基于單片機的LED漢字點陣顯示屏的設計畢業(yè)論文

1、畢 業(yè) 設 計設計題目：基于單片機的led漢字點陣顯示屏的設計基于單片機的led漢字點陣顯示屏的設計摘 要本文介紹了led漢字點陣顯示屏的設計及實現過程。通過proteus仿真詳細介紹了顯示的原理和顯示屏驅動電路的設計，仿真效果的實現為后續(xù)實際硬件電路的焊接和調試提供了理論基礎。該系統(tǒng)通過單片機來控制整個系統(tǒng)的運行，采用逐行掃描的方式實現漢字的顯示，主要分為三大部分：上位機軟件部分、控制部分、led點陣顯示屏。上位機軟件部分主要通過vb軟件編寫一個字模轉換發(fā)送的界面，實現上位機與下位機的通信；控制部分主芯片是stc89c52rc，是系統(tǒng)的核心，再利用c語言編程下載實現對單片機各引腳的控制；le

2、d點陣顯示屏包括驅動電路和顯示屏，74ls138譯碼器輸出控制顯示屏的行掃描，74hc595（八位并行輸出移位寄存器）控制顯示屏的列，由于人眼視覺的滯留現象，行列驅動電路通過動態(tài)控制便實現了漢字的顯示?；趩纹瑱C的led點陣顯示屏與普通的平面靜態(tài)廣告相比，可以動態(tài)顯示信息，可以隨時更換顯示信息，與視頻廣告相比，造價低，信息顯示地點隨意性高。因此，無論商業(yè)廣告，還是一般的信息公告顯示，led點陣顯示屏都有著廣泛的應用。關鍵詞：單片機 led點陣顯示屏 proteus仿真 顯示屏驅動電路 design of led dot matrix display chinese characters bas

3、ed on mcuabstractthis article introduces the design and implementation of the dot matrix display of led chinese characters. it introduces the principle of display and the design of display drive circuit through proteus simulation. the results of simulation provides theory basis for the welding and d

4、ebugging of the actual hardware circuit.it controls the operation of the whole system through the mcu，it displays chinese information by progressive scan, it mainly divided into three sections: pc software parts, control part, display screen of led dot matrix. pc software parts mainly are writed thr

5、ough vb software, it writes a interface of the font conversion and sending, so as to achieve pc and mcu communications; the main chip of the control part is stc89c52rc,it is the core of the system, and then downloaded the c programming language to mcu to control its pins; the display screen of led d

6、ot matrix includes drive circuit and display screen,74ls138 decoder controls the line scanning,74hc595(shift register that outputs eight parallel data) controls the column scanning. because of human visual retention phenomenon, driving circuit achieves the display of the chinese characters through t

7、he ranks of the dynamic control.compared with led dot matrix display of chinese characters based on mcu, it can display dynamic information, change information at any time, compared with video advertising, low cost, arbitrary of the information display site is high. so whether commercial advertising

8、 or general information announcement, the display screen of led is applied wildly.keywords: mcu ; display screen of led dot matrix; proteus simulation; drive circuit of display screen目 錄1 引言11.1課題背景11.2系統(tǒng)功能概述11.2.1總體設計框架11.2.2上位機(pc)21.2.3串行通信接收器21.2.4單片機31.2.5外擴存儲器31.2.6 led顯示屏行列驅動電路31.2.7 led點陣顯示屏

9、32 proteus模擬仿真42.1 proteus介紹42.2 keil u vision3介紹52.3 keil u vision3與proteus的連接62.4硬件仿真電路62.4.1下位機漢字顯示的仿真62.4.2 eeprom外擴存儲器讀寫的仿真72.4.3下位機接收上位機傳輸數據的仿真82.5調試過程93 硬件部分133.1單片機簡介133.1.1單片機的發(fā)展及應用133.1.2單片機的應用143.1.3單片機的開發(fā)平臺143.2控制部分153.2.1芯片簡介153.2.2硬件電路183.2.3電路說明193.2.4調試過程193.3顯示屏部分203.3.1芯片簡介203.3.2硬

10、件電路253.3.3電路說明253.3.4調試過程263.4設計硬件電路過程總結263.4.1仿真階段263.4.2實物階段284 軟件部分294.1匯編語言與c語言294.2 c語言的突出優(yōu)點304.3漢字顯示的原理304.4漢字點陣碼的生成314.5程序設計流程334.5.1靜態(tài)顯示漢字信息354.5.2動態(tài)顯示漢字信息364.5.3 eeprom外擴存儲器的讀寫364.5.4下位機接收上位機發(fā)送的數據374.5.5外部中斷的測試374.5.6總程序375 vb（上位機）395.1 vb軟件簡介395.2人機界面設計395.3發(fā)送界面調試416 結論42謝辭43參考文獻44附錄45附錄1

11、原理圖45附錄2 下位機程序47附錄3 上位機程序55外文資料601 引言1.1課題背景l(fā)ed漢字點陣顯示屏作為一種信息傳遞方式，主要應用在需要顯示內容較少的公共場所，基于單片機的led漢字點陣顯示成本低，效果好，可以滿足大部分用戶需求，因此被廣泛應用。led漢字點陣顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的一種顯示器件，通過控制半導體發(fā)光二極管的顯示方式來顯示漢字，具有耗電少、使用壽命長、成本低、亮度高、視角大、可視距離遠等特點。近年來led漢字點陣顯示屏在銀行、郵電、稅務、機場、車站、證券市場及醫(yī)院、海關、體育場所等需要進行公告、宣傳的場合得到了廣泛的應用。目前l(fā)ed漢字點陣屏作為信息傳播的一種重要手

12、段，已經成為城市信息現代化的標志之一。1.2系統(tǒng)功能概述本系統(tǒng)設計的目的是顯示漢字信息，用16塊88的點陣屏組成1664的四字點陣顯示屏，通過stc89c52單片機軟件掃描來控制需要點亮的點陣，從而顯示相應的漢字。本系統(tǒng)一屏可以顯示4個漢字，屏幕顯示內容可以通過上位機(pc)向下位機傳送的信息做出改變。1.2.1總體設計框架本系統(tǒng)需要6大部分來實現：上位機(pc)、串行通信接收器、單片機、外擴存儲器、led顯示屏行列驅動電路和led點陣顯示屏。系統(tǒng)結構如圖1-1所示。上位機（pc）串行通信接收器外擴存儲器單片機led點陣顯示屏led顯示屏行列驅動電路圖1-1 漢字點陣顯示屏系統(tǒng)方案1.2.2上

13、位機(pc)上位機部分用vb軟件編寫，用于實現上位機向下位機數據傳輸，主要包括漢字顯示輸入窗口、字模代碼生成顯示窗口、字模生成按鍵、發(fā)送按鍵等。上位機發(fā)送界面如圖1-2所示。圖1-2 上位機發(fā)送界面1.2.3串行通信接收器串行通信接收器部分主要由max232芯片及外圍電路組成，用于程序的下載及數據的傳輸。如圖1-3控制部分電路的標注所示。串行通信接收器單片機外擴存儲器圖1-3 控制部分電路1.2.4單片機單片機部分是整個系統(tǒng)的核心，即主控部分，控制單片機的所有外圍電路，協調外圍電路部分的工作，從而實現預期的效果。如圖1-3中標注所示。1.2.5外擴存儲器外擴存儲器部分存儲上位機(pc)傳到下位

14、機（單片機）的數據，并且在顯示點陣漢字時，將數據發(fā)送到led點陣顯示屏驅動電路。由于stc89c52僅有512字節(jié)的ram，因此加了外擴存儲器，使用的是eeprom 24c32。如圖1-3的標注。1.2.6 led顯示屏行列驅動電路led顯示屏行列驅動電路分為行驅動和列驅動，行驅動不間斷逐行掃描，列驅動控制需要點亮的點，從而顯示出預期的漢字效果。如圖1-4的標注所示。行驅動列驅動led點陣顯示屏圖1-4 led點陣顯示屏及驅動電路1.2.7 led點陣顯示屏led點陣顯示屏部分由16塊88的led點陣顯示模塊組成，一屏可顯示四個漢字。每塊有18個引腳，8行8列和2個固定腳。如圖1-4的標注所示

15、。2 proteus模擬仿真2.1 proteus介紹單片機是現代電子技術的新興領域，它的出現極大地推動了電子工業(yè)的發(fā)展，已成為電子系統(tǒng)設計中最為普遍的應用手段。近年來單片機技術得到了突飛猛進的發(fā)展，各種單片機開發(fā)工具層出不窮。虛擬仿真就是近年來興起的一種新型應用技術，采用虛擬仿真技術，在原理圖設計階段就可以對單片機應用設計進行評估，驗證所設計電路是否達到所要求的技術指標，還可以通過改變元器件參數使整個電路性能達到最優(yōu)化。這樣就無須多次購買元器件及制作印刷電路板，節(jié)省了設計時間與經費，提高了設計效率與質量。英國labcenter公司推出的proteus軟件是一款極好的單片機應用開發(fā)平臺，它以其

16、特有的虛擬仿真技術很好地解決了單片機及其外圍電路的設計和協同仿真問題，可以在沒有單片機實際硬件的條件下，利用pc以虛擬仿真方式實現單片機系統(tǒng)的軟、硬件同步仿真調試，使單片機應用系統(tǒng)設計變得簡單容易。proteus軟件涵蓋了pic、avr、mcs8051、68hc11、arm等微處理器模型，以及多種常用電子元器件，包括74系列、cmos 4000系列集成電路、a/d和d/a轉換器、鍵盤、lcd顯示器、led顯示器，還提供示波器、邏輯分析儀、通信終端、電壓/電流表、i2c/spi終端等各種虛擬儀表，這些都可以直接用于仿真設計，極大地提高了設計效率和設計水平。proteus軟件已有20多年的歷史，在

17、國外應用較為普遍，尤其在教育界的口碑極佳。近年來proteus軟件被引入國內，在多所高等工科院校中得到成功應用。在單片機教學中采用proteus軟件，使單片機的學習過程變得直觀形象，可以直接在基于原理圖的虛擬模型上進行編程，并實現源碼級的程序仿真調試，如有顯示及輸出，還能看到程序運行后的輸出效果，配合各種虛擬儀表來展現整個單片機系統(tǒng)的運行過程，很好地解決了長期以來困擾單片機教學過程中軟件和硬件無法很好結合的難題。采用pc進行虛擬仿真實驗要比采用單片機實驗箱更為有效，因為用戶可以根據需要隨時對原理電路圖進行修改，并立即獲得仿真結果。由于在pc上修改原理電路圖要比在實驗箱上修改硬件電路容易得多，而

18、且還可以根據設計要求采用不同元器件，或者修改元器件參數以獲得不同輸出結果，在成功進行虛擬仿真并獲得期望結果的條件下，再制作實際硬件進行在線調試，可以獲得事半功倍的效果。學生普遍反映，在proteus軟件平臺上學習單片機知識，比以往單純學習書本知識更易于接受，以原理圖虛擬模型進行程序仿真調試，更易于提高單片機編程能力，還可以通過繪制和修改原理電路圖增加很多實踐經驗。proteus組合了高級原理布圖、混合模式spice仿真、pcb設計以及自動布線來實現一個完整的電子設計系統(tǒng)。此系統(tǒng)受益于15年來的持續(xù)開發(fā)，被電子世界在其對pcb設計系統(tǒng)的比較文章中評為最好產品“the route to pcb c

19、ad”。 proteus 產品系列也包含了我們革命性的vsm技術，用戶可以對基于微控制器的設計連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實時采用諸如led/lcd、鍵盤、rs232終端等動態(tài)外設模型來對設計進行交互仿真。其功能模塊：個易用而又功能強大的isis原理布圖工具；prospice混合模型spice仿真； ares pcb設計。prospice 仿真器的一個擴展proteus vsm：便于包括所有相關的器件的基于微處理器設計的協同仿真。此外，還可以結合微控制器軟件使用動態(tài)的鍵盤、開關、按鈕、led，甚至lcd顯示cpu模型。 支持許多通用的微控制器，如pic、avr、hc11以及80

20、51； 交互的裝置模型包括：led和lcd顯示，rs232終端，通用鍵盤；強大的調試工具：包括寄存器和存儲器，斷點和單步模式；iar c-spy 和keil u vision2等開發(fā)工具的源層調試；應用特殊模型的dll界面提供有關元件庫的全部文件。2.2 keil u vision3介紹keil c51是美國keil software公司出品的51系列兼容單片機c語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，c語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。keil提供了包括c編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境(uvision

21、)將這些部分組合在一起。運行keil軟件需要win98、nt、win2000、winxp等操作系統(tǒng)。如果你使用c語言編程，那么keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用c語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍。1系統(tǒng)概述keil c51軟件提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到keil c51生成的目標代碼效率非常之高，多數語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現高級語言的優(yōu)勢。2keil c51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結構c51工具包的整體結

22、構，uvision與ishell分別是c51 for windows和for dos的集成開發(fā)環(huán)境(ide)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用ide本身或其它編輯器編輯c或匯編源文件。然后分別由c51及c51編譯器編譯生成目標文件(.obj)。目標文件可由lib51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經l51連接定位生成絕對目標文件(abs)。abs文件由oh51轉換成標準的hex文件，以供調試器dscope51或tscope51使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如eprom中。使用獨立的keil仿真器時，注意事項

23、：(1)仿真器標配11.0592mhz的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。(2)仿真器上的復位按鈕只復位仿真芯片，不復位目標系統(tǒng)。(3)仿真芯片的31腳(/ea)已接至高電平，所以仿真時只能使用片內rom，不能使用片外rom；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有外部rom（其cpu的/ea引腳接至低電平）的目標系統(tǒng)中使用。2.3 keil u vision3與proteus的連接keil u vision3和proteus的連接需要分別設置這兩個軟件，設置好后必須把keil工程的所有文件和proteus工程的所有文件放在一個文

24、件夾里面。打開keil和proteus項目，點擊debugstart/stop debug session就開始進入聯調，點擊單步運行，這時可以看到原本沒有動過的protues現在開始根據你運行到的程序位置而顯示不同的現象，說明聯調已經成功了。本系統(tǒng)的仿真效果如圖2-1所示，顯示內容為“”。圖2-1 電路仿真效果圖2.4硬件仿真電路2.4.1下位機漢字顯示的仿真下位機的仿真電路，沒有涉及到上位機向下位機傳輸數據的部分，可以將字模信息直接放到程序中，燒錄到單片機中。進行這部分仿真的目的是確認漢字的顯示原理，圖2-2是這部分的硬件仿真電路圖。圖2-2 部分硬件仿真圖2.4.2 eeprom外擴存儲

25、器讀寫的仿真上位機向模擬下位機傳送數據，并存入24c32，然后通過p2口連接的發(fā)光二極管顯示出這個字節(jié)的數據，圖2-3為電路效果圖，寫入一個8字節(jié)數據，然后將其讀出，由p2口輸出，八位二進制數據為“01100110”。圖2-3 24c32讀寫仿真圖2.4.3下位機接收上位機傳輸數據的仿真下位機接收上位機傳送的數據必定是在同一臺電腦上完成的，進行的類似內部信息的傳送，因此，需要在電腦上安裝虛擬串口，讓proteus仿真時識別的是虛擬串口，圖2-4是虛擬串口仿真軟件，此圖顯示的com1與com2已經連接上，即圖2-5電腦的設備管理器所示。圖2-4 虛擬串口仿真軟件界面圖2-5 設備管理器串口顯示圖

26、proteus仿真軟件提供了一個數據接收的顯示儀器，通過它可以觀察到上位機下傳的數據信息。只需將單片機的數據線(rxd)與該仿真儀器的rxd端相連即可。圖2-6是本部分的仿真電路圖。圖2-6 下位機接收數據仿真電路圖2.5調試過程1問題：電路按原理圖連接完整，此時該系統(tǒng)的行驅動部分用到了tip127大功率放大管，放大電流，以便同時驅動8塊88led點陣屏的行。而在仿真時tip127的輸出端（集電極）顯示卻為灰色。解決方法：經過查閱，proteus中的輸入輸出端顯示的狀態(tài)用紅色、藍色、灰色、黃色四種顏色來表示，紅色代表高電平，藍色代表低電平，灰色代表沒有電平或者不穩(wěn)定，黃色代表短路。因此初步判定

27、tip127的輸出不穩(wěn)定，使電路處于暫停狀態(tài)，用proteus中的仿真數字電壓表測74ls138譯碼器的輸出端電壓為5v，電流不用測，便可推斷仿真電路中譯碼器的輸出電流可以驅動足夠多的led點陣屏，不用再次放大。去掉電路中的tip127，將74ls138譯碼器的輸出端與led點陣屏直接相連，運行電路，出現了預期的效果。2問題：proteus中的默認電源為vcc=5v，gnd=0，當我們要使用其它電壓值時該如何設置？解決方法：點擊菜單欄的design下拉菜單的configure power rails選項，打開后如圖2-72-9所示。圖2-7注意：name可以隨意改變，voltage值才是電壓值

28、。圖2-8圖2-93問題：proteus中電解電容正負極的判斷解決方法：通用電解電容(cap-elec)的正負極，如圖2-10所示。圖2-10當不知道元件的正負時，可以通過以下方法來分辨出元件的正負極，如圖2-11所示。(1)把元件放到工作區(qū)中，右擊元件，選擇decompose。(2)雙擊元件的一個引腳，在pin name 中可以看出正負極了。圖2-114問題：下載仿真時，文件夾內會生成一個pwi格式的文件，一旦有了這個文件，下次仿真時，proteus的仿真電路打不開，甚至在仿真階段會出現軟件崩潰。解決方法：由于在第一次仿真后就發(fā)現生成了pwi格式的文件，猜測應該是它的問題，刪除后，可以正常打

29、開仿真電路，但仍不知道這個是什么文件，經過上網查閱有人說pwi的文件與crack序列號有關，通過hex文件，查看是關于sch的一些設置參數和圖紙的size。3 硬件部分3.1單片機簡介單片機誕生于20世紀70年代末，經歷了scm、mcu、soc三大階段。單片機作為微型計算機的一個重要分支，應用面很廣，發(fā)展很快。自單片機誕生至今，已發(fā)展為上百種系列的近千個機種。目前，單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展趨勢將是進一步向著cmos化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內裝化等幾個方面發(fā)展。3.1.1單片機的發(fā)展及應用單片機是為了滿足工業(yè)控制的需要而誕生的，是自動控制系統(tǒng)的核心，因而主要

30、應用于工業(yè)控制、智能儀器儀表、家用電器中。1975年美國德克斯儀器公司研制成第一片單片機至今，單片機有了飛速的發(fā)展，它體積小，個性突出，價格低的特點極大增強它在各領域應用范圍。如果將8位單片機為起點，它的發(fā)展過程可分為以下幾個階段：第一階段(1976-1978)：單片機的探索階段。以intel公司的mcs 48為代表。mcs 48的推出是在工控領域的探索，參與這一探索的公司還有motorola 、zilog等，都取得了滿意的效果。這就是scm的誕生年代，“單機片”一詞即由此而來。第二階段(1978-1982)：單片機的完善階段。intel公司在mcs 48 基礎上推出了完善的、典型的單片機系列

31、mcs 51。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系結構。(1)完善的外部總線。mcs-51設置了經典的8位單片機的總線結構，包括8位數據總線、16位地址總線、控制總線及具有很多機通信功能的串行通信接口。(2)cpu外圍功能單元的集中管理模式。(3)體現工控特性的位地址空間及位操作方式。(4)指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。第三階段(1982-1990)：8位單片機的鞏固發(fā)展及16位單片機的推出階段，也是單片機向微控制器發(fā)展的階段。intel公司推出的mcs 96系列單片機，將一些用于測控系統(tǒng)的模數轉換器、程序運行監(jiān)視器、脈寬調制器等納入片中，體現了單片機的

32、微控制器特征。隨著mcs 51系列的廣應用，許多電氣廠商競相使用80c51為內核，將許多測控系統(tǒng)中使用的電路技術、接口技術、多通道a/d轉換部件、可靠性技術等應用到單片機中，增強了外圍電路路功能，強化了智能控制的特征。第四階段（1990年以后）：微控制器的全面發(fā)展，出現了高速、大尋址范圍、強運算能力的8位、16位、32位通用型單片機，以及小型廉價的專用型單片機。3.1.2單片機的應用目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能ic卡，民用豪華轎車

33、的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。3.1.3單片機的開發(fā)平臺單片機的應用首先要考慮的是它的開發(fā)平臺，也即我們常說的開發(fā)環(huán)境。由于intel公司的mcs-51系列較早進入我國，事實上已形成了工業(yè)標準，mcs-51的單片機應用場合隨處可見，它的軟件資源相當豐富，硬件的支持也很完善，價廉物美的開發(fā)器材隨處可取。國內的大部分單片機開發(fā)工程技術人員還是普遍使用匯編語言編寫程序。匯編語言有其缺陷

34、性，但它編寫的代碼最小，最直接，效率也最高，所以還深得用戶接受。但是，它有著固有的缺陷，必須十分了解所用單片機的硬件結構，程序編寫困難，代碼難以理解，不易于識讀，難于移植，排錯困難，編寫程序花的時間相當多，調試不便等等。隨著國內單片機開發(fā)環(huán)境的完善，開發(fā)技術水平不斷提高，現在已有相當的開發(fā)器材支持高級語言的使用和調試，為單片機的開發(fā)應用提供了更好的物質條件。高級語言（如c語言）具有開發(fā)周期短，易于識讀，容易移植，也便于初學著掌握。誠然，高級語言也有它不足之處，就是高級語言產生的代碼過長，對于早期單片機不大的rom來說，可是非常突出的矛盾，另外它的運行速度太慢，對于本來主頻不高的單片機是致命的弱

35、點。但現在這方面的研制工作也取得了較大的進展，高級語言的弱點也已被較大的克服，像mcs-51上的c語言的代碼長度，如果未加上人工優(yōu)化條件，也可做到最優(yōu)匯編程序水平的120%150%，這也相當可觀了?？梢哉f相當于中等匯編程序員的水平。 c語言是可以在高級計算機、個人電腦(pc)和單片機使用的唯一一種高級語言，現在很多類型的單片機已經具備了c語言編譯軟件和實時多任務操作系統(tǒng)。c語言功能十分強大，可以塑造一種良好的開發(fā)環(huán)境，在一種單片上編制的程序比較容易移植到另一種單片機上。 隨著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，keil軟件是目前最流

36、行開發(fā)mcs-51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持keil即可看出。keil提供了包括c編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境(uvision)將這些部分組合在一起。即使不使用c語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍。運行keil軟件需要pentium或以上的cpu，16mb或更多ram，20m以上空閑的硬盤空間，win98、nt、win2000、winxp等操作系統(tǒng)。3.2控制部分3.2.1芯片簡介1stc89c52rcstc89c52rc是一種帶8k字節(jié)閃爍可編

37、程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能的8位微處理器，該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術制造的，與工業(yè)標準的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。stc89c52rc引腳圖如圖3-1所示。1234p1.0s t c 8 9 c 5 2 r c5678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940p1.1p1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7rstrxd/p3.0txd/p3.1/int0/p3.2/int1/p3.3t0/p3.4t1/p3.5wr/p3.6rd/p3.7xtal2xtal1vssp

38、0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7vcc/eaale/psenp2.7p2.6p2.5p2.4p2.3p2.2p2.1p2.0圖3-1 stc89c52rc引腳圖stc89c52rc具體介紹如下：(1)主電源引腳（2根）vcc(pin40)：電源輸入，接+5v電源gnd(pin20)：接地線(2)外接晶振引腳（2根）xtal1(pin19)：片內振蕩電路的輸入端xtal2(pin20)：片內震蕩電路的輸出端(3)控制引腳（4根）rst/vpp(pin9)：復位引腳，引腳上出現2個機器周期的高電平將使單片機復位。psen(pin29)：外部存儲器讀選通信號ea/vpp

39、(pin31)：程序存儲器的內外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內部程序存儲器讀指令。(4)可編程輸入/輸出引腳（32根）stc89c52rc單片機有4組8位的可編程i/o口，分別為p0、p1、p2、p3口，每個口有8位（8根引腳），共32根。p0口(pin39pin32)：8位雙向i/o口線，名稱為p0.0p0.7p1口(pin1pin8)：8位準雙向i/o口線，名稱為p1.0p1.7p0口(pin21pin28)：8位準雙向i/o口線，名稱為p2.0p2.7p0口(pin10pin17)：8位準雙向i/o口線，名稱為p3.0p3.7stc89c52rc主要功能如下表

40、3-1所示。表3-1 stc89c52功能表主要功能特性兼容mcs51指令系統(tǒng)32個雙向i/o口3個16位可編程定時/計數器中斷2個串行中斷2個外部中斷源2個讀寫中斷口線低功耗空閑和掉電模式8k可反復擦寫flash rom2568bit內部ram時鐘頻率0-24mhz可編程uart串行通道共6個中斷源3級加密位軟件設置睡眠和喚醒功能2max232max232芯片是美信公司專門為電腦的rs-232標準串口設計的單電源電平轉換芯片，使用+5v單電源供電。max232引腳圖如圖3-2所示。1234c1+max2325678910111213141516v+c1-c2+c2-v-t2outr2ingn

41、dt1outr1inr1outt1int2inr2outvcc圖3-2 max232引腳圖max232具體介紹如下：(1)主電源引腳（2根）vcc(pin16)：電源輸入，接+5v電源gnd(pin15)：接地線(2)電荷泵電路引腳（6根）由1、2、3、4、5、6腳和四只電容構成，功能是產生+12v和-12v兩個電源，提供給rs-232串口電平的需要。(3)數據轉換通道引腳（8根）第一數據通道：r1in(pin13)、r1out(pin12)、t1in(pin11)、t1out(pin14)第二數據通道：r2in(pin8)、r2out(pin9)、t2in(pin10)、t2out(pin7

42、)ttl/cmos數據從t1in、t2in輸入轉換成rs-232數據從t1out、t2out送到電腦db9插頭；db9插頭的rs-232數據從r1in、r2in輸入轉換成ttl/cmos數據后從r1out、r2out輸出。3eeprom(24c32)eeprom是電可擦可編程只讀存儲器，一種掉電后數據不丟失的存儲芯片。 eeprom 可以在電腦上或專用設備上擦除已有信息，重新編程。一般用在即插即用。24c32引腳圖如圖3-3所示。12345678a0a1a2vssvccwpsclsda24c32圖3-3 24c32引腳圖24c32具體介紹：(1)主電源引腳（2根）vcc(pin8)：電源輸入，

43、接+1.86.0v工作電壓vss(pin4)：接地線:(2)器件地址選擇（3根）a0(pin1)、a1(pin2)、a2(pin3)，若多個24c32級聯時作為器件地址選擇，最多接8個，若只用一個24c32一般都接地。(3)串行通信控制端（3根）sda(pin8)：串行數據/地址端，輸入數據或讀取數據時要先傳輸地址，再傳輸數據scl(pin6)：串行時鐘wp(pin7)：wp接高電平時只可以讀取數據，接低電平時可讀可寫3.2.2硬件電路1 仿真電路圖如圖3-4所示。圖3-4 控制部分仿真電路圖2硬件實物如圖3-5所示。圖3-5 控制部分硬件實物圖3.2.3電路說明stc89c52rc單片機晶振

44、用的是12mhz，因此機器周期為t=12/f=1s(f=12mh z)。單片機的第九腳(rst)是復位腳，由輕觸開關控制復位。第31腳(/en)是用來控制片內外程序存儲器，/en=1時，單片機訪問片內程序存儲器，但若地址值超過0fffh時，單片機將自動訪問外部存儲器；/en=0時，訪問外部程序存儲器。單片機的第2腳(p1.1)控制24c32的讀寫，第3腳(p1.2)與24c32的時鐘信號引腳(scl)輸入端連接，第4腳(p1.3)與24c32的數據通信引腳(sda)連接，24c32的1、2、3腳(a0、a1、a2)是器件地址選擇端，這里只用一個24c32芯片，因此全部接地。單片機的第2125腳

45、(p2.0p2.4)連接到74hc138譯碼器，用兩塊74hc138完成4-16譯碼，控制led點陣顯示屏的行。第26腳(p2.5)連接到74hc595的第12腳(st_cp)，控制存儲寄存器的時鐘輸入。第28腳(p2.7)接了一個led燈，其指示作用。第10腳(rxd)連接到74hc595的第14腳(ds)，通過此腳將串行數據輸入到74hc595中。第11腳(txd)連接到74hc595的第11腳(sh_cp)，控制74hc595移位寄存器的時鐘輸入。3.2.4調試過程1問題：hex格式的文件不能下載到stc單片機，使用的燒錄軟件為stc_isp_v486.exe。解決方法：由于程序下載部分

46、的硬件電路比較簡單，逐一檢查發(fā)現max232芯片沒有接地，連接好后下載通過。2問題：led漢字點陣屏漢字顯示方式如何改變。解決辦法：由于在設計電路時留有一個輕觸開關，加上一個小電阻，并與單片機的p3.2口（i/o口第二功能，外部中斷0）相連，用中斷來控制顯示方式的改變。3.3顯示屏部分3.3.1芯片簡介174hc13874ls138是一款高速cmos器件，74ls138引腳兼容低功耗肖特基ttl(lst tl)系列。74ls138譯碼器可接受3位二進制加權地址輸入(a0， a1和a2)，并當使能時，提供8個互斥的低有效輸出(y0至y7)。74hc138特有3個使能輸入端：兩個低有效(e1和e2

47、)和一個高有效(e3)。除非e1和e2置低且e3置高，否則74ls138將保持所有輸出為高。利用這種復合使能特性連接成本系統(tǒng)需要的4-16譯碼器。74ls138引腳圖如圖3-6所示。1234a074ls1385678910111213141516a1a2/e1/e2e3/y7gnd/y0/y1/y2/y3/y4/y5/y6vcc圖3-6 74ls138引腳圖74ls138具體介紹：(1)主電源引腳（2根）vcc(pin16)：電源輸入，接+5v工作電壓vss(pin8)：接地線(2)使能控制輸入引腳（3根）只有/e1(pin4)和/e2(pin5)置低且e3(pin6)置高時，才能保證74hc

48、138譯碼器的低有效輸出，否則輸出為高。(3)二進制加權地址輸入引腳（3根）a0(pin1)、a1(pin2)、a2(pin3)組成譯碼器的三位輸入，從而選擇低有效的輸出端。(4)輸出引腳（8根）y0y7(pin7、pin9pin15)低電平有效輸出，譯碼后只有一腳輸出為低電平，其它都為高電平。274hc59574hc595是硅結構的cmos器件， 兼容低電壓ttl電路，遵守jedec標準。74hc595是具有8位移位寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能。 移位寄存器和存儲器是分別的時鐘。 數據在shcp的上升沿輸入，在stcp的上升沿進入到存儲寄存器中去。如果兩個時鐘連在一起，則移位寄存器總是比

49、存儲寄存器早一個脈沖。 移位寄存器有一個串行移位輸入(ds)，和一個串行輸出(q7)和一個異步的低電平復位，存儲寄存器有一個并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當使能oe時（為低電平），存儲寄存器的數據輸出到總線。74hc595引腳圖如圖3-7所示。1234q174hc5955678910111213141516q2q3q4q5q6q7gndq0ds/oest_cpsh_cp/mrq7vcc圖3-7 74hc595引腳圖74hc595具體介紹：(1)主電源引腳（2根）vcc(pin16)：電源輸入，接+5v工作電壓vss(pin8)：接地線(2)時鐘信號輸入端（2根）數據在sh_cp(pin11)

50、的上升沿輸入，在st_cp(pin12)的上升沿進入到存儲寄存器中去。如果兩個時鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲寄存器早一個脈沖。(3)控制端（2根）存儲寄存器有一個并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當使能/oe(pin13)時（為低電平），存儲寄存器的數據輸出到總線。/mr用于主復位，低電平有效。 (4)輸入輸出端（10根）移位寄存器有一個串行移位輸入ds(pin14)，和一個串行輸出q7(pin9)和一個異步的低電平復位，存儲寄存器有一個并行8位的輸出端，具備三態(tài)的總線輸出，當使能/oe時，存儲寄存器的數據輸出到總線。 388led點陣顯示屏led點陣顯示屏，又叫電子顯示屏或者飄字屏幕。是

51、由led點陣組成，通過紅色燈珠的亮滅來顯示文字，內容可以隨時更換。中小尺寸的led信息顯示屏大多采用88led點陣模塊拼接而成。設計中使用的1588ad-24單色（紅色）點陣模塊的外形尺寸，其內部電路接線及引腳排列如圖3-8所示。led點陣顯示屏引腳圖。l1l2l3l4r1r2r3r4r5r6r7r81588ab-24led 8*8l8l7l6l5r8固定固定l1l2l3l4r1r2r3r4r5r6r7r81588ab-24led 8*8注：l代表行，r代表列（點陣面看）圖3-8 led點陣顯示屏引腳圖led點陣顯示屏具體介紹：(1)行列輸入引腳（16根）l1l8為行輸入，r1r8為列輸入，行

52、輸入為高且列輸入為低點亮相應的燈珠。(2)固定端（2根）1588ad-24 88led點陣屏設置了兩個固定引腳，其穩(wěn)定作用。led點陣顯示屏內部電路接線圖如圖3-9所示。圖3-9 led點陣顯示屏內部接線圖led點陣顯示屏的特點：(1)屏幕尺寸可大可小。最大可以做到300平米。(2)視角大。室內屏視角大于60，室外屏視角大于25。(3)視距可通過選擇不同直徑與不同點距的產品來調整，小道幾十厘米，大到幾百米均可滿足要求，目前最小直徑可做到1毫米。(4)組態(tài)靈活。簡單到數碼顯示，復雜到全彩色視屏，有不同種類的產品可以滿足要求，室內外都有相應的產品。(5)易與計算機接口，支持軟件豐富。led信息顯示

53、屏的分類方式：根據應用場所的不同，可將led信息顯示屏分為室內與室外兩種。(1)室內屏主要用于室內，在制作工藝上首先是把發(fā)光晶粒作成點陣模塊，再由模塊拼接成一定尺寸的顯示單元板，根據用戶需求，以顯示單元板為基本單元拼接成用戶所需要的尺寸。(2)戶外屏主要用于室外，在制作工藝上首先是把發(fā)光晶粒封裝成單個的發(fā)光二極管，稱之為單燈。用于制作戶外屏的單燈一般都采用具有聚光作用的反光杯來提高亮度，再由多只led單燈封裝成單只像素管，而由像素管組成點陣式的顯示單元箱體，根據用戶需要及顯示應用場所，以一個顯示單元箱體為基本單元組成所需要的尺寸。箱體在設計上應密封，以達到防水防霧的目的，使之適應戶外環(huán)境。根據

54、像素點的大小，戶外屏分為1111、1919和2626等規(guī)格。根據所采用的led的顏色，可將led信息顯示屏分為單色、雙基色和全彩色3種。(1)單色每個像素點只有一種顏色，多數用紅色，因為紅色的發(fā)光效率較高，可以獲得較高的亮度。也可以用綠色，還可以是混色，即一部分用紅色，一部分用綠色，一部分用黃色。(2)雙基色每個像素點有紅綠兩種基色，可以疊加出黃色，在有灰度控制的情況下，通過紅綠不同灰度的變化，可以組合出多種顏色。(3)全彩色全彩色也稱三基色，每個像素點有紅綠藍3種基色，在有灰度控制的情況下，通過紅綠藍不同灰度的變化，可以很好的還原自然界的色彩。根據屏幕所具有的功能，可將led信息顯示屏分為條

55、屏、圖文屏、視屏以及數碼屏4種。(1)條屏這類顯示屏主要用于顯示文字，它本身自帶1616或2424點陣字庫，可獨立工作。通過與計算機聯機以更新顯示內容，也可設計為用遙控器輸入漢字。它最大的優(yōu)點是可以脫機工作，缺點是顯示的字形字體單一。因為這類屏幕多做成條形，故稱為條屏。(2)圖文屏這類顯示屏主要用于顯示文字和圖形，一般無灰度控制，它通過與計算機通信輸入信息。與條屏相比，圖文屏的優(yōu)點是顯示的字形字體豐富，并可顯示圖形，缺點是脫機工作時存儲的信息少。與視屏相比，圖文屏最大的優(yōu)點是一臺計算機可以控制多塊屏。(3)視屏這類顯示屏屏幕像元與控制計算機監(jiān)視器像元呈一對一的映射關系，有灰度控制，所以其表現也極為豐富，配置多媒體卡，視屏還可以播放視頻信號。視頻最大的優(yōu)點是開放性好，最大的缺點是不能脫機工作。(4)數碼屏數碼屏是最廉價的led顯示