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{dy}章,摘要

       LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件，由多个独立的LED发光二极管封装而成。LED点阵显示屏可以显示数字或符号，通常用来显示时间，速度，系统状态等。本文给出了一种基于AT89C51单片机的16×16点阵LED 显示屏的设计方案，包括系统具体的硬件设计,软件设计和编语言程序等等方面。此次毕业设计的课题是针对我们学习《单片机原理与接口技术》这门课程的基础上，并在其辅助下完成的。

      通过本次毕业设计我们应达到以下的基本要求：首先，   综合运用单片机原理与接口技术课程中所学到的理论知识来独立完成此次设计课题，培养我们查阅手册和文献资料的良好习惯，以及培养我们独立分析和解决实际问题的能力。其次，在学习了理论知识的基础上进一步熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用的原则。再次，就是学会电子电路的安装与调试技能，以及与同组的组员的团结合作的精神。学校给我们提供了为期近四个月的毕业设计时间，这门课程将单片机技术基础理论与实际操作有机地联系起来，意在加深我们对所学理论课程的理解。通过让我们运用已基本掌握的程序设计与调试、不同功能的单元电路的设计、安装和调试方法，在单元电路设计的基础上，设计出具有各种不同用途的电子装置。深化所学理论知识，培养综合运用能力，增强独立分析与解决问题的能力。训练培养严肃认真的工作作风和科学态度质，培养我们的团队精神以及综合设计和实践能力,以适应社会需求,适应工作岗位。

关键词：     单片机  AT89C51  LED  点阵

设计目的:    

      （1）在学习了《数字电子技术》和《单片机原理及接口技术》课程后，为了加深对理论知识的理解，学习理论知识在实际中的运用，培养动手能力和解决实际问题的能力,熟悉WAVE软件调试程序和仿真.
　　（2）、通过实验提高对单片机的认识；  
　　（3）通过实验提高焊接、布局、电路检查能力；
　　（4）、通过实验提高软件调试能力；
　　（5） 进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。
　　（6） 通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。
　　（7）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
　　（8） 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应的工作打下基础。

         第二章，系统的整体设计方案

2.1 设计要求及功能要求

1,以AT89C51单片机为核心器件，组成一个点阵式汉字电子显示屏;

2,首先逐字显示“扬州职大欢迎您！”然后左移显示“扬州职大欢迎您！”两种方式交替显示;

3,要能够良好，稳定，清晰地显示以上几个字符;

4,通过编程能够随时对显示的汉字进行修改调整。

，显示器件：LED点阵介绍

8×8 点阵LED是构成16×16点阵的基础。图（1）为8×8点阵LED外观及引脚图，其等效电路如图（2）所示，只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮。例如如果想使左上角LED点亮，则Y0=1，X0=0即可。应用时限流电阻可以放在X轴或Y轴。

      就是Light Emitting Diode(发光二极管)的缩写。在某些半导 体材料的PN结中，注入少数载流子和多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为电能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。一种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫做发光二极管，通称LED。LED字符显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字，图形，影像，动画,录像信号等各种信息的显示屏幕。LED字符显示屏以其结构方式灵活，显示稳定，功耗低，寿命长，技术成熟，成本低廉等特点在车站，证券所，商场，运动场馆，交通干道及各种室内外显示场合的信息发布等等得到广泛的应用。全球各大汽车厂商也使用LED制作刹车尾灯。本设计是16×16点阵LED电子显示屏的设计，整机以AT89C51单片机为核心，介绍了以它为控制系统的LED点阵电子屏的动态设计和开发过程。通过该芯片控制16个行驱动三极管和一个列驱动器74LS154。该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像，全屏能显示一个汉字，采用4块8×8点阵LED模块来组成。显示采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止移入移出等各种显示方式。

，扫描方式选择的方案:

，单片机系统

3.1.1   AT89C51单片机介绍

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除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。AT89C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。外形及引脚排列如图所示

主要特性：

·与MCS-51 兼容

·4K字节可编程闪烁存储器

·寿命：1000写/擦循环

·数据保留时间：10年

·全静态工作：0Hz-24MHz

·三级程序存储器锁定

·128×8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

管脚说明：

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{dy}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“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：

口管脚 备选功能

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信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

振荡器特性:

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

单片机的特点：

可靠性高：

因为芯片是按照工业测控环境要求设计的，故抗干扰的能力    优于PC机。系统软件固化在ROM中，不易受病毒破坏。许多信号的通道均在一个芯片内，故运作时系统稳定可靠。

便于扩展：

片内具有计算机正常运行所必需的部件，片内有很多供扩展用的管脚，很容易组成一定规模的计算机应用系统。

控制功能强：

具有丰富的控制指令:如：条件转移指令，I/O口的逻辑操作指令，位处理指令。

实用性好，功耗低，价格便宜，易于产品化。

3.1.2, 单片机的有关电路

上图为  单片机最小系统

单片机采用AT89C51或者其兼容系列芯片,采用6MHZ或更高频率晶振,已获得较高的刷新频率,使其显示更加稳定。单片机的P0和P2口与行驱动器相连,用来送显示数据,其中P0送低八位,P2送高八位。P1口的低四位与列驱动器相连,送出列选信号,P1.4口则用来送控制信号。

单片机系统及外围电路

3.2.1, 行驱动电路

3.2.2,列驱动电路

3.2.3, 74LS154器件介绍

线-16线译码器74ls154的特点: