基于at89s52的led汉字显示屏的设计毕业设计(编辑修改稿)

基于at89s52的led汉字显示屏的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

FLASH 程序存储器，并且采用 CMOS 工艺，功耗低，工作速度较快。 由于需要具有较快的刷新频率，以获得较高的刷新频率，使显示稳定，所以单片机晶振选用 12MHz，既 12 具有较快的时钟频率，又方便进行计算机的通信。 显 示 驱动 电路 经过对 LED 器件的发光原理进行分析后，我们可以得到这样的结论：只 要在 LED器件上加上足够的正向电压，那么流过它的电流就会使它发光，这就是 LED 器件的驱动。 在实际应用中，往往需要调节 LED 器件的发光强度，通常我们是通过调节流经 LED器件的电流的平均时间来实现的。 常见的 LED 器件的驱动方式有：直流驱动、脉冲驱动和扫描驱动，本设计中使用的驱动方式为扫描驱动。 (1)脉冲驱动 所谓脉冲驱动方式，就是利用人眼的视觉暂留效应，以脉冲的方式对 LED 器件进行供电，使之间歇性的点亮。 采用这种驱动方式需要对以下两个方面进行考虑：脉冲电流的幅值和其重复频率。 首先，脉冲电流幅值的选择，当脉冲驱 动的平均值与直流驱动的电流值相等时，我们人眼的感觉是相同的，也就是说两者的发光强度相当。 平均电流 Ia 是瞬时电流 I 的时间积分，对于矩形波来说，有如下表达式： 上式 就是占空比的一种描述，为了使脉冲驱动方式下的平均电流 Ia 与直流驱动电流 Io 相同，就需要使它的脉冲电流幅值满足 图 24 LED 的脉冲驱动 可见脉冲驱动时，脉冲电流的幅值应该比直流驱动电流大 T/t 倍。 其次是脉冲重复频率的选择，通过对视觉暂留特性的分析，要使人眼感觉不到 LED器件闪烁，那么脉冲电流的重复频率必需 高于 24Hz。 脉冲驱动的主要应用有两个方面：扫描驱动和占空比驱动。 13 图 25 行扫描列控制原理及波形图 (2)扫描驱动 扫描驱动是通过数字逻辑电路，使若干 LED 器件轮流导通，用以节省控制驱动电路。 LED 显示屏是将发光灯按行布置的，驱动时也就按行按列驱动。 在扫描驱动方式下可以按行扫描，按列控制；也可以按列扫描，按行控制。 所谓“扫描”的含义，就是指一行一行地循环接通整行的 LED 器件，而不问这一行的哪一列的 LED 器件是否应该点亮，某一列的 LED 器件是否应该点亮，由所谓的列控制来负责。 本 论文采用按行扫描按列控制的方式。 一个 m 行 n列结构的 LED 显示屏，当采用行扫描列控制的驱动方式时， H1 到 Hm轮流将高电位接通各行线，使连接到各行的 LED 器件接通正电源，但具体哪一个 LED导通，还要看它的负电源是否接通，这就是列控制所要完成的工作。 例如在 LED 显示屏上需要 LED11 熄灭， LED21 点亮，那么当扫描到 H1 行时， L1 列的电位就应该为高；当扫描到 H2行时， L1 的电位就应该为低。 根据驱动方式的不同， LED 大屏幕显示方式可分为静态显示和动态扫描显示两种。 静态显示是指将一幅画面输入以后要保持到下一幅画 面的输入；动态显示是指将画面分为若干部分分别进行刷新。 静态显示每一个像素需要一套驱动电路，如果显示屏为 n*m 个像素屏，则需要 n*m 套驱动电路；动态扫描显示则采用多路复用技术，如果是 P路复用的话，则每 P 个像素需要一套驱动电路， n*m 个像素仅需 n*m/p套驱动电路。 另外，对于静态显示方式，需要较多的译码驱动装置，需要的引线也比较多；对于动态扫描显示方式，可以避免以上不足，但是容易造成显示亮度低、屏幕闪烁等问题。 在实际的 LED 大屏幕显示中，很少有采用静态驱动的。 采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将 列数据一位一位传往列驱动器，与此同时，列驱动其中每一列都把当前数据传向后一列，并从前一列接收新数据，一直到一行的各列数据全部传输到位后，才能并行地进行显示。 对于串行传输来说，数据要经过并行到串行和串行到并行的两次变换，因此列数据的准备时间可能相当长，在行扫描周期确定的情况下，留给行显示的时间就少一些，以至 14 影响到 LED 的亮度。 解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题，可以采用重叠处理的方法。 即在显示本行各列数据的同时，准备下一行的列数据，这就需要列数据的显示具有锁存功能。 本行已准备好的数据打入并行锁 存器进行显示时，串并移位寄存器就可以准备下一行列数据，而不会影响到本行的显示。 考虑到控制的方便，本设计采用的是扫描驱动方式。 在扫描驱动方式中，由 M 行N列组成的 M*N图文显示屏其 LED发光器件数量相当大，不宜使用静态显示驱动电路，而采用多行的同名列共用一套列驱动器。 控制电路负责有序的选通各行，在选通每一行之前还要把该行各列数据准备好。 这一行上的 LED 发光器件就可以根据列数据进行显示。 这种时序控制电路，可以由布线逻辑完成。 但考虑显示数据的存储和设计的灵活性及通用性，一般都采用单片机实现。 控制电路采用单片机，主要负责与上位机的通讯，控制存储显示数据模块、安排控制信号的定时与顺序、控制驱动 LED 显示点阵的电路等。 驱动电路用来驱动 LED显示点阵的电路。 各种控制信号用来使显示屏正常工作，包括行选通信号、列数据移位信号、列数据输出锁存器打入信号、产生上下部分在时间上错开的 SRCLK 信号、清屏信号等。 本章小结 本章介绍了汉字显示原理和 LED 点阵的显示及驱动原理，确定了系统的硬件的总体结构及布局，根据硬件所需的各个模块的原理，分别确定各个模块的硬件电路方式，在显示驱动方式中，选择了驱动方式比较 容易实现的扫描显示方式。 最终确定了显示系统的结构，并且画出了结构框图，更具结构框图，进行下面的设计和器件的选型。 15 第三章 硬件设计与实现 硬件模块主要完成 LED 显示屏的驱动任务，硬件电路大致上可分成单片机系统及外围电路、行驱动电路和列驱动电路 3 部分，通过行列驱动器控制完成 LED 点阵的驱动。 由于待显示信息的字模块提取通过软件模块完成，所以硬件系统不再增设字库存储模块。 下图为总电路 图 图 31总电路图 单片机系统的设计 AT89S52 单片机简介： AT89S52 为 ATMEL 所生产的一种低 功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flsah 存储器。 主要功 能列举如 下： (1)拥有灵巧的 8位 CPU 和在系统可编程 Flash (2)晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz） (3)内部程序存储器（ ROM）为 8KB (4)内部数据存储器（ RAM）为 256 字节 (5)32 个可编程 I/O 口线 16 (6)8 个中断向量源 (7)三个 16 位定时器 /计数器 (8)三级加密程序存储器 (9)全双工 UART 串行通道 各引脚 功能介绍 ： 图 32 AT89S52 引脚图 VCC： AT89S52 电源正端输入，接 +5V。 VSS： 电源地端。 XTAL1： 单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 XTAL2： 系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。 RESET： AT89S52 的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间， AT89S51 便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址 0000H 处开始读入程序代码而执行程序。 EA/Vpp： 17 EA为英文 External Access的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部 EPROM 中）来执行程序。 因此在 8031 及 8032 中， EA 引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。 如果是使用 8751 内部程序空间时，此引脚要接成高电平。 此外，在将程序代码烧录至 8751 内部 EPROM 时，可以利用此引脚来输入 21V 的烧录高压（ Vpp）。 ALE/PROG： ALE 是英文 Address Latch Enable的缩写，表示地址锁存器启用信号。 AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的 8位锁存器（如 74LS373），将端口 0的地址总线（ A0～A7）锁进锁存器中，因为 AT89S52 是以多工的方式送出地址及数据。 平时在程序执行时 ALE 引脚的输出频率约是系统工作频率的 1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。 此外在烧录 8751 程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。 PSEN： 此为 Program Store Enable的缩写，其意为程序储存启用，当 8051 被设成为读取外部程序代码工作模式时（ EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到 EPROM 的 OE 脚。 AT89S52 可以利用 PSEN 及 RD 引脚分别启用存在外部的 RAM与 EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用 64K 的定址范围。 PORT0（ ～ ）： 端口 0是一个 8 位宽的开路汲极（ Open Drain）双向输出入端口，共有 8 个位， 表示位 0， 表示位 1，依此类 推。 其他三个 I/O 端口（ P P P3）。