基于stc89c54单片机的汉字点阵显示屏的设计_毕业设计(编辑修改稿)

基于stc89c54单片机的汉字点阵显示屏的设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

时器 0。 其中： M M0 用来确定所选的工作方式，如表 22 所示。 图 23 TMOD定时器方式寄存器 表 22 工作方式选择 毕业设计 (论文 ) 6 C/T 定时器方式或计数器方式选择位。 C/T=1 时，为计数器方式； C/T=0 时，为定时器方式。 GATE 定时器 /计数器运行控制位，用来确定对应的外部中断请求引脚（ INT0，INT1）是否参与 T0 或 T1 的操作控制。 当 GATE=0 时，只要定时器控制寄存器 TCON中的 TR0（或 TR1）被置 1 时， T0（或 T1）被允许开始计数（ TCON 各位含义见后面叙述）；当 GATE=1 时，不仅要 TCON 中 TR0 或 TR1 置位；还需要 P3 口的 INT0或 INTl引脚为高电平；才允许计数。 特殊功能寄存器 TCON 用于控制定时器的操作及对定时器中断的控制。 其各位定义如图 24 所示。 其中 D0～ D3 位与外部中断有关。 TR0、 TR1：定时器 T0、 T1 的运行控制位。 该位置 1 或清 0 用来实现启动计数或停止计数。 TF0、 TF1：定时器 T0、 T1 的溢出中断标志位。 当 T0 计数溢出时由硬件自动置 1；在 CPU中断处理时由硬件清为 0； TMOD和 TCON 寄存器在复位时其每一位均清零。 本设计中中断寄存器和定时 器 配合使用，精确定 时 1ms。 使用定时器中断模式之前， 要对定时器进行初始化，即 要确定定时器的工作模式、初值、开中断和打开定时器。 I/O扩展芯片 本 设计 使 用 74HC595 来扩展并行 I/O 口，节约单片机资源。 其逻辑电路图 如25 所示。 74HC595 内含 8 位串入、串 /并出移位寄存器和 8 位三态输出锁存器。 寄存器 和锁存器分别有各自的时钟输入 (SCLK 和 SLCK) , 都是上升沿有效。 当 SCLK图 25 74HC595逻辑表 图 24 TCON 寄存器 毕业设计 (论文 ) 7 从低到高电平跳变时 , 串行输入数据 (SDA) 移入寄存器。 当 SLCK 从低到高电平跳变时 , 寄存器的数据置入锁存器。 清除端 (CLR) 的低电平只对 移位 寄存器复位 (QS 为低电平 ) , 而对锁存器无影响。 当输出允许控制 (EN) 为高电平时 , 并行输出 (Q0～ Q7) 为高阻态 , 而串行输出 (QS) 不受影响。 74HC595 最多需要 5 根控制线 , 即 SDA、SCLK、 SLCK、 CLR和 EN。 本设计的 I/O 扩展部分的电路图如 26 所示。 其中 CLR 可以直接接到高电平 , 用软件来实现寄存器清零。 EN 直接接到低电平 ， 不需要软件改变亮度 ； 把其余三根线和单片机的 I/ O 口相接 , 即可实现 单片机 对 LED 的控制。 数据从 SDA 口送入 74HC595 , 在每个 SCLK 的上升沿 , SDA口上的数据移入寄存器 , 在 SCLK 的第 9 个上升沿 , 数据开始从 QS 移出。 如果把第一个 74HC595 的 QS 和第二个 74HC595 的 SDA 相接 , 数据即移入第二个 74HC595 中 , 照此一个一个接下去 , 可接任意多个。 数据全部送完后 , 给 SLCK一个上升沿 , 寄存器中的数据即置入锁存器。 此时如果 EN 为低电平 , 数据即从并口 Q0～ Q7 输出 , 把 Q0～ Q7 与 LED的 8 段相接 , LED就可以实现显示了。 驱动芯片 ULN2803 属于 高电压大电流 达林顿晶体管 系列 ，该 芯片 中的八 个 NPN 达林顿管 来驱动 低逻辑电平数字电路和大电流高电压 要 求的灯，继电器，打印机和其它类图 26 74HC595 扩展 I/O 口电路 . . . . . . ( .39。 , 39。 39。 \_/。 : ____ __U__n_^_39。 39。 __[. ooo___ | |_!_||_!_||_!_||_!_| | c(_ ..(_ ..(_ ..( /,,] | |___||___||___||___| | ,_\___________39。 _|,L______],|______________________| /。 _(@)(@)==(@)(@) (o)(o) (o)^(o)(o)^(o) 95 毕业设计 (论文 ) 8 似负载间的接口的理想器件。 广泛应用于计算机、工业和消费类的产品中、所有器件的集电极开路输出和用于瞬变抑制的续流钳位二极 管。 ULN2803 的设计与标准TTL 兼容。 其内部逻辑 如图 27 所示。 该驱动芯片最大可以提供 500mA 的驱动电流，每个 LED 灯需要 510mA 的驱动电流，每行有 16 个 LED灯，大约需要 160mA 的驱动电流，使用 ULN2803 可以满足 设计 要求。 本设计驱动电路连接图 28 所示： 图 27 ULN2803内部框图 图 28 ULN2803 驱动电路 毕业设计 (论文 ) 9 WT588D语音模块 本设计 采用广州唯创科技有限公司的 集单片机和语音电路于一体的可编辑语音芯片 WT588D 语音模块 /芯片做为语音核心电路 ，实现语音播报功能。 WT588D 系列语音单片机 功能多 、 音质好 、 应用范围广 、 性能稳定，弥补了以往各类语音芯片应用领域狭小的缺陷。 WT588D 语音模块 /芯片工作电压为 ～ ，支持WAV、 MP WMA等 格式音频， 有 MP3 控制模式、按键控制模式 （ 10 种按键触发控制方式） 、按键组合控制模式、 并口控制模式、一线串口控制模式、三线串口控制模式以及三线串口控制控制端口扩展输出模式， 丰富的使用模式为开发人员的应用提供了很大便利条件。 本设计采用上升沿按键模式。 该语音芯片 支持 6K～22KHz 采样率的音频加载， 几乎可以 将加载的音频音质完整无损的通过喇叭播放出来。 WT588D 系列语音单片机能通过配套软件 WT588D voiceChip 轻而易举 的 做到语音组合播放、插入完美的陶冶静音。 有 220 个 可控制的语 音地址位， 每个地址位能加载 128 段语音 可组合语音。 WT588D 系列语音单片机模块内 置 SPIFLASH 存储器， WT588D 系列语音单片机芯片可根据实 际用法外置 SPIFLASH 存储器， 只需更换 SPIFLASH 的内容 就可实现不同的 控制模式、语音组合 的切换。 WT588D 系列语音单片机支持 SPIFLASH 内容在线下载， 选用 WT588D模块还是芯片，模块本身带有最小系统应用电路，只需连接好音频输出，以及控制端，通电即可工作，应用较方便。 WT588D 语音芯片体积小，适合应用在要求电路板体积小的电路上。 WT588D 采用数码形式压缩音频，音域广，播放语音时无底噪音，声音还原度好，能与 MP3 相媲美。 工业性能好，能确保 WT588D 在多种复杂的环境下正常的进行工作。 通过配套的电脑操作软件，就能对 WT588D完成所有功能的设置， WT588D软件人性化界面操作，功能编辑简单透彻。 语音模块的硬 件原理图如图 29 所示。 本设计使用按键上升沿触发方式，当单片机收到 播放声音信号时，单片机的 I/O 口发送低电平，给语音模块的按键接口，图 29 语音模块原理图 毕业设计 (论文 ) 10 也就是语音模块接收到单片机发送的低电平，由此信号触发语音模块发送指定的声音。 点阵屏 点阵屏模块 本 设计为 4 块 8*8 的单色点阵屏拼接而成。 其中 每 块 8*8 单色点阵屏如图 210所示。 本点阵模块显示颜色为红色，点亮一个 LED的电压为 ，电流为 510mA。 8*8 点阵工作原理说明 从图 211 可以看出， 8*8 点阵共需要 64 个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置 0 电平，某一行置 1 电平，图 210 8*8单色点阵 屏 图 211 8*8点阵 LED结构 毕业设计 (论文 ) 11 则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的亮的方法如下所述： 一根竖柱：对应的列置 0 ，而行则采用扫描的方法来实现。 一根横柱：对应的行置 1 ，而列则采用扫描的方法来实现。 电源电路 该电路直接可以将输入的交流电源 转化成 +5V 的直流电源。 该整流桥能够通过的最 大电流为 2A；稳压管 W7805 能够将输入 10V 的电压降低为 +5V，其最大工作电流为 ，在它的输入端并联一个 微法的电容，输出端并联一个 微法的电容，可以保证它正常工作；发光二极管串接一个 10K 的 限流 电阻 作为电源工作指示灯。 单片机的时钟电路 MCS51 片内有一个高增益反相放大器，其输入端（ XTAL1）和输出端（ XTAL2）用于外接定时元件构成自激振荡电路。 定时元件是由石英晶体和微调电容组成的并联谐振电路。 电容 C1 和 C2 对频率有微调作用，电容容量的选择范围为 5pF~30pF.图 212 电源电路 图 213 单片机晶振电路 图 214 单片机复位电路 毕业设计 (论文 ) 12 振荡频率的选择范围为 ~12MHz。 在本方案选择 12MHZ石英晶体和 20pF 电容组成的并联谐振电路作为 单片机的时钟电路。 根据该 电路可以知道单片机的指令周期为 1 微秒。 单片机的时钟电路如图 213 所示。 单片机的复位电路 RST/VPD 端的外部复位电路有两种工作方式：上电自动复位和按键手动复位。 根据单片机可靠复位要求，即要求 RST/VPD端保持 2 个机器周期以上的高电平，本系统采用按键手动复位，相当于 RST端直接接高电平，复位电路如图 214 所示 : 原理框图 图 215 电路为 1 块 8 8 点阵显示电路连接图。 本设计利用一块 8*8 点阵来体会和掌握点阵屏的显示汉字的原理 ， 为 16*16 点阵屏做理论依据和技术支持。 (1).把 “单片机系统 ”区域中的 P1 端口用 8 芯排芯连接到 “点阵模块 ”区域中的“ DR1 － DR8 ”端口上； (2).把 “单片机系统 ”区域中的 P3 端口用 8 芯排芯连接到 “点阵模块 ”区域中的“ DC1 － DC8 ”端口上； 如果要显示大的图象可多个点阵拼在一起，。