液晶点阵式矩阵电子广告牌设计与制作毕业设计论文.doc

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1、1 摘要 本设计用 AT89C51 系列的高速单片机作为主控制模块，利用简单的外围电 路来驱动 6416 的点阵 LED 显示屏。同时，也可在嵌入式系统软件硬件设计仿 真平台 Proteus 基础上设置了 1616LED 点阵汉字显示电路。使用 AT89C51 系 列的高速单片机本身的功能，很方便的实现单片机和 PC 机之间的数据存储及 传输，一方面可利用软件进行显示内容的多样化，另一方面点阵可显示屏，广 泛的应用于医院、机场、银行等公共场所，所以本设计具有很强的实际应用性。 LED 显示屏可用动态扫描的方式同时显示 4 个 1616 点阵汉字，也可通过 上位机软件修改显示的内容和显示的效果等

2、等。把字符内码存储在空闲的单片 机程序存储器空间，使本 LED 显示系统能掉电存储 1024 个字符。设计中采用 了 SPI 接口的 GB2312 标准字库，支持所有的国字符和 ASCII 标准字符的显示。 因为采用串行传输方式，所以使本系统的可扩展性得到提升，有利于多个显示 单元的级联。通过汉字字模点阵数据的生成软件进行，实现汉字点阵的效果,同 时应用汇编语言对单片机进行了控制性的操作。也完成了实物电路，并在 Proteus 软件基础上对结果仿真,得到了汉字点阵效果图。 关键词 : 动态显示 单片机 点阵字库 1 Abstract ThisThis designdesign withwith

3、 AT89C51AT89C51 seriesseries ofof microprocessormicroprocessor asas thethe mainmain controlcontrol module,module, useuse thethe peripheryperiphery ofof thethe simplesimple circuitcircuit toto drivedrive thethe 6464 x x 1616 matrixmatrix LEDLED display.display. AtAt thethe samesame time,time, alsoals

4、o cancan bebe inin embeddedembedded systemsystem softwaresoftware andand hardwarehardware designdesign simulationsimulation platformplatform basedbased onon ProteusProteus setset 1616 1616 ofof LEDLED dotdot matrixmatrix characterscharacters displaydisplay circuit.circuit. UseUse thethe microprocess

5、ormicroprocessor itselfitself AT89C51AT89C51 seriesseries ofof function,function, veryvery convenientconvenient realizerealize betweenbetween SCMSCM andand PCPC ofof datadata storagestorage andand transmission,transmission, onon thethe oneone hand,hand, cancan useuse softwaresoftware showingshowing

6、thethe contentscontents ofof thethe diverse,diverse, onon thethe otherother handhand bitmapbitmap cancan display,display, widelywidely usedused inin hospitals,hospitals, airports,airports, BanksBanks andand otherother publicpublic places,places, soso thisthis designdesign whichwhich isis ofof greatg

7、reat practicalpractical application.application. TheThe LEDLED displaydisplay dynamicdynamic scanningscanning wayway cancan alsoalso showedshowed fourfour 1616 1616 dotdot matrixmatrix characters,characters, cancan alsoalso bebe throughthrough thethe PCPC softwaresoftware modifymodify thethe content

8、content ofof thethe showshow andand showshow thethe effecteffect ofof thethe andand soso on.on. TheThe charactercharacter encodingencoding storedstored inin freefree microcontrollermicrocontroller programprogram memorymemory space,space, makemake thethe LEDLED displaydisplay systemsystem cancan powe

9、rpower lostlost storagestorage 10241024 characters.characters. AppliedApplied toto thethe designdesign ofof thethe interfaceinterface standardstandard GB2312GB2312 SPISPI dictionaries,dictionaries, supportsupport forfor allall ofof thethe countriescountries andand ASCIIASCII characterscharacters ofo

10、f characterscharacters thatthat standard.standard. BecauseBecause thethe serialserial transmissiontransmission way,way, soso thatthat thethe systemsystem scalabilityscalability getget promoted,promoted, bebe helpfulhelpful forfor moremore displaydisplay unitunit cascade.cascade. ThroughThrough theth

11、e ChineseChinese characterscharacters fontfont dotdot matrixmatrix ofof datadata generatedgenerated software,software, achieveachieve thethe effecteffect ofof dotdot matrixmatrix characters,characters, andand applicationapplication ofof thethe MCUMCU assemblyassembly languagelanguage controllingcont

12、rolling operation.operation. AlsoAlso completedcompleted thethe realreal electricelectric circuit,circuit, andand ProteusProteus softwaresoftware inin basedbased onon thethe resultsresults ofof simulation,simulation, thethe dotdot matrixmatrix characterscharacters getget depicted.depicted. 2 Keyword

13、s:Keywords: dynamicdynamic display;display; SingleSingle chipchip microcomputer;microcomputer; BitmapBitmap fontsfonts 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师 的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以 标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究 成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而 使用过的材料。对本研

14、究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均 已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文） 的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本； 学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与 阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论 文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 3 作者签名： 日 期： 4 目录目录 1 1 LEDLED 概述概述 4 4 1.1 LED 电子显示屏的基本概述.4 1.2

15、 LED 电子显示屏的分类.6 2 2 显示原理及控制方式分析显示原理及控制方式分析7 7 2.1 LED 点阵模块结构.7 2.2 LED 的基本知识.8 2.3LED 的动态显示原理 10 3 3 硬件电路设计硬件电路设计1111 3.1 系统硬件概述 .11 3.2 1616LED 点阵显示制作.13 3.2.1 1616LED 点阵的内部结构及工作原理.13 3.2.2 用 88LED 点阵构成 1616LED 点阵 .15 3.3AT89C51 的接口说明 16 3.4 LED 硬件原理图19 4 4 字模的生成字模的生成2121 4.1 字模简介 .21 4.2 字库生成 .22

16、5 5 软件的设计软件的设计 2424 5.1 程序设计总体思路 .24 5.2 程序流程图 .24 5.3 各个模块的程序设计 .25 5.3.1 LED 动态显示的程序25 5.3.2 系统初始化的程序 .26 5.3.3 汉字显示的原理 .26 5 6 6 效果图测试效果图测试 2828 6.1 实验显示效果图 .28 6.2 实验程序 .34 总总结结4141 致谢致谢4242 参考文献参考文献4343 6 第一章 LED 概述 一、 绪论 LED 显示屏（LED panel）:LED（Light Emitting Diode） ，同时也是发光二 极管的英文缩写，简称为 LED，它是一

17、种能将电能转化为可见光的固态的半导 体器件，则它也可以直接把电转化为光。它的作用是用来显示文字、图形、图 像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。LED 的主要核心是 一个半导体的晶片，晶片一端是负极，另一端连接电源的正极，它可以使整个 晶片被环氧树脂封装起来。 LED 显示屏可以分为图文与视频显示屏，则它们均由 LED 的矩阵块组合 而成。在图文的显示屏当中：它可与计算机同步显示出来汉字、英文文本和图 形等等；视频显示屏它可采用微型的计算机来进行控制，图文、图像并茂，使 之以同步、清晰的信息传播播放出来，信息，同时可显示二维、三维动画、录 像、电视、VCD 节目及现场实时状况。L

18、ED 显示屏它的画面特点：画面的色彩 鲜艳，立体感觉强，静如油画，动如电影，应用十分的广泛，例如，应用于车 站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、 工业企业管理和其它公共场所等等。 LED 显示屏发光的基本原理：它的半导体晶片是由两部分组合而成的，它 的一部分是 P 型的半导体组成，在它里面的空穴占主导的地位，另一端是 N 型 的半导体组成，在这边主要是电子。然而这两种半导体连接起来的时候，它们 之间就会形成一个“P-N 结”。当电流通过导线的作用于这个晶片的时候，电子 将就会被推到 P 区，在 P 区里电子与空穴结合，然后就将会以光子的形式发出 能量。 二、 L

19、ED 电子显示屏的基本概述 多个 LED 发光灯组成固定的字符或图形从而进行显示，则可形成 LED 点 阵图文的显示屏效果。它的主要特点是只控制 LED 点阵中发光器件的通断（比 如：发光或熄灭） ，它则不控制 LED 发光的强弱。在 LED 点阵汉字显示的方式 7 中是先根据所需要的汉字提取出来汉字点阵（如 1616 点阵） ，将点阵文件存 入 ROM，从而形成新的汉字编码；在使用时候，需要先根据它新的汉字编码组 成语句，再由 MCU 根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。 由于 LED 有很多的优点等等，所以在市场中也得到了广泛的应用，它的主 要应用领域有： （1）信号指示应用如：信号照明

20、它主要是以 LED 单色光应用比较的广泛， 同时也是比较早的一个领域。 （2）显示屏的应用如：指示牌、广告牌、大屏幕显示等等，其 LED 可用 于显示屏幕，而它的显示屏幕又可分为单色和彩色。 （3）照明的应用如：便携灯具，汽车用灯，特殊照明等等。由于 LED 的 尺寸比较的小，可以方便它的动态的亮度和颜色控制，所以，比较适合用于建 筑装饰照明。背光照明：普通的电子设备功能则显示背光源、笔记本电脑背光 源、大尺寸超大尺寸 LCD 显示器背光源等 LED 电子显示屏（Light Emitting Diode Panel）是由几百到几十万个半导体 发光二极管像素点，它是按矩阵均匀排列组成。它可以利用

21、不同的半导体材料， 制造出来不同色彩的 LED 像素点。在目前应用最广的是红色、绿色、黄色。但 是蓝色和纯绿色 LED 的开发已经达到了实用的阶段。LED 它的显示屏是一种 通过控制半导体发光二极管亮度的方式，从来显示出来文字、图形、图像、动 画、行情、视频、录像信号等等各种的信息显示屏幕。 LED 显示屏可分为图文显示屏和条幅显示屏，均由 LED 矩阵块组成的。 它的图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则 适用于小容量的字符信息的显示。LED 显示屏是因为其像素单元是主动发光的， 它具有亮度高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定的 优点等等。因而被

22、广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、 证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所等等呢。 LED 显示屏的发展前景及其的广阔，同时目前正朝着更高亮度、更高气 候耐受性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向的发展。 8 三、 LED 电子显示屏的分类 （1）按颜色基色的分类： 单基色的显示屏:单一颜色（如红色或绿色） 。 双基色的显示屏：红和绿双基色，二百五十六级灰度、可以显示六万五千五百 三十六种颜色。 全彩色的显示屏：红、绿、蓝三基色，二百五十六级灰度的全彩色显示屏可以 显示出一千六百多万种颜色。 （2）按显示器件分类： LED 数码的显示屏：显示

23、器件均为 7 段码数码管，它适用于制作时钟屏、利率 屏等等，显示出数字的电子显示屏。 LED 点阵图文的显示屏：显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组合而成的 点阵显示模块，适用于播放文字、图像信息。 LED 视频的显示屏：显示器件是由很多发光二极管组合而成的，可以显示 视频、动画等等各种视频文件。 （3）按使用场合分类： 室内的显示屏：它的发光点较小，一般 三毫米到八毫米，它的显示面积一般 是有几至十几平方米。 室外的显示屏：它的面积一般几十平方米至几百平方米，亮度高，可以在阳光 下工作，具有防风、防雨、防水功能。 （4）按发光点直径分类： 室内的屏： 三毫米、 三点七五毫米、 五毫米、 室

24、外的屏： 十毫米、 十二毫米、 十六毫米、 十九毫米、 二十一毫 米、 二十六毫米 室外屏的发光基本是由发光筒来完成的，发光筒的原理是将红、绿、蓝发光二 极管封在一个塑料筒内一起发光增强亮度。 它的显示方式有静态、横向滚动、垂直滚动和翻页显示等等。 9 第二章 显示原理及控制方式分析 一、 LED 点阵模块结构 组合型的 LED 点阵显示器模块，是以发光二极管为基本的像素，它利用高 亮度发光二极管芯片点阵列组合后，在按照环氧树脂和塑模封装而成。这种 LED 模块广告牌的优点：具有提高系统的稳定性、可靠性、以及高亮度、引脚 少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。常有的显示器件规格： P

25、H10,PH14,PH16,PH20,PH25 等多种像素管。LED 点阵规模常见的有 44、48、57、58、88、1616 等等。 LED 像素颜色可分为单色、双基色、三基色等。它像素颜色的不同，所显 示出来的文字、图象等内容的颜色也不同。LED 单色点阵只能显示出固定的色 彩如红、绿、黄等单色，而双基色与三基色点阵所显示出来内容的颜色主要是 由像素内部颜色不同的发光二极管点亮组合决定，例如红绿都亮时显示黄色， 但是按照控制脉冲方式二极管的点亮时间，同时可实现 256 和更高级的灰度显 示，即可实现真彩色显示。 如图 2.1,2.2,2.3 显示出最常见的 LED 88 单色点阵显示器，它

26、内部的电路 结构和外型规格。 如图 2.1 如图 2.2 10 图 2.3 88 单色 LED 模块内部电路结构 LED 点阵显示器单块使用时，既可代替数码管显示数字，也可显示各种中 西文字及符号如 5x7 点阵显示器用于显示西文字母58 点阵显示器用于显 示中西文，8x8 点阵可以用于显示简单的中文文字，也可用于简单图形显示。 用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器，但这类实用装置常通过 PC 机 或单片机控制驱动。 二、 LED 的基本知识 目前，常见的是并行传输的方式，它将通过 8 位锁存器，将 8 位总线上的 列数据进行了锁存的显示，其中各 8 位锁存器的片选信号是由译码器来进行提

27、供的。其中这种方式的优点是传输速度比较的快，它对微控制器 MCU 的通信 速度要求比较低。但是这种方案最大的缺点就是不便于随意的扩展显示单元的 数目。每增加一个 16*16 点阵全角汉字的显示单元，就会需要在之前的电路上 多增加上两个地址线，这就要求在 PCB 布线的时候要留有充足的地址线的冗余 量。它的另一个缺点是，每一个单元的 PCB 也随着安放位置的不同，则布线结 构也有所不相同，同时也不利于厂家批量生产。它并行传输需要的芯片比较的 多，因此市场上已经出现了用 FPGA,CPLD 等等高密度的可编程逻辑器件 PLD 来取代了传统的锁存器 IC 的方案。则成本有所下降，但是可扩展性仍旧比较

28、的 差。所以，并行的传输方式适用于显示单元数目确定的条屏。发光管中最主要 的部分还是发光管内部的发光管芯所选用。 目前，现在中高档发光管的管芯生产厂家主要有日亚公司，丰田公司，美 国的科瑞公司，惠普公司，德国的西门子公司，台湾的国联公司，鼎元公司和 11 光磊公司，其中美国及欧洲的公司都主要是以生产纯蓝纯绿发光管芯片为主， 但是台湾公司它则以生产红绿管的管芯为主，从目前的实际应用以及红绿色彩 搭配来看，一红四绿其中红管采用的是四元素的红，但绿管采用的是三元素的 绿，同时，1、在管芯的使用上建议用红管的管芯台湾国联公司的 712SOL，绿 管的管芯采用台湾鼎元公司的 113YGU。它的这种管芯则

29、采用及搭配是目前双 基色室内显示屏配置较高的。另外还有两红有一纯绿的配置。2、集成元器件 在光电驱动电路中接收计算机传到分配卡中的数字信号可以驱动发光体的亮与 暗，从而可以形成我们所需要的文字或图形，它的质量是否可靠稳定，可以直 接的决定了发光体能否正常的工作，从目前的室外屏的运行来看，故障率出现 最多的地方就在光电驱动部分，因为它所选用的集成 IC 器件的质量使之直接的 决定了光电驱动部分质量。3、电源 一般公司使用的电源要求保证在 5 年时 故障要低于 1%，那么它每年故障要低于 0.02%，其中电源质量的好坏在其元器 件的筛选当中和电源生产厂家的质量控制当中。 目前，电子市场上电源的品牌

30、也是比较多的，它的国产的有常州创联，思 达，上海衡孚等等，它的进口主要来自台湾明伟，从实际的使用上看，我们国 产电源常州思达的电源稳定性比较的好，使用寿命比较长，而且电源品牌比较 响。在本显示屏公司可采用通过 3C 认证的电源。4、生产工艺和施工工艺 它 的系统的工艺主要是焊接工艺和安装工艺。对于焊接工艺来讲，它的显示系统 有多达 10 万个焊接点，其中一个虚焊就可造成出至少一个象素筒的不亮，所以， 焊接工艺是十分重要的，则我们目前采用先进的波峰焊接，它的整个焊接过程 均是由设备来完成的，它以避免人工的过失。假如室外的显示屏，就应对屏体 的安装工艺提出了更高的要求，然而要求屏体的整体结构抗台、

31、防水、防高温。 它这是主要由于系统工作时间长、功耗量大同时，再加室外工作环境相对恶劣， 则要求屏体具有一定防高温、防尘、防雾功能等等。它的显示屏面积在 20 平方 米以上的时侯，建议最好采用双支撑，但是在 20 平方米以下时，建议最好采用 单体支撑、它的显示屏是安装在电厂的第二大门上有天然的支架。它的显示屏 的整体结构采用了钢结构，对外立面采用台湾吉祥工业铝塑板包边。同时，为 了它保证显示屏结构的安全可靠，建议最好结构的设计与施工由有专业施工资 质的企业来完成。 12 三、 LED 的动态显示原理 LED 点阵显示系统当中各个模块显示的方式：有静态和动态显示两种效果。 国内的 LED 点阵显示

32、屏它的大部分都是单显示型，其中显示的内容相对的较少， 显示花样也比较的单一。在产品出厂时，显示的内容就已输入显示屏，控制系 统当中的 EPROM 芯片内，在当需要更换显示内容时就非常的困难，从而这样 使该类型的显示屏使用范围受到了很大的限制。 而国内的另一种 LED 显示屏可编程序型 LED 显示屏，它虽然增加了显示 屏系统的编程能力，使之显示的内容和显示花样都有所增加，但是也存在着更 换显示内容不便的缺点。 点阵式 LED 汉字广告屏它绝大部分是以采用动态扫描显示德方式，同时用 这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性，将其连续的几帧画面高速的 循环显示出来，它只要帧速率高于二十四帧/秒，

33、人眼看起来就是一个完整的效 果，使之也相对静止的画面。最典型的例子：电影放映机。 我们以 88 的点阵模块为例，从而说明一下其使用方法及控制过程。如图 2.1 中，红色德水平线 Y0、Y1Y7 叫做行线，它的内部发光二极管接的是 阳极，它的每一行 8 个 LED 的阳极都接在本行的行线上。同时它的相邻两行线 间都是绝缘。同样，蓝色竖直线 X0、X1X7 叫做列线，接内部每列 8 个 LED 的阴极，相邻两列线间绝缘的。 显示屏的控制系统它主要包括了输入接口电路、信号控制、转换和数字化 处理电路及输出接口电路等等，即涉及的具体技术也是很多，其关键的技术包 括串行传输与并行传输技术、动态扫描与静态

34、锁存技术、自动检测及远程控制 技术等等。 13 第三章 硬件电路设计 一、 系统硬件概述 整个电路是由单片机 AT89C51，8 个 74LS273，1 个 74LS138，1 个 74HC154,4 个 1616 的 LED。该电路所设计的电子屏可显示多个汉字，需要 4 个 1616 LED 点阵模块，可组成 1664 的条形点阵。 AT89C51 是一种带 4KB 字节闪烁可编程可擦除 只读存储器 (FPEROM- Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单 片机。单片机的可擦除只读存储

35、器可以反复擦 除 100 次。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， AT89C2051 是它的一种精简版本。 AT89C51 单片机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。 AT89C51 引脚即外观如图 3.1 所示。 译码器是组合逻辑电路的一个 如图 3.1 AT89C51 的管脚图 14 重要的器件，74LS138 的输出是低电平有效，故实现逻辑功能时，输出端不可 接或门及或非门，74LS

36、138 与前面不同，其有使能端，故使能端必须加以处理， 否则无法实现需要的逻辑功能。发光二极管点亮只须使其正向导通即可，根据 LED 的公共极是阳极还是阴极分为两类译码器，即针对共阳极的低电平有效的 译码器；针对共阴极 LED 的高电平输出有效的译码器。 74LS273 是低功耗肖特基 TTL8D 锁存器，内有 8 个相同的 D 型(三态同相) 锁存器，由两个控制端(11 脚 G 或 EN；1 脚 OUT、CONT、OE)控制。当 OE 接地时， 若 G 为高电平，74LS373 接收由 PPU 输出的地址信号；如果 G 为低电平，则将 地址信号锁存。工作原理：74LS373 的输出端 O0O

37、7 可直接与总线相连。当三 态允许控制端 OE 为低电平时，O0O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总 线。当 OE 为高电平时，O0O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载， 但锁存器内部的逻辑操作不受影响。 当锁存允许端 LE 为高电平时，O 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时，O 被锁存在已建立的数据电平。74LS373 引脚即外 观如图 3.2 所示 如图 3.2 74LS373 引脚图 74HC154 为类似 74LS138 的译码器，它的内部是 4 线12 线译码器，如 15 果选通端（G1、G2）为低电平时，可把地址端（ABCD）的二进制编码在一个 对应的输出端以低电

38、平译出。如果将 G1 和 G2 中的任意一个作为数据输入端， 则 （ABCD） 对输出寻址，同时还可作 1 线16 线数据分配器。一般工作 环境的温度为 070。 LED,50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用 二极管产生于 1960 年。LED 是英文 light emitting diode（发光二极管）的缩写， 它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，接着 用四周环氧 7 树脂密封，也是固体封装，所以能起到保护内部芯线的作用，因 此 LED 的抗震性能好，该电路的显示采用逐行扫描方式。当工作时，它由单片 机提取出第一行需要显示的内容经过延

39、时一段时间后再进行下一行点阵数据的 显示。 二、 1616LED 点阵显示制作 （一）（一） 1616LED 点阵的内部结构及工作原理点阵的内部结构及工作原理 我们先以 UCDOS 中文宋体字库为例，每一个字由 16 行 16 列的点阵组成 来进行显示。即国家标准汉字库中的每一个字均由 256 点阵来表示。可以把每 一个点理解为一个像素，把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字 屏不但可以显示汉字，而且也可以显示在 256 像素范围内任何图形。这里我们 以“龙”字说明，如图 3.3 所示。 16 用 8 位的 AT89C51 单片机控制，由于单片机的总线为 8 位，一个字需要拆 分为 2

40、 个部分。一般把它拆分为上部和下部，上部由 816 点阵组成，下部也 是由 816 点阵组成。此例中单片机首先显示的是左上角第一列的上半部分， 即第 0 列的 p00p07 口。方向从 p00 到 p07 ,显示汉字“高”时,p02 点亮,由上 往下的顺序排列,为 p2.0 灭，p2.1 灭, p2.2 灭, p2.3 灭, p2.4 亮, p2.5 亮,p2.6 灭, p2.7 灭。则二进制为 00001000，转换为十六进制为 08h。上半部第一列完成后， 则继续的扫描下半部的第一列，为了接线的方便，我们仍设计成由上向下扫描， 也就是从 p27 向 p20 方向扫描，从图 3.3 可以看到

41、，这一列全部为不亮，即为 00000000，十六进制则为 00h。 然后单片机转向上半部第二列，应用这个方法 继续扫描往下读二进制数，得出汉字“龙”的扫描代： 00H,08H,08H,08H,08H,08H,0FFH,08H,0FH,48H,28H,08H,08H,18H,08H,00H 00H,00H,02H,06H,30H,0C4H,04H,08H,0FCH,24H,44H,84H,04H,04H,3CH,00 H 由以上的这个原理可以看出来，无论是显示何种字体或图像，都可以用这 个方法来进行分析出来它的扫描代码从而显示在屏幕上面。只不过现在有很多 现成的汉字字模生成软件，就不必自己去画表

42、格算代码了。 如图 3.3 龙 17 （二）（二） 用用 88LED 点阵构成点阵构成 1616LED 点阵点阵 在 Proteus 中只有 57 和 88 等 LED 点阵，没有 1616LED 点阵，但是在 实际的应用中，要更好地显示一个汉字，则需要的是 1616 的点阵。下面介绍 如何用 88 点阵构建 1616 点阵的方法，同时构建一块 1616 LED 点阵，用于 本例的显示任务。 首先，在 Proteus 的元件库中找到“MATRIX-8X8-BULE”元器件，将四块该 器件放入文档区编辑窗口当中。这时候应该注意,如果该器件保持初始的位置， 首先将其转动并将水平放置，使它左面 8

43、个引脚是行线，右边 8 个引脚是列线。 然后将四个元器件对应的行线和列线分别进行连接，使每一条行线引脚接一行 16 个 LED，列线也相同。并注意要将行线和列线引出一定长度的引脚，以便下 面我们使用。连接好的 1616 点阵如图 3.4 所示。 成如上图的 1616 点阵只是第一步，这样分开的数块并不能达到好的显示 效果,下面我们要将其进一步组合。组合实际上很简单，首先选中如上图中右侧 的两块 88 点阵，然后拖动并使其与左侧的两块相并拢，如图 3.5 所示。 又上可得原来的连线自动隐藏，对于线上交点，最好不要去动。最后，再 来选中下侧两块的点阵，将其拖动与上侧的两块并拢,最终的效果如图 3.

44、6 所示。 基本上原来杂乱连线现在全部隐藏，那么一块 1616 的 LED 点阵就完成了。但 是应该注意，已经做成的 LED 点阵的行线为左侧的 16 个引脚，其行线为高电 平有效，下侧的 16 个引脚为其列线，列线为低电平有效。然后，则 8*8LED 点 阵构成了 16*16LED 点阵。 如图 3.4 点阵模块组合 18 如图 3.5 如图 3.6 三、 AT89C51 的接口说明 在 AT89C51 中有 P0,P1,P2,P3 四个口，其中 18，19 号引脚它则提供外部时 的管教说明： P0 口：P0 口是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 口，并且也是 地址/数据 总线复制的用口，

45、它为输入口时，每位能吸收 8 个 TTL 逻辑门电流，对端 19 口输入“1 可作为高阻输入端 。在 Flash 编程时，PO 口作为原码输入口时， 此时 P0 口输出原码，则 P0 外部必须被拉高。但是在程序校检时，输出指令 字节，同时，校检时，必须 外接上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个由内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口的缓 冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个 TTL 门电流。对 p1 端口输入“1”后，通 过内部提供的上拉电阻把端口拉到高电平，这时它可作输入口，P1 端口被外部 下拉为低电平时，这时它输出电流，原因是内部上拉的缘故作输入口，此时因 为内部存在上拉电阻

46、上，它当中某个引脚被外部信号拉低会输出电流 I。 P2 口:P2 口是一个内部带有上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 的缓冲级可驱 动（吸收或输出电流）4 个 TTL 门的电流。对端口输入“1”时，内部的上拉电 阻可把端口拉到高电平，即可作输入口，当作输入口时，因为内部有上拉电阻， 则某个引脚被外部信号拉低时输出电流 I。P2 口当访问外部程序存储器或 16 位 地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出高八位的地址。 P3 口：P3 口是一个内部带有上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P3 口缓冲级可 驱动（吸收或输出电流）4 个 TTL 门的电流。对 P3 口输入“1”时，它被内部

47、的上拉电阻拉为高电平，当它作为输入端口，被外部的拉为低电平，输出电流 I, P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口。 RST（9 脚）:作为复位输入，当震荡器工作时，RST 引脚可同时出现两个 机器周期以上的高电平将使单片机复位。建议在这个脚与 Vss 引脚之间接一个 约 8.2 千欧的下拉电阻，同时，与 Vcc 引脚之间连接一个 10 毫砝的电容，这样 子可以保证可靠地复位。 HOMS 制造工艺的 8051 是 MCS-51 系列单片机的典型产品，其采用 40 引 脚的 双列直插分装（DIP 方式），就如上面图。 20 ALE/PROG：当访问外部存储器时,ALE(地址锁存允许）

48、输出电平，用于锁 存地址的地位字节。在平常时，ALE 端以不变的频率周期可输出正脉冲信号时 钟振动频率的 1/6 固定的正脉冲信号，因此它可作为对外输出时钟脉冲或用于 定时的目的。但是应该注意的是:每当访问外部数据存储器时，要跳过一个 ALE 脉冲。 /PSEN：是一个外部程序存储器的选通信号。在外部程序存储器的取指时 间，它的每个机器周期两次/PSEN 有效。如果在访问外部数据存储器时，这两 次有效的/PSEN 信号则不会出现。/PSEN 同样可以驱动八个 TTL 门电路。 VCC：（40 脚）供电电压，接+5V 电压。 GND：（20 脚）接地。 XTAL1：它是一个反向振荡放大器输入和内

49、部时钟工作电路输入。 XTAL2：它是一个来自反向振荡器输出。 /EA：当/EA 为高电平的时候，可以访问内部程序的存储器，但是当 PC 程 如图 3.7 AT89C51 管脚图 21 序计数器的值超过片内程序存储器容量时候，就会自动转向执行外部程序存储 器。但是，当/EA 保持低电平的时候，则只访问外部程序存储器，这时候不管 是否有内部存储器， ALE：当它访问外部存储器时，ALE 允许地址锁存，即使不访问外部存储 器，ALE 可以任然的以不变的频率周期出现正常的脉冲信号出现这个信号的振 荡频率是它的 1/6。它可以作为对外输出的时钟，或者用作定时。 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 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（记时器 0 外部输入） 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