基于89C51的点阵屏显示设计毕业论文.doc

《基于89C51的点阵屏显示设计毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于89C51的点阵屏显示设计毕业论文.doc（36页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、1 江西理工大学南昌校区江西理工大学南昌校区 毕毕毕毕 业业业业 设设设设 计计计计 论论论论 文文文文 题目：基于 89C51 的点阵屏显示设计 院 系：信息工程系 专 业：电气自动化技术 学 号：09321237 姓 名：饶庆军 2 摘摘 要要 LED 显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。 由于它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适 应能力强等优点，在国外得到了广泛的应用。本设计使用单片机芯片 AT89C51 为微机控制器，88 点阵显示屏为显示模块，结合行、列扫描驱动逻辑电路， 编写程序控制所有 LED 点工作在扫描微亮和稳定点亮两种状

2、态，用光敏三极管 和比较器组成新型光笔，通过光笔检测笔尖下方 LED 的扫描微亮光线使控制器 进入中断并记录当前扫描点的坐标编号，从而实现信息输入和 LED 屏显示控制。 本论文主要介绍 89C51 芯片的组成结构及工作原理和 88 点阵显示屏的结构， 利用 89C51 芯片控制的点阵显示效果。LED 显示屏发展较快，本文讲述了基于 AT89C51 单片机 88LED 汉字点阵滚动显示的基本原理、硬件组成与设计、程 序编写与调试等基本环节和相关技术。 关键词：关键词：AT89C51AT89C51 单片机芯片；点阵显示屏；单片机芯片；点阵显示屏；LEDLED；微机控制器；微机控制器 3 Abst

3、ract The LED display is to use light emitting diode matrix modules or 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, it has a wid

4、e 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 and row scanning drive logic circuit, writting a program to control all LED to work in two kinds of s

5、tate:the scanning slight light and stable litting, useing light activated triode and comparator to composite new type of light pen, through the light pen text the scanning slight light below the LED,making controller into the break and recording the current scanning point coordinates Numbers, so as

6、to realize the information input and the control of the LED screen display .This paper mainly introduces the structure and working principle of 89 C51 chip as well as 8 x 8 dot matrix display structure, and the use of 89 C51 chip control dot matrix display effect. The LED display is developing fast,

7、 and this paper introduced basic principle and hardware composition ,design, programming and debugging and other basic link and related technology based on AT89C51 8 x8 LED dot matrix rolling display. Keywords: AT89C51 single-chip microcomputer chip; dot matrix display; LED; Microcomputer controller

8、 4 目目 录录 摘 要.2 Abstract .3 第一章 引 言.6 第二章 单片机简介.10 2.1 单片机的概念及其特点10 2.1.1 单片机的概念10 2.1.2 单片机的特点.12 2.2 单片机的发展.12 2.2.1 单片机的发展历史.12 2.2.2 单片机的发展趋势.13 2.3 单片机的应用14 第三章 点阵显示屏的构成.16 3.1 点阵显示屏的构成16 3.2 AT89C51 的单片机简介16 3.2.1 主要性能17 3.2.2 引脚说明17 3.3 点阵显示屏简介.18 3.3.1 点阵显示屏的结构与原理19 3.3.2 点阵显示屏特点20 第四章基于单片机的

9、LED 显示屏实体设计 21 4.1 设计思路.21 4.2 系统搭建.22 4.3 整装软件硬件.25 第五章 结 论.28 致 谢.29 参考文献.30 5 附录一 C 语言源程序31 附录二 电路原理图.35 6 第一章第一章 引引 言言 . .关于单片机关于单片机 虽然目前单片机的品种很多，但其中最具代表性的当属 Intel 公司的 MCS- 51 单片机系列。MCS-51 以其典型的结构、完善的总线、SFR 的集中管理模式、 位操作系统和面向控制功能的丰富的指令系统，为单片机的发展奠定了良好的 基础。MCS-51 系列的典型芯片是 80C51（CHMOS 型的 8051）。为此，众多

10、的厂 商都介入了以 80C51 为代表的 8 位单片机的发展，如 Philips、Siemens（Infineon）、Dallas、ATMEL 等公司，我们把这些公司生 产的与 80C51 兼容的单片机统称为 80C51 系列。特别是在近年来，80C51 系列 又有了许多发展，推出了一些新产品，主要是改善单片机的控制功能，如内部 集成了高速 I/O 口、ADC、PWM、WDT 等，以及低电压、微功耗、电磁兼容、串 行扩展总线和控制网络总线性能等。 ATMEL 公司研制的 89CXX 系列是将 flash memory（EEPROM）集成在 80C51 中，作为用户程序存储器，并不改变 80C5

11、1 的结构和指令系统。 Philips 公司的 83/87CXX 系列不改变 80C51 的结构、指令系统，省去了并 行扩展总线，属于非总线的廉价性单片机，特别适合于家电产品。 Infineon（原 Siemens 半导体）公司推出的 C500 系列单片机在保持与 80C51 兼容的前提下，增强了各项性能，尤其是增强了电磁兼容性能，增加了 CAN 总线接口，特别适用于工业控制、汽车电子、通信和家电领域。 鉴于 80C51 系列在硬件方面的的广泛性、代表性和先进性以及指令系统的 兼容性，可用其作为本教材的介绍对象；至于其他类型的单片机，在深入学习 和掌握了 80C51 单片机之后再去学习已不是什

12、么难事。 80C51 单片机系列芯片如表 1-1 所列。表中列出了 80C51 单片机系列的芯 片型号，以及它们的技术性能指标，可以对它们的基本情况有一个概括的了解。 下面在这个表的基础上对 80C51 系列单片机作进一步说明。 1、51 子系列和 52 子系列 80C51 系列又分为 51 和 52 两个字系列，并以芯片型号的最末位数字作为 标志。其中 51 子系列市基本型，而 52 子系列则书增强型。52 子系列功能增强 的具体方面，从表 1-1 所 内容中可以看出： 片内 ROM 葱 4KB（千字节）增加到 8KB； 片内 RAM 从 128B 增加到 256B； 定时器/计数器从 2

13、个增加 3 个； 中断源从 5 个增加到 6 个。 表 1-1 80C51 系列单片机分类表 系列典型芯片片内 ROM 形式片内 RAM并行 I/O 口 定时器/计数器中断源串行 I/O 51 子系列80C31无128B4 * 82*1651 80C514KB 掩膜 ROM128B4 * 82*1651 87C514KB EPPROM128B4 * 82*1651 89C514KB EEPROM128B4 * 82*1651 52 子系列80C32无256B4 * 83*1661 7 80C528KB 掩膜 ROM256B4 * 83*1661 87C528KB EPPROM256B4 * 8

14、3*1661 89C528KB EEPROM256B4 * 83*1661 205189C2051 2KB EEPROM128B2 * 82*165 1 2.片内 ROM 存储器配置形式 80C51 单片机片内程序存储器有多种配置形式，即：无、掩膜 ROM（厂家一 次性写入的 ROM）、EPROM 和 EEPROM（Flash）。这几种配置形式对应着不同的 单片机芯片，它们各有特点，也各有其适用场所，在使用时应根据需要进行选 择。目前较普遍采用的表述方式是：内部程序存储器有两种配置形式，它们是 OTP（one time programmable,一次性可编程）和 MTP（multi-times

15、 programmable，多次性可编程）。注意两种表述方式的异同。 单片机的发展趋势 1.制作工艺 CMOS 化（全盘 CMOS 化） 出于对低功耗的普遍要求，目前各大厂商推出各类单片机产品都采用了 CHMOS 工艺。 80c51 系列单片机采用两种半导体工艺生产。一种是 HMOS 工艺。即高密度 短沟道 MOS 工艺。另一种是 CHMOS 工艺，即互补金属氧化物的 HMOS 工艺。 CHMOS 是 CMOS 和 HMOS 的结合，除保持了 HMOS 的高速度和高密度的特点之外， 还具有 CMOS 低功耗的特点。例如 8051 的功耗为 630mW，而 80C51 的功耗只有 120mW。在

16、便携式、手提式、或野外作业仪器设备上低功耗是非常有义。以此， 在这些产品中必须使用 CHMOS 的单片机芯片。 考虑到学习和应用的先进性，在表 1-1 中未列出一般的 HMOS 芯片型号， 希望大家在选用时尽量选用 CHMOS 芯片。 2.尽量实现单片化 尽管我们常说，单片机是将中原处理器 CPU、存储器和 I/O 接口电路等主 要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机，但由于工艺和其他的、 方面的原因，很多功能部件。于是，用户通常的做法是根据系统设计的需要在 外围扩展功能芯片。随着集成电路技术的快速发展和“以人为本”思想在单片 机设计上的体现，很多单片机生产厂家充分考虑到用户的需求，将

17、一些常用的 功能部件，如 A/D（模/数转换器）、D/A(数/模转换器)、PWM（脉冲产生器） 以及 LCD（液晶）驱动器等集成到芯片内部，尽量做到单片机化；同时，用户 还可以提出要求，由厂家量身定做（SOC 设计）或自行设计。 3.共性与个性共存 如今的市场上为我们提供了丰富多彩的单片机产品。从宏观上讲，有 RISC 和 CISC 两大类型；从微观上说，有 Intel、Motorola、Philips、Microchip、EMC 等公司的相关产品。在未来相当 长的时间内，都将维持这种群雄并起、共性与个性共存的局面。究其原因，主 要有以下两点： 首先，以 80C51 为代表的单片机的基础地位不

18、会动摇。这是因为 80c51 的 架构和指令系统为后来的单片机提供了参考基准和强大支持，凡是学过 80C51 的人再去学用其他类型的单片机易于反掌，借梯子爬坡何乐而不为呢？有关这 方面的教材建设在出版界也得到了共识，取得斐然的成果；这足以解释为什么 在课堂上大家都以 80C51 的教材来进行教与学了。 8 其次，个性化的产品如专用单片机等在满足用户需求方面得到了大家的认 可，在应用领域大有后来赶上的架势；它们由于先天的优势，在 80C51 的基础 上扬长避短，以用户需要为根本，在市场上受到了欢迎。 89C51 芯片接口技术实现点阵显示屏的显示基本理论。熟练掌握 89C51 芯 片的接口技术，根

19、据点阵显示效果来选择接口。运用理论知识充分了解点阵显 示屏的控制原理以及 89C51 芯片接口知识。本文以 89C51 芯片控制 LED 显示屏 进行显示，对 LED 显示模块单元如何进行行列信号控制及信号传输中的驱动问 题进行了研究。 . .关于关于 8888 点阵显示屏点阵显示屏 1.21LED1.21LED 电子显示屏系统组成电子显示屏系统组成 本系统由计算机专用设备、显示屏幕、视频输入端口和系统软件等组成。 计算机及专用设备：计算机及专用设备直接决定了系统的功能，可根据用户对 系统的不同要求选择不同的类型。 显示屏幕：显示屏的控制电路接收来自计算机的显示信号，驱动 LED 发光产生 画

20、面，并通过增加功放、音箱输出声音。 视频输入端口：提供视频输入端口，信号源可以是录像机、影碟机、摄像机等， 支持 NTSC、PAL、S_Video 等多种制式。 系统软件：提供 LED 播放专用软件，powerpoint 或 ES98 视频播放软件。 系统原理图如下： 1.22LED1.22LED 电子显示屏系统功能电子显示屏系统功能 该系统具备如下功能： 以计算机为处理控制中心，电子屏幕与电脑显示器(VGA)窗口某一区域逐点对应， 显示内容实时同步，屏幕映射位置可调，可方便随意地选择显示画面的大小。 显示点阵采用超高亮度 LED 发光管(红、绿双基色)，256 级灰度，颜色变化组 合 655

21、36 种，色彩丰富逼真，并支持 VGA 24 位真彩色显示模式。 配备图文信息及三维动画播放软件，可播放高质量的图文信息及三维动画。播 放软件显示信息的方式有覆盖、合拢、开帘、色彩交替、放大缩小等十多种形 式。 使用专用节目编辑播放软件,可通过键盘,鼠标、扫描仪等不同的输入手段编辑、 增加、删除和修改文字、图形、图像等信息。编排存于控制主机或服务器硬盘, 节目播放顺序与时间,实现一体化交替播放,并可相互叠加。 可以接收显示录像机、影碟机等视频信号。 1.23LED1.23LED 电子显示屏系统简介及分类电子显示屏系统简介及分类 9 近年来 LED 电子显示屏市场得到了迅猛的发展，已经广泛应用到

22、银行、邮电、 税务、机场、车站、证券市场及其它交易市场、医院、电力、海关、体育场等 多种需要进行公告、宣传的场合。 LED 是发光二极管 Light Emitting Diode 的英文缩写。LED 显示屏是由发光二 极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有如下优点：1、耗电 省、2、使用寿命长、3、成本低、4、亮度高、5、视角大、6、可视距离远、 7、规格品种多。 1.24LED1.24LED 显示产品系列：显示产品系列： A、单色、彩色条形显示屏、B、计算机控制数码显示屏、C、单色图文显示屏、 D、三色（红、绿、黄）图文显示屏、E、点阵和数码混合显示屏（证券屏）、 F、双基色（

23、红、绿）多媒体视频同步显示屏、G、三基色（红、绿、蓝）多媒 体视频同步显示屏 1.25LED1.25LED 显示屏分类：显示屏分类： 按显示颜色分为：单红色、单绿色、红绿双基色、 红绿蓝三色 按使用功能分为：图文显示屏、多媒体视频显示屏、行情显示屏、条形显示屏 按使用环境分为：室内显示屏、室外显示屏、半户外显示屏 按发光点直径分为： 3.0、3.7、4.8、5.0、8.0、ph8、ph10、ph16、ph20 等。 基本发光点非行情类 LED 电子显示屏中，室内 LED 电子显示屏按采用的 LED 单 点直径可分为 3mm、3.75mm、5mm、8mm、和 10mm 等显示屏；室外 LED 显

24、示屏按采用的象素直径可分为 16mm、19mm、22mm 和 26mm 等 LED 显示屏。行情类 LED 显示屏中按采用的数码管尺寸可分 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 显示屏。 显示颜色：LED 显示屏按显示颜色分为单基色 LED 显示屏（含伪彩色 LED 显示 屏），双基色 LED 显示屏和全彩色（三基色）LED 显示屏。按灰度级又可分为 16、32、64、128、256 级灰度 LED 显示屏等。 显示性能：LED 显示屏按显示

25、性能分为文本 LED 显示屏、图文 LED 显示屏，计 算机视频 LED 显示屏，电视视频 LED 显示屏和行情 LED 显示屏等。行情 LED 显 示屏一般包括证券、利率、期货等用途的 LED 电子显示屏。 1.26LED1.26LED 显示屏技术特点：显示屏技术特点： A、效果卓越：采用动态扫描技术，画面稳定，无杂点，图像效果清晰，动画效 果生动，多样；视频效果流畅；B、内容丰富：可显示文字、图表、图像、动画、 视频信息；C、方式灵活：可由用户任意编排显示模式；D、质量保证：采用进 口发光材料、高品质 IC 芯片、无噪声大功率电源；E、信息量大：显示的信息 不受限制；F、维修方便：模块化设

26、计，安装，维护方便； 10 第二章第二章 单片机简介单片机简介 2.1 单片机的概念及其特点单片机的概念及其特点 2.1.12.1.1 单片机的概念单片机的概念 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机 系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、 质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单 片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进 入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称 PC 机。它由主 机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，

27、大多数人却不怎么熟悉。这种计 算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器） 。顾名思义，这种计算 机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小， 通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作 用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广 泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一 旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容 词“智能型” ，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电 子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。 究

28、其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。 单片机的历史 ： 第一代：七十年代后期， 4 位逻辑控制器件发展到 8 位。使用 NMOS 工艺 （速度低，功耗大、集成度低） 。代表产品： MC6800 、 Intel 8048 。 第二代：八十年代初，采用 CMOS 工艺，并逐渐被高速低功耗的 HMOS 工 11 艺代替。代表产品： MC146805 、 Intel 8051 。 第三代：近十年来， MCU 的发展出现了许多新特点： （ 1 ）在技术上，由可扩展总线型向纯单片型发展，即只能工作在单片方式。 （ 2 ） MCU 的扩展方式从并行总线型发展出各种串行总线。 （ 3 ）

29、将多个 CPU 集成到一个 MCU 中。 （ 4 ）在降低功耗，提高可靠性方面， MCU 工作电压已降至 3.3V 。 第四代： FLASH 的使用使 MCU 技术进入了第四代。 2.1.2.单片机的特点单片机的特点 （1）高集成度，体积小，高可靠性 单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小 的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性 能优于一般通用的 CPU。单片机程序指令，常数及表格等固化在 ROM 中不易破 坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。 （2）控制功能强 为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支

30、转移能 力，I/O 口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。 （3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品 为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为 1.8V3.6V， 而工作电流仅为数百微安。 （4）易扩展 片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及 并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。 （5）优异的性能价格比 单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用 RISC 流水线 和 DSP 等技术。单片机的寻址能力也已突破 64KB 的限制，有的已可达到 1MB 和 16MB，片内的 ROM 容量可达 62

31、MB，RAM 容量则可达 2MB。由于单片机的广泛 使用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格 比极高。 2.22.2 单片机的发展单片机的发展 12 2.2.12.2.1 单片机的发展史单片机的发展史 1971 年 intel 公司研制出世界上第一个 4 位的微处理器；Intel 公司的霍夫研 制成功世界上第一块 4 位微处理器芯片 Intel 4004，标志着第一代微处理器问 世，微处理器和微机时代从此开始。因发明微处理器，霍夫被英国经济学家 杂志列为“二战以来最有影响力的 7 位科学家”之一 。 1971 年 11 月，Intel 推出 MCS-4 微型计算机系

32、统（包括 4001 ROM 芯片、 4002 RAM 芯片、4003 移位寄存器芯片和 4004 微处理器 ）其中 4004（下图） 包含 2300 个晶体管，尺寸规格为 3mm4mm，计算性能远远超过当年的 ENIAC， 最初售价为 200 美元。 1972 年 4 月，霍夫等人开发出第一个 8 位微处理器 Intel 8008。由于 8008 采用的是 P 沟道 MOS 微处理器，因此仍属第一代微处理器。 1973 年 intel 公司研制出 8 位的微处理器 8080；1973 年 8 月，霍夫等人 研制出 8 位微处理器 Intel 8080，以 N 沟道 MOS 电路取代了 P 沟道

33、，第二代微 处理器就此诞生。 主频 2MHz 的 8080 芯片运算速度比 8008 快 10 倍，可存取 64KB 存储器，使 用了基于 6 微米技术的 6000 个晶体管，处理速度为 0.64MIPS（Million Instructions Per Second ） 。 1975 年 4 月，MITS 发布第一个通用型 Altair 8800，售价 375 美元，带有 1KB 存储器。这是世界上第一台微型计算机。 1976 年 intel 公司研制出 MCS-48 系列 8 位的单片机，这也是单片机的问 世。 Zilog 公司于 1976 年开发的 Z80 微处理器，广泛用于微型计算机和

34、工业自 动控制设备。当时，Zilog、Motorola 和 Intel 在微处理器领域三足鼎立。 20 世纪 80 年代初，Intel 公司在 MCS-48 系列单片机的基础上，推出了 MCS-51 系列 8 位高档单片机。MCS-51 系列单片机无论是片内 RAM 容量，I/O 口 功能，系统扩展方面都有了很大的提高。 2.2.22.2.2 单片机的发展趋势单片机的发展趋势 现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公 司都推出了自己的单片机，从 8 位、16 位到 32 位，数不胜数，应有尽有，有 13 与主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补

35、，为单片 机的应用提供广阔的天地。纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋 势，大致有：1.低功耗 CMOS 化 MCS-51 系列的 8031 推出时的功耗达 630mW，而 现在的单片机普遍都在 100mW 左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的 各个 现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公 司都推出了自己的单片机，从 8 位、16 位到 32 位，数不胜数，应有尽有，有 与主流 C51 系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片 机的应用提供广阔的天地。 纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有： 1.低功耗 CMOS 化

36、MCS-51 系列的 8031 推出时的功耗达 630mW，而现在的单片机普遍都在 100mW 左右，随着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本 都采用了 CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。象 80C51 就采用了 HMOS(即高密 度金属氧化物半导体工艺)和 CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS 虽然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而 CHMOS 则具备了 高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场 合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。 2.微型单片化 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU

37、)、随机存取数据存储(RAM)、 只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路 集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机集成了如 A/D 转换器、PMW(脉宽调 制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将 LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯 片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还 可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强 和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其 中 SMD(表面封装)越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正

38、朝微型化方向发 展。 14 3.主流与多品种共存 现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以 80C51 为核心的单片机占 主流，兼容其结构和指令系统的有 PHILIPS 公司的产品，ATMEL 公司的产品和 中国 TW 的 Winbond 系列单片机。所以 C8051 为核心的单片机占据了半壁江山。 而 Microchip 公司的 PIC 精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头，中国 TW 的 HOLTEK 公司近年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优势，占据一定的 市场分额。此外还有 MOTOROLA 公司的产品，日本几大公司的专用单片机。在一 定的时期内，这种情形将得以延续，将不存

39、在某个单片机一统天下的垄断局面， 走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。 2.32.3 单片机的应用单片机的应用 单片机的应用目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个 领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的 网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各 种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机 的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动 控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机 的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、

40、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智 能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴： 1.在智能仪器仪表上的应用：单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、 扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型 的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、 角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪 表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如 精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪） 。 2.在工业控制中的应用：用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采 集系

41、统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与 计算机联网构成二级控制系统等。 3.在家用电器中的应用：可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单 15 片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、 再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。 4.在计算机网络和通信领域中的应用：现代的单片机普遍具备通信接口， 可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提 供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手 机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到 日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通

42、信，无线电对讲机等。 5.单片机在医用设备领域中的应用：单片机在医用设备中的用途亦相当广 泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等 等。 6.在各种大型电器中的模块化应用 ：某些专用单片机设计用于实现特定功 能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。 如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的 原理） ，就需要复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存 储器中（类似于 ROM） ，由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡） 。 在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低 了

43、损坏、错误率，也方便于更换。 7.单片机在汽车设备领域中的应用：单片机在汽车电子中的应用非常广泛， 例如汽车中的发动机控制器，基于 CAN 总线的汽车发动机智能电子控制器，GPS 导航系统，abs 防抱死系统，制动系统等等。 此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十 分广泛的用途。 16 第三章第三章 88 点阵显示屏的构成点阵显示屏的构成 3.1 88 点阵显示屏的构成点阵显示屏的构成 88 点阵由八行八列总共 64 个双色 LED 组成。每一条行线是这一行 LED 的共 阳极端点，列线根据所连接的针脚的不同分为红色共阴极端点和绿色共阴极端 点。当连接红色共阴极时 L

44、ED 显示红色，连接绿色共阴极时显示绿色。当两者 同时连通时则显示黄色。 对于这样矩阵式显示的器件，采用扫描的方式。对于 88 点阵采用行扫描或者 列扫描都可以。但为了使 88 点阵能具有根据 输入显示红、绿、黄三色功能。因此基于设计简便的考虑，把列线(即共阴极点) 作为扫描线，而把行线作为数据输入线。 DR18 是用来控制行显示，DC18 控制列显示而且选择显示颜色。 88 点阵显示屏的构成图点阵显示屏的构成图 3.23.2 AT89C51AT89C51 的单片机简介的单片机简介 3.2.13.2.1 主要性能主要性能 17 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（F

45、PEROMFalsh Prog rammable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微处 理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与 工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存 储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，为很多嵌入 式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 主要性能： 与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 全静态工作： 三级程序存储器 128*8 位内部 RAM 电子园 51 单片机学习网 5

46、个中断源 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 3.2.23.2.2 引脚说明引脚说明 AT89C51AT89C51 芯片引脚说明：芯片引脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器， 它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口， 当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1

47、 口缓冲器能接收 输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口 被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编 程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输 出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作 为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于 内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进 行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址

48、“1”时，它利用内部上拉优 势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的 内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为 输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3

49、 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（记时器 0 外部输入） 18 P3.5 T1（记时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些 控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时 间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地 位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不 变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对 外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器 时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器 周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信