led电子显示屏的设计毕业论文(编辑修改稿)

led电子显示屏的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

稳压电源原理 小功率稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成。 无线 LED 显示屏的设计 13 图 1 220V 交流转成 5V 直流电源原理图 从图上看 ,变压器输入端经过一个保险连接电源插头 ,如果变压器或后面的电路发生短路，保险内的金属细丝就会因大电流引发的高温溶化后断开。 变压器后面由 4 个二极管组成一个桥式整流电路，整流后就得到一个电压波动很大的直流电源，所以在这里接一个 330uF/25V 的电解电容。 变压器输出端的 9V 电压经桥式整流并电容 滤波，在电容 C1 两端大约会有 11V 多一点的电压，假如从电容两端直接接一个负载，当负载变化或交流电源有少许波动都会使 C1 两端的电压发生较大幅度的变化，因此要得到一个比较稳定的电压，在这里接一个三端稳压器的元件。 三端稳压器是一种集成电路元件，内部由一些三极管和电阻等构成，在分析电路时可简单的认为这是一个能自动调节电阻的元件，当负载电流大时三端稳压器内的电阻自动变小，而当负载电流变小时三端稳压器内的电阻又会自动变大，这样就能保持稳压器的输出电压保持基本不变。 因为我们要输出 5V 的电压，所以选用 7805， 7805 前 面的字母可能会因生产厂家不同而不同。 LM7805 最大可以输出 1A 的电流，内部有限流式短路保护，短时间内，例如几秒钟的时间，输出端对地（ 2 脚）短路并不会使 7805 烧坏，当然如果时间很长就不好说了，这跟散热条件有很大的关系 三端稳压器后面接一个 105 的电容，这个电容有滤波和阻尼作用。 最后在 C2 两端接一个输出电源的插针，可用于与其它用电器连接 ,比如 MP3等。 虽然 7805最大电流是一安培，但实际使用一般不要超过 500mA,否则会发热很大，容易烧坏。 一般负载电有 200mA 以上时需要散热片。 单片机系统及外 围电路 单片机采用 C8051F020 芯片，采用 24HZ 或更高的频率晶振，以获得较高的刷新频率，使其显示更稳定。 单片机的串口与列驱动器相连，用来显示数据。 其中P1 口的低四位与行驱动器相连，送出行选信号；高四位则用来发送控制信号。 单片机最小系统介绍 单片机最小系统是由时钟电路和复位电路两部分组成 时钟电路 系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。 AT89无线 LED 显示屏的设计 14 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。 引脚 XTAL1 和 XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。 这个放大器与作 为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。 外接晶体谐振器以及电容 C1 和 C2 构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。 对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。 因此，此系统电路的晶体振荡器的值为 12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为 22μ F。 在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。 复位电路 复位是由外部的复位电路来实现的。 片内复位电路是复位 引脚 RST 通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的 S5P2，由复位电路采样一次。 复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式，此电路系统采用的是上电与按钮复位电路，如图所示。 当时钟频率选用 6MHz 时， C 取 22μ F， Rs 约为 200Ω， Rk 约为 1K。 单片机最小系统的原理图 单片机最小系统模块中的主选 C8051F020 芯片是一种低功耗，具有在线编程， Flash 程序存储器的单片机。 所谓在线编程 ISP(In System Program)指的是允许单片机芯片在不离 开电路板或不离开设备的情况下实现程序固化和察除操作，在线编程给单片机用户的研发和使用带来了极大的方便 根据实验和理论的需要，上电自动复位电路的电容选择 10u，上拉电阻选择 ，时钟电路的电容选择 33PF，晶振选择 12MZ 的，这样可以获得更高的刷新频率。 4 刷新频率的计算公式： 刷新频率 =1/16 T0 溢出率 =1/16 f/12(65536t) 其中 f 为晶振频率， t 为定时器 T0 初值（工作在 16 位定时器模式） 单片机的选择 与 80C51 之间的异同点 80C51 系列单片 机及其衍生产品在我国乃至全世界范围获得了非常广泛的应用。 片机领域的大部分工作人员都熟悉 80C51单片机，各大专院校都采用 80C51无线 LED 显示屏的设计 15 系列单片机作为教学模型。 随着单片机的不断发展，市场上出现了很多高速、高性能的新型单片机，基于标准 8051 内核的单片机正面临着退出市场的境地。 C8051F 系列单片机是完全集成的混合信号系统级芯片，具有与 8051 兼容的CIP51 微控制器内核，采用流水线结构，单周期指令运行速度是 8051 的 12 倍，全指令集运行速度是原来的 倍。 熟悉 NCS51 系列单片机的工程技术人员可以很容易地掌 握 C8051F 的应用技术并能进行软件的移植。 相同点 C8051F020 单片机与 80C51 系列单片机的指令系统完全一样。 掌握 80C51 单片机的人可以很容易地接受 C8051F020 的应用技术并能完成相应软件的移植。 主要硬件不同点 (1)运行速度 C8051F020 的指令运行速度是一般 80C51 系列单片机的 10 倍以上。 因为其CIP51 中采用了流水线处理结构，已经没有了机器周期时序，指令执行的最小时序单位为系统时钟，大部分指令只要 1～ 2 个系统周期即可完成。 又由于其时钟系统比 80C51 的更加 完善，有多个时钟源，且时钟源可编程，时钟频率范围为0～ 25 MHz，当 CIP5l 工作在最大系统时钟频率 25 MHz 时，它的峰值速度可以达到 25 MI／ s， C8051F020 已进入了 8 位高速单片机行列。 (2)I／ O 端口的配置方式 C8051F020 拥有 8 个 8 位的 I／ O 端口， 大量减少了外部连线和器件扩展， 有利于提高可靠性和抗干扰能力。 其中低 4 个 I／ O 端口除可作为一般的通用 I ／ O 端口外，还可作为其他功能模块的输入或输出引脚，它是通过交叉开关配 置寄存器 XBR0、 XBR XBR2(各位名称及格式如表 1 所示 )选择并控制的，它 们控制优先权译码选择开关电路如图 1 所示，可将片内的计数器／定时器、串行 总线、硬件中断、比较器输出及其它的数字信号配置为在端口 I／ O 引脚出现，这样用户可以根据自己的特定需要选择所需的数字资源和通用 I／ O 口。 数字交叉开关是一个比较大的数字开关网路，这在所有 80C51 系列单片机上是一个空白。 另外 P1MDIN 用于选择 P1 的输入方式是模拟输入还是数字输入，复位值为无线 LED 显示屏的设计 16 11111111B，即默认为数字输入方式。 而 80C51 单片机的 I／ O 引脚是固定分配的，即占用引脚多，配置又不够灵活。 (3)内部功 能 C8051F020 内部带有数据采集所需的 ADC 和 DAC，其中 ADC 有两个，一个是8 路 12 位逐次逼近型 ADC，可编程转换速率，最大为 100 kS／ s．可通过多通道选择器配置为单端输入或差分输入。 内有可编程增益放大器 PGA 用于将输入的信号放大，提高 A／ D 的转换精度。 可编程增益为： 、 8 或 16，复位时默认值为 1。 另一个是 8 路 8 位 ADC，可编程转换速率最大为 500 kS／ s，其可编程放大增益为 、 4，复位时默认值为。 有 2 个 12 位的 DAC，用于将 12 位的数字量转换为电压量，可产生 连续变化的波形，两路信号可同步输出。 (4) 外部接口 C8051F020 外设还增添了三个串行口。 可同时与外界进行串行数据通信，SMBus 兼容于 I2C 串行扩展总线； SPI 串行扩展接口；两个增强型 UART 串口。 C8051F020 具有基于 JTAG 接口的在系统调试功能，片内的调试电路通过 JTAG 接口可提供高速、方便的在系统调试。 8051F020 单片机介绍 系统概述 C8051F020/1/2/3 器件是完全集成的混合信号系统级 MCU 芯片，具有 64 个数字 I/O 引脚（ C8051F020/2）或 32 个数字 I/O 引脚（ C8051F021/3）。 下面列出了一些主要特性； （ 1）高速、流水线结构的 8051 兼容的 CIP51 内核（可达 25MIPS） （ 2）全速、非侵入式的在系统调试接口（片内） （ 3）真正 12 位（ C8051F020/1）或 10 位（ C8051F022/3）、 100 ksps 的8 通道 ADC，带 PGA 和模拟多路开关 （ 4）真正 8 位 500 ksps 的 ADC，带 PGA 和 8 通道模拟多路开关 （ 5）两个 12 位 DAC，具有可编程数据更新方式 （ 6） 64K 字节可 在系统编程的 FLASH 存储器 无线 LED 显示屏的设计 17 （ 7） 4352（ 4096+256）字节的片内 RAM （ 8）可寻址 64K 字节地址空间的外部数据存储器接口 （ 9）硬件实现的 SPI、 SMBus I2C 和两个 UART 串行接口 （ 10） 5 个通用的 16 位定时器 （ 11）具有 5 个捕捉比较模块的可编程计数器定时器阵列 （ 12）片内看门狗定时器、 VDD 监视器和温度传感器 具有片内 VDD 监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的 C8051F020/1/2/3 是真正能独立工作的片上系统。 所有模拟和数字外设均可由用户固件使能 /禁止和配置。 FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新 8051 固件。 片内 JTAG 调试电路允许使用安装在最终应用系统上的产品 MCU 进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。 该调试系统支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、观察点、单步及运行和停机命令。 在使用 JTAG 调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。 片内存储器 CIP51 有标准的 8051 程序和数据地址配置。 它包括 256 字节的数据 RAM，其中高 128 字节为双映射。 用间接寻址 访问通用 RAM 的高 128 字节，用直接寻址访问 128 字节的 SFR 地址空间。 数据 RAM 的低 128 字节可用直接或间接寻址方式访问。 前 32 个字节为 4 个通用寄存器区，接下来的 16 字节既可以按字节寻址也可以按位寻址。 C8051F020/1/2/3 中的 CIP51 还另有位于外部数据存储器地址空间的 4K 字节的 RAM 块和一个可用于访问外部数据存储器的外部存储器接口（ EMIF）。 这个片内的 4K 字节 RAM 块可以在整个 64K 外部数据存储器地址空间中被寻址（以 4K 为边界重叠）。 外部数据存储器地址空间 可以只映射到片内存储器、只映射到片外存储器、或两者的组合（ 4K 以下的地址指向片内， 4K 以上的地址指向 EMIF）。 EMIF 可以被配置为地址数据线复用方式或非复用方式。 MCU 的程序存储器包含 64K 字节的 FLASH。 该存储器以 512 字节为一个扇区，可以在系统编程，且不需特别的外部编程电压。 从 0xFE00 到 0xFFFF 的 512 字节被保留，无线 LED 显示屏的设计 18 由工厂使用。 还有一个位于地址 0x10000 0x1007F 的 128 字节的扇区，该扇区可作为一个小的软件常数表使用。 可编程数字 I/O 和交叉开关 该系列 MCU 具有标准 8051 的端口（ 0、 2 和 3）。 在 F020/2 中有 4 个附加的端口（ 6 和 7），因此共有 64 个通用端口 I/O。 这些端口 I/O 的工作情况与标准 8051 相似，但有一些改进。 每个端口 I/O 引脚都可以被配置为推挽或漏极开路输出。 在标准 8051 中固定的“弱上拉”可以被总体禁止，这为低功耗应用提供了进一步节电的能力。 可能最独特的改进是引入了数字交叉开关。 这是一个大的数字开关网络，允许将内部数字系统资源映射到 P0、 P P2 和 P3的端口 I/O 引脚。 与具有标准复用数字 I/O 的微控制器不同，这种结 构可支持所有的功能组合。 可通过设置交叉开关控制寄存器将片内的计数器定时器、串行总线、硬件中断、 ADC 转换启动输入、比较器输出以及微控制器内部的其它数字信号配。