个74HC595，两个控制行，4个控制列。

第4节源程序

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG0100H

MAIN:

MOVR0,#00H

LOOP1:

MOVR1,#00H

LOOP2:

MOVA,R0

MOVB,#6

MULAB

ADDA,R1

MOVDPTR,#TAB00

MOVCA,@A+DPTR

CALLDISPLAY

INCR1

CJNER1,#06H,LOOP2;

每行数据的个数

CLRP1.1

SETBP1.1;

0-->

1时，输出并行数据

CALLDELAY

INCR0

CJNER0,#14H,LOOP1;

共有几行数据

JMPMAIN

;

输出一个字节的程序

DISPLAY:

MOVR2,#00H

DISLOOP:

RLCA

MOVP1.0,C

CLRP1.2

SETBP1.2;

1时，数据串行移位

INCR2

CJNER2,#08H,DISLOOP;

1个字节等于8个二进制

RET

延时程序

DELAY:

MOVR5,#3

DEL01:

MOVR6,#200

DEL02:

MOVR7,#250

DEL03:

DJNZR7,DEL03

DJNZR6,DEL02

DJNZR5,DEL01

TAB00:

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,00H,00H;

全亮

DB00H,00H,00H,00H,00H,00H;

全暗

TAB01:

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0ffH,0feH;

第0行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0ffH,0fdH;

第1行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0ffH,0fbH;

第2行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0ffH,0f7H;

第3行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0ffH,0efH;

第4行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0ffH,0dfH;

第5行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0ffH,0bfH;

第6行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0ffH,07fH;

第7行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0feH,0ffH;

第8行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0fdH,0ffH;

第9行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0fbH,0ffH;

第A行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0f7H,0ffH;

第B行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0efH,0ffH;

第C行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0dfH,0ffH;

第D行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0bfH,0ffH;

第E行亮

DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,07fH,0ffH;

第F行亮

END

结束语：

通过这次课程设计，我开始了解单片机的一些相应的周边知识。

单片机是一门实践性很强的课程，光光一个单片机并不能发挥什么作用，必须要和其它的芯片一起才能最大可能的发挥它的各种各样的功能。

为了做这个课程设计我查阅了不少单片机的资料，图书馆关于单片机的书基本上都被我们班同学借光了。

上网查找相应的资料，某些地方不大明白就上网向别人请教。

最后完成了这篇课程设计。

在这次设计的过程中，软件编程是比较难的环节，因为用的是汇编语言，汇编语言是低级语言，不像高级语言哪么直观，算法的实现也比较困难，单片机课程设计重点就在于软件算法的设计，需要有很巧妙的程序算法，才能实现LED灯的相应的功能，在编程上需要花大量的时间在里面。

我决定以后要多看看编程方面的书，做出更好的设计。

参考资料：

1、张有德，单片微型机，复旦大学出版社，2000．6

2、蔡美琴，MCS-51系列单片机系统及应用，高等教育出版社，1981.12

3、何力明，MCS-51系列单片机应用系统设计，北航出版社,1998.11

4、李广第，单片机基础，北京航空航天大学出版社，1994.6

5、周航慈，单片机应用程序设计，北京航空航天大学出版社，1991.8

6、张有得.涂时亮.赵志英，实用子程序及其应用，复旦大学出版社，1988.3

7、戳生辉等，单片机原理及其应用，西安电子科技大学出版社，1988

8、何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计-系统配置与接口技术，航空航天大学出版社1900