基于at89c51的led广告显示电路的设计本科毕业论文(编辑修改稿)

基于at89c51的led广告显示电路的设计本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

个 1vrL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 [5]。 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，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南 宁 学 院 毕 业 论 文 6 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 116。 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 l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)。 XTALl：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。 时钟电路 AT89C51 中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚 XTAL1 和XTAL2 分别是该放大器的输入端和输出端 [6]。 这个放大器与作为负反馈的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，振荡电路参见图 ；外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容 C C2 接在放大器的反馈电路中构成并联振荡电路。 对外接电容 C C2 虽然没有十分的严格要求，但电容容量的 大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性，本设计使用石英晶体，其电容容量使用 30PF177。 10PF。 南 宁 学 院 毕 业 论 文 7 图 时钟电路 复位电路 在这个系统中的复位电路是采用上电加按钮来实现的。 因为 MCS51 单片机的复位是靠外部电路实现的。 MCS51 单片机工作之后，只要在他的 RST 引线上加载10ms 以上的高点平，单片机就能有地进行复位。 我们采用的是上电加按键复位方式，这样做的优点是上电后可以直接进入复位状态，当程序出现错误时，可以随时使电路复位。 单片机在启动或断电后，程序需 要从头开始执行，机器内全部积存器， I/O 接口等都必须重新复位。 图 是一个简单的上电复位和按钮复位电路，图中上电时接通电源，电容 C1 相当于瞬间短路， +5V 电源直接加到了 RST/VPD 端，该高电平使 89C51 全机复位，若运行过程中需要程序从头执行，只需要按钮 S 即可，按下 S则直接把 +5V 加到 RST/VPD 端从而复位。 图 复位电路图 电源电路 电源电路是单片机系统最基本的部分，所以我们应该高度重视电源部分，不能因为电源部分电路比较简单而有所忽略，电源部分做好才能保证电路的正常工作。 对电源电路来 说，最重要的就是稳压，我们采用的是 +5V 电源 供的 直流电 [7]。 点阵显示电路 本设计用 4 片 LED16 16 点阵组成一个 64 16 点阵显示电路 [8]。 LED 数码管是本设计中的显示器件下面对它作一简单介绍。 此处选用的是八段数码管，它是由8 个发光二极管组合而成的，它有共阴极和共阳极两种形式（如图 a、 b、 c）。 共阴极的内部接法为将 8 个发光二极管的阴极结在一起，工作时公共极接地，在 8南 宁 学 院 毕 业 论 文 8 个阳极上通以不同的电平是将显示不同的字符；共阳极接法与共阴极相反，它是将8 个发光二极管的阳极接在一起，工作时公共极接 +5V， 在 8 个阴极上通以不同的电平来显示相应的字符。 本设计选用 LED8 8 点阵作为显示器件 ， 从显示亮度来说要求越高 ,其效果越好 ， 从节能 的 角度 上 看 ， LED 器件较为节能 ， 工作电压不高 ，功耗又小 ,且性能一定要稳定 ， 维修方便 ， LED 电子显示屏以基色彩鲜亮夺目，大的显示信息量、寿命长、耗电量小，重量轻，空间尺寸小，稳定性高，易于操作、安装和维护等特点将在本设计中扮演着重要的角色。 等效电路看起来简单， 1 脚加高电平，再在 abcdefgh 段加低电平，第一行的发光二极管就会亮，但是实际的器件引脚并不是一排引脚按 12345678 的 顺序排列，另一排引脚按 abcdefgh 的顺序排列。 而实际引脚通常是乱序的，不过我们可以自己测试引脚的分布情况。 其电路排列如图 图 (a)和图 (b)所示： 图 LED 数码管结构图 南 宁 学 院 毕 业 论 文 9 图 (a) 8 8LED 平面图 驱动电路 单片机 P1 口低 4 位输出的行号经 4/16 线译码器 74HC154（如图 ）译码后生成16 条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线。 动态扫描显示时， 74HC154用来确定某一时刻显示的行号，保证某一时刻只有一行选中。 一条行线上要带动 16列的 LED 进行显示，按每一 LED 器件 10mA 电流计算， 16 个 LED 同时发光时，需要 160mA 电流（即 16 个 LED 点阵同时亮的情况）， 74HC154 为一行 16 个 LED点阵提供足够大的驱动电流。 74HC154 来做列选控制只使用了单片机的 4 个 IO 口，节约了很多 IO 资源， 为单片机系统扩充使用功能提供了条件。 图 74HC154 外形及引脚 第四章 系统的软件程序设计 软件设计是一件细致而复杂的工作，应按照合理的顺序有条不絮的进行。 本次毕业设计中我们在软件设计部分依然采用模块化的设计思想题，将整个系统划分为若干个模块，设计时将各个模块非开来设计，最后将整个模块连接起来，这样易于调试，有助于发现问题并及时改正。 软件系统分析 根据毕业设计的要求及该系统应该满足的功能要求，决定该系统应该具有的部分及所需的各种元器件及其分别的型号，所起到的作用。 按信息的流行向分 析说明信息的性质，来源或去向，有多少数据信息、多少状态信息，是模拟量还是数字量，是串行还是并行，数据输入 /输出端口地址，与外设联络控制的方法以及输入中断源南 宁 学 院 毕 业 论 文 10 的类别和优先级的安排。 每一个输入 /输出还应注意是否与其他输入 /输出有关。 模块细分 按照所分析的结果将整个系统，按不同的功能划分为几个相对独立的模块，并分析出各个模块之间的关系几由他两端出现的信号的形式。 可以将整个系统化分为：前端模块，主机模块，显示模块，输入模块，这样就可以对各个模块同时进行设计，只要保证相连模块间满足相应的数据流通关系就行。 在此次设计中显示屏软件的主要功能是向屏体提供显示数据，并产生各种控制信号，使屏幕按设计的要求显示。 根据软件分层次设计的原理，可以把显示屏的软件系统分为两层；第一层是底层的显示驱动程序，第二层是上层的系统应用程序。 显示驱动程序负责向屏体送显示数据，并负责产生行扫描信号和其它控制信号，配合完成 LED 显示屏的扫描显示工作。 显示驱动器程序由定时器 T0 中断程序实现。 系统应用程序完成系统环境设置（初始化）、显示效果处理等工作，由主程序来实现。 确定算法 算法设计是软件设计很重要的阶段，合理和可靠的算法将导致优 化程序设计。 不同功能块有不同的算法，同一个问题也可以有很多算法，要根据具体的情况选择合适的算法。 算法设计的总目标是，在达到要求功能的基础上，保证程序流程结构简单，运行可靠。 编写程序 在手编写各部分的程序之前，还需做两件事：分配系统资源和设计流程图。 提高软件设计总体效率的有效方法是先设计流程图，在开始编程。 程序流程图 的设计过程就是程序逻辑设计的过程。 流程图直观明了，有利于查错和修改。 南 宁 学 院 毕 业 论 文 11 明确任务 题目定义 题目细分 明确算法 确定算法 设计流 程 设计流程 编写程序 编写程序 程序有错 程序调试 程序装配 综合调试 结束 图 显示驱动程序流程图 系统主程序 系统主程序开 始以后，首先是对系统环境初始化，然后向左滚动显示 “单片机仿真 ”这 5 个汉字，然后以 “卷帘入 ”效果隐去。 由于单片机没有停机指令，所以可以设置系统程序不断的循环执行上述显示效果。 图 主程序流程图。 详细主程序见附录 A 南 宁 学 院 毕 业 论 文 12 图 系统主程序流程图 显示驱动程序 由 LED 点阵显示器的内部结构可知，器件宜采用动态扫描驱动方式工作，由于 LED 管芯大多为高亮度型，因此某行或某列的单体 LED驱动电流可选用窄脉冲，但其平均电流应限制在 20mA 内．多数点阵显示器的单体 LED 的 正向压降约在 2V左右。 动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表。