基于單片機的LED電子顯示屏控制系統(tǒng)設計

1、本科畢業(yè)設計論文題目：基于單片機的LED電子顯示屏控制系統(tǒng)設計姓 名：XXX學 號：XXX系（部）：XXX專 業(yè)：XXX班 級：XXX指導教師：XXX完成時間：2013年 4 月邢臺學院2013屆本科生畢業(yè)設計摘 要單片機自20世紀70年代問世以來，以極其高的性能價格比受到人們的重視和關(guān)注，從此得到了廣泛的應用，同時取得了飛速發(fā)展。隨著科技的飛速迅猛發(fā)展，也帶動傳統(tǒng)控制及LED顯示技術(shù)日新月異的更新。大型LED點陣廣告牌與傳統(tǒng)的廣告宣傳緊密結(jié)合成為新的媒體宣傳工具，廣泛應用于展覽中心、金融市場、醫(yī)院、體育場館、機場、碼頭、車站、街道、高速公路等諸多公共場所的信息顯示和廣告宣傳。本文提出了一種實

2、現(xiàn)單片機控制LED點陣顯示屏的簡單方案，初步介紹了單片機的基本結(jié)構(gòu)以及LED的發(fā)光原理和特點，著重闡述了單片機的程序設計方法與LED點陣顯示系統(tǒng)的工作原理，主要運用C語言編寫源程序，并利用Proteus軟件進行仿真，設計出了一個基于80C51單片機的8×8 LED點陣的顯示屏，能夠?qū)崿F(xiàn)“XINGTAI UNIVERSITY”字樣的滾動顯示。關(guān)鍵字：單片機；LED；顯示系統(tǒng)AbstractMicrocontroller since its introduction in the 1970s, to the extremely high performance and low cost

3、to people's attention and concern, from a wide range of applications, and at the same time have made rapid development. With the rapid development of rapid technological, but also led to the traditional control and LED display and technology update. Large LED dot matrix billboards and traditiona

4、l advertising is closely integrated into the new media propaganda tool, widely used in the exhibition center, financial markets, hospitals, stadiums, airports, docks, stations, streets, highways, and many other public places display and advertising. This paper presents a simple LED dot matrix displa

5、y program to achieve a single-chip control, the initial introduction of the basic structure of the microcontroller and LED light-emitting principle and characteristics, focusing on the works of MCU programming method with LED dot matrix display system primarily use the C language source code, and Pr

6、oteus software simulation, design a 8 × 8 LED dot matrix display based on the 80C51 microcontroller can achieve the words " XINGTAI UNIVERSITY " rolling display.Keywords: SCM; LED; Display SystemAlpha目 錄前言11 單片機簡要介紹11.1單片機的涵義及特點11.2 單片機的發(fā)展過程 11.3 80C51系列單片機的基本結(jié)構(gòu)21.4 80C51系列單片機的程序設計32

7、LED簡要介紹52.1 LED的發(fā)光原理52.2 LED的特點52.3 LED點陣原理63 Proteus使用方法介紹73.1 Proteus的功能介紹73.2 Proteus的特點73.3 Proteus原理圖繪制73.4 Proteus VSM仿真與分析74 LED顯示系統(tǒng)的設計方案84.1設計目標84.2整體電路84.3 硬件部分84.4 軟件部分124.5 仿真效果154.6印刷電路板（PCB）18結(jié)論18致謝19參考文獻20前 言LED全稱為“Light emitting diode”，是一種信息發(fā)布的重要載體。因其具有亮度高、功耗小、易于集成、驅(qū)動簡單等很多顯著優(yōu)點，被廣泛應用于醫(yī)

8、院、金融系統(tǒng)、運輸部門等社會各個領(lǐng)域。LED顯示屏發(fā)展較快，其無論在成本和生產(chǎn)的社會效益等方面都有其獨特的優(yōu)勢。本文初步介紹了有關(guān)單片機的基本結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)以及LED的發(fā)光原理和特點，重點闡述了單片機的程序設計方法與LED點陣原理，設計了一個由80C51單片機控制的8×8 LED點陣顯示，可滾動顯示“XINGTAI UNIVERSITY”字樣，并利用Proteus軟件進行仿真。1單片機簡要介紹1.1 單片機的涵義及特點在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計算機，即單片機。單片機體積小、控制功能強，其非凡的嵌入式應用形態(tài)對于滿足嵌入式應用需求具

9、有獨特的優(yōu)勢。目前，單片機應用技術(shù)已成為電子應用系統(tǒng)設計中最為常用的技術(shù)手段。單片機的特點:（1）集成度高，體積小，可靠性高單片機的功能集成在一個晶片上，高集成度，最小尺寸。該芯片本身是由工業(yè)測量和控制環(huán)境，內(nèi)部布線很短，其抗噪聲性能優(yōu)于一般的CPU。單片機程序指令，常數(shù)和表ROM固化不易破壞，在一個單芯片多信號通道，高可靠性。（2）控制功能為了滿足對象的控制要求，單片機的指令系統(tǒng)，他們是極其豐富：分支轉(zhuǎn)移能力，I / O端口的邏輯運算和位處理能力，適合特殊控制功能。（3）低電壓，低功耗，便攜式產(chǎn)品容易生產(chǎn)為了滿足廣泛應用于便攜式系統(tǒng)，單片機的工作電壓為1.8V至3.6V只，操作只有幾百微安電

10、流。（4）易于擴展該表擁有計算機的正常運行的必要組成部分。擴展總線和并行芯片，易形成規(guī)模的串行輸入/輸出引腳的計算機系統(tǒng)中的應用3。 1.2 單片機的發(fā)展過程單片機技術(shù)發(fā)展十分迅速，產(chǎn)品種類琳瑯滿目。我們縱觀整個單片機技術(shù)發(fā)展過程，可簡述為： 1971英特爾公司開發(fā)的世界上第一個4位微處理器；英特爾霍夫成功研制出世界上第一個4位微處理器芯片的英特爾4004，標志著第一代微處理器和微機時代開始。由于微處理器的發(fā)明，有英國經(jīng)濟學家雜志的一個“最有影響力的第二次世界大戰(zhàn)以來的七個科學家”。1971年11月，英特爾推出了監(jiān)控-4微機系統(tǒng)（包括4001的ROM芯片，4002的內(nèi)存芯片，4003個移位寄存

11、器芯片和單片機4004）4004含有2300個晶體管，尺寸3×4mm的計算性能遠超過一年的，最初售價為200美元。1972年4月，Hough等人開發(fā)的第一個8位微處理器英特爾8008。由于8008是一個P溝道MOS微處理器，因此仍屬于第一代微處理器。1973英特爾公司開發(fā)的一個8位微處理器8080；1973年8月，Hough等人，開發(fā)了一個8位微處理器英特爾8080，取代P溝道MOS電路，第二代微處理器就此誕生了。8080芯片的時鐘速度比8008在2MHz運行速度的10倍，使用64KB內(nèi)存，使用6000個晶體管的基礎上，6微米技術(shù)，處理速度0.64mips（百萬條指令每秒）。1975

12、年4月，MITS Altair 8800發(fā)布了第一個通用，售價為375美元，與1KB的記憶。這是世界上第一個微型計算機。1976年Intel公司研制出了MCS-48系列8位的單片機，這也是單片機的問世。Zilog公司于1976年開發(fā)的Z80微處理器，廣泛應用于微型計算機和工業(yè)自動控制設備。當時，Zilog、Motorola和Intel三家公司在微處理器的領(lǐng)域三足鼎立。20世紀80年代初，英特爾公司在MCS-48系列單片機的基礎上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機。MCS-51系列的單片機無論是片內(nèi)的RAM容量，I/O口功能，系統(tǒng)擴展的方面都有了大的提高4。1.3 80C51系列單片機的基本

13、結(jié)構(gòu)80C51基本型單片機的組成如圖1-1所示。圖中，與并行口P3復用的引腳有：串行口輸入和輸出引腳RXD和TXD；外部中斷輸入引腳和；外部計數(shù)輸入引腳T0和T1；外部數(shù)據(jù)存儲器寫和讀控制信號和。由圖1-1可見，80C51單片機基本型包含：（1）CPU系統(tǒng)：8位CPU，含布爾處理器； 時鐘電路； 總線控制。（2）存儲器系統(tǒng)：4K字節(jié)程序存儲器（ROM/EPROM/Flash,可再外擴64K）； 128字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器（RAM,可再外擴64K）； 特殊功能寄存器SFR。圖1-1 80C51基本型單片機的組成（3）I/O口和其他功能單元：4個并行I/O口；2個16位定時/計數(shù)器；1個全雙工異步串行口

14、（UART）；中斷系統(tǒng)（5個中斷源、2個優(yōu)先級）1。1.4 80C51系列單片機的程序設計單片機應用系統(tǒng)的程序設計，不僅可以采用匯編語言完成，也可以采用C語言實現(xiàn)。匯編語言對單片機內(nèi)部資源操作直接、簡潔，代碼緊湊。但是當系統(tǒng)的規(guī)模較大時，設計人員更傾向于采用C語言進行程序設計。這是因為C語言具有良好的可讀性、可移植性和基本的硬件操作能力?，F(xiàn)在有多種可以對80C51單片機進行操作的C語言，它們通常統(tǒng)稱為C51。采用C51進行單片機應用程序設計，編譯器能自動完成變量存儲單元的分配，編程者可以專注于應用系統(tǒng)的邏輯思想；對常用功能模塊和算法編制相應的函數(shù)，也可以方便地進行算法和應用程序的移植。C51程

15、序由一個或多個函數(shù)構(gòu)成，其中至少應包含一個主函數(shù)main。程序從主函數(shù)開始執(zhí)行，調(diào)用其他函數(shù)后又返回主函數(shù)，被調(diào)用函數(shù)如果位于主調(diào)函數(shù)前面，可以直接調(diào)用，否則應該先說明后調(diào)用。被調(diào)用的函數(shù)可以是用戶自編的函數(shù)，或者是C51編譯器提供的庫函數(shù)。典型示例如下：#include<reg52.h>#include<stdio.h>void delayms(unsigned);void main(void) unsigned char i; P1=0x01; do for(i=0;i<=7;i+) delayms(5000); P1=P1<<1; if(P1=0

16、x0) P1=0x01; while(1); unsigned char j; while (x-) for(j=0;j<123;j+) ; C51的程序結(jié)構(gòu)可分為順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。因為順序結(jié)構(gòu)比較簡單，這里只對選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)進行簡單介紹。（1）選擇結(jié)構(gòu)在C51中，選擇語句有條件語句和開關(guān)語句兩種,這里只介紹條件語句。條件語句，由關(guān)鍵詞字if構(gòu)成。有3種條件語句，這里只講述其中一種：if (條件表達式) 語句若條件表達式的結(jié)果為真（非0值），則執(zhí)行后面的語句；反之若條件表達式的結(jié)果為假（0值），則不執(zhí)行后面的語句。（2）循環(huán)結(jié)構(gòu)在C51程序中，實現(xiàn)循環(huán)的方法有4種，這里主

17、要講述其中兩種：1）do-while語句 一般形式為：do 語句 while (條件表達式); 該結(jié)構(gòu)的特點是先執(zhí)行給定的循環(huán)語句，然后在檢查條件表達式的結(jié)果。當條件表達式的值為真（非0值），則重復執(zhí)行循環(huán)體語句，直到條件表達式的值變?yōu)榧伲?值）時為止。對于此種結(jié)構(gòu)，在任何條件下，循環(huán)體語句至少會被執(zhí)行一次。2）for語句一般形式為：for(初值表達式;條件表達式;更新表達式) 語句該語句執(zhí)行時，先計算初值表達式，作為循環(huán)控制變量的初值，再檢查條件表達式的結(jié)果，當滿足條件時就執(zhí)行循環(huán)語句并計算更新表達式，然后再根據(jù)更新表達式的計算結(jié)果來判斷循環(huán)條件是否滿足，一直進行到循環(huán)條件表達式的結(jié)果為假（

18、0值）時退出循環(huán)體1，5-10。2 LED簡要介紹2.1 LED的發(fā)光原理LED（Light Emitting Diode），也叫發(fā)光二級管，是一種固態(tài)的半導體器件，它能夠直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED的核心部分由P型半導體和N型半導體而組成的晶片。在P型半導體，空穴的數(shù)量比自由電子的數(shù)量大得多，多數(shù)載流子為空穴，少數(shù)載流子是自由電子；在N型半導體，自由電子的數(shù)量比孔學的數(shù)量大的多，載體中大多數(shù)為自由電子，少數(shù)載流子為空穴。半導體的它們之間的連接將是一個“P-N結(jié)”。當它兩端加上正向電壓時，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)的電子空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，半導體晶體會發(fā)出不同顏色的光，光電

19、流的強度與電流息息相關(guān)，這是LED發(fā)光原理。光的波長（顏色），是由物質(zhì)形成P-N結(jié)的材料來確定的11。2.2 LED的特點 LED的內(nèi)在諸多特征決定了其具有的很多優(yōu)點，例如： （1）體積較小：LED大體上是一塊被封裝在環(huán)氧樹脂里面的非常小的晶片，所以它特別小，而且重量非常 輕。 （2）耗電量較低：LED的耗電很低，直流驅(qū)動，超低功耗，它轉(zhuǎn)換的電光功率大約為30%。通常LED的工作電壓為23.6V，工作電流為0.020.03A，也就是說，同等的照明效果比傳統(tǒng)的光源節(jié)能約80%，它所消耗掉的電能不能超過0.1W。 （3）壽命長：許多人稱LED燈光源是長壽燈。LED是固體冷光源，不存在燈絲，環(huán)氧樹脂

20、，燈體內(nèi)沒有松動的部分，一般不燃燒，熱沉積，光線漸暗等缺陷，在適當?shù)碾妷汉碗娏飨?，壽命可達60000-100000小時，比傳統(tǒng)光源的壽命大10倍之上。（4）高亮度，低熱量：使用LED冷光源技術(shù)，比普通燈泡具有更少的熱量。（5）環(huán)保：LED是由無毒材料制成的，不像熒光燈含有水銀會造成污染，并可以循環(huán)利用。在它的光普中沒有紅外和紫外光譜，這意味著不產(chǎn)生熱量，也不會產(chǎn)生輻射，冷光源，可以安全的觸摸，是典型的綠色照明的光源。（6）耐用堅固：作為LED完全封裝在環(huán)氧樹脂內(nèi)，所以比燈泡和熒光燈管應是堅固的。因為燈體內(nèi)也沒有松動的部分，所以LED不容易損壞。（7）多變化：LED光源可利用紅，綠，藍顏色三基色

21、理論，在計算機技術(shù)的控制，使三種顏色具有256級灰度和混合用任何方法可以產(chǎn)生256×256×256 = 16777216種顏色，形成不同的光的顏色組合有很多，可以實現(xiàn)各種圖像顯示以及各種影響的動態(tài)變化。（8）最先進的技術(shù)：與傳統(tǒng)光源單調(diào)的輝光相比，LED照明光源是電壓較低的微電子產(chǎn)品，融合了計算機技術(shù)，圖像處理技術(shù)，網(wǎng)絡通信技術(shù)，嵌入式控制技術(shù)等，它也是數(shù)字信息產(chǎn)品的在線編程的、靈活的、無限的可擴展性的特點12。 2.3 LED點陣原理8×8點陣LED外觀及引腳如圖2-1所示：圖2-1 8×8點陣LED外觀及引腳圖從圖2-2中可以看出，8×8點

22、陣總共由64個發(fā)光二極管組成，而且它的每個發(fā)光二極管置于行線和列線的交叉點上，對應于所設置的水平線，一列設置為0電平，則相應的二極管就會發(fā)光光；要顯示圖形或字體時，只要考慮它的顯示方式。可編程控制各顯示點對應的LED的陽極和陰極端的電平，可以有效地控制顯示燈。因此，要實現(xiàn)一根柱形的亮法，對應的一列為一根豎柱，或?qū)囊恍袨橐桓鶛M柱，因此實現(xiàn)柱的亮的方法如下所述：一根豎柱：對應的列置0，而行則采用掃描的方法來實現(xiàn)。一根橫柱：對應的行置1，而列則采用掃描的方法來實現(xiàn)。在此，以8×8 LED點陣對LED點陣顯示模塊進行掃描的方法進行一下詳細的介紹：（1）水平方向掃描，即逐列掃描的方式（簡稱

23、列掃描方式）：此時用一個P口輸出列碼，決定哪一列能亮（相當于位碼），再用另一個P口輸出行碼（列數(shù)據(jù)），決定該列上哪個LED亮（相當于段碼）。能亮的列從左到右掃描完8列（相當于位碼循環(huán)移動8次）即能顯示出一個完整的圖像。（2）豎直方向掃描，即逐行掃描的方式（簡稱行掃描方式）：此時用一個P口輸出行圖2-2 8×8點陣LED等效電路碼，決定哪一行能亮（相當于位碼），再另一個P口輸出列碼（行數(shù)據(jù)，行數(shù)據(jù)為將列數(shù)據(jù)的點陣旋轉(zhuǎn)90度的數(shù)據(jù)），決定該行上哪些LED燈亮（相當于段碼）。能亮的行從上向下掃描完8行（相當于位碼循環(huán)移動8次）即能顯示一個完整的圖像11-13。3 Proteus使用方法介紹

24、Proteus嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺開發(fā)是由Labcenter electronics公司進行的，它包括ISIS/ARES等的軟件模塊，ARES模塊主要用于完成PCB（印刷電路板）的設計，ISIS模塊用來完成電路原理圖的布局和仿真?；赩SM技術(shù)Proteus軟件仿真，它與其他軟件最大的不同也是最大的優(yōu)勢是，它可以模擬大量的單芯片，如MCS-51系列，PIC系列等，以及單片機外圍電路，如鍵盤，LED，LCD等。它可以是各種處理器的實時仿真，調(diào)試和EDA工具測試，真的可以在沒有目標樣機時調(diào)試系統(tǒng)、測試和驗證，具有較強的科學和技術(shù)代表性。本設計采用的是Proteus 7.4版本。3.1 Proteus

25、的功能介紹Proteus具有智能原理布圖、混合電路仿真與精確分析、單片機軟件調(diào)試、單片機與外圍電路的協(xié)同仿真、PCB自動布局與布線等全部的功能。3.2 Proteus的特點（1）實現(xiàn)了單片機仿真與SPICE電路仿真相結(jié)合（2）支持主流單片機系統(tǒng)的仿真（3）提供軟件調(diào)試的功能（4）具有強大的原理圖繪制功能（5）PCB設計以及自動布線14-163.3 Proteus原理圖繪制電路原理圖的設計方法和步驟：創(chuàng)建一個新的設計文件設置工作環(huán)境提取元器件在原理圖中放置元器件編輯元器件繪制原理圖建立網(wǎng)絡表對原理圖進行電氣規(guī)則檢測存盤及輸出報表。3.4 Proteus VSM仿真與分析原理圖輸入建立源代碼文件（

26、選擇代碼生成工具，建立新的源代碼文件，源文件命名）源代碼文件與單片機連接（源代碼編輯，源代碼匯編編譯，程序加載到CPU）交互式仿真(可實時顯示系統(tǒng)輸出結(jié)果，元器件引腳電平)。4 LED顯示系統(tǒng)的設計方案4.1 設計目標設計一個基于80C51單片機的8×8 LED點陣顯示屏，實現(xiàn)“XINGTAI UNIVERSITY”字樣的滾動顯示。4.2 整體電路對于整體電路，因為80C51單片機P0口設計成了開漏極的結(jié)構(gòu),所以需要在P0口加上拉電阻。4.3 硬件部分4.3.1 80C51單片機引腳功能80C51系列中，用CHMOS工藝制造的單片機都采用雙列直插式DIP40腳封裝引腳信號完全相同，其

27、引腳圖如圖4-2所示。各引腳功能簡述如下：（1）電源及時鐘引腳（4個） ·VCC，電源引腳；·VSS，接地引腳。·XTAL1，內(nèi)部振蕩電路反相放大器輸入端，是外接晶振的一個引腳。當采用外部振蕩器時，此引腳接地。圖4-1 整體電路圖4-2 80C51單片機引腳圖·XTAL2，內(nèi)部振蕩器的反相放大器輸出端，是外接晶振的另一個引腳。當采用外部振蕩器時，此引腳接外部振蕩源。（2）控制線引腳（4個）·/VPP，內(nèi)外程序存儲器選擇引腳/片內(nèi)EPROM（或FlashROM）編程電壓輸入引腳。當 為低電平時，訪問外部程序存儲；當 為高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器

28、（PC值小于4K）。·RST/VPD，復位信號輸入引腳/備用電源輸入引腳。振蕩器工作時，該引腳上持續(xù)2個機器周期的高電平可實現(xiàn)復位操作。此引腳還可接上備用電源。在VCC掉電期間，由VPD向內(nèi)部RAM提供電源，以保持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)。 ·ALE/，地址鎖存允許的信號輸出引腳/編程脈沖輸入引腳。正常運行時，允許地址鎖存地址的低字節(jié)到外部鎖存器鎖存。ALE引腳定期在恒定頻率（振蕩器頻率的1 / 6）周期性的發(fā)出了一個正脈沖信號。因此，它可用于對外輸出的時鐘信號或者是用作定時。但是請注意，一個ALE脈沖每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過。（3）并行I/O引腳（32個，分成4個8位口）

29、 ·，外部程序存儲器讀選通信號輸出引腳。在從外部程序存儲器取指令或數(shù)據(jù)期間，在每個機器周期內(nèi)兩次有效。·P0.0P0.7，一般I/O口引腳或數(shù)據(jù)或低位的地址總線復用引腳。在外部存儲器訪問時實現(xiàn)分時操作，先用作地址總線，在ALE的信號處于下降沿，地址被鎖存；即用作為數(shù)據(jù)總線。它也可以用于雙向輸入/輸出口。P0口能驅(qū)動8個LSTTL負載。·P1.0P1.7，一般I/O口引腳。·P2.0P2.7，一般I/O口引腳或高位的地址總線引腳。·P3.0P3.7，一般I/O口引腳或第二功能引腳：P3.0RXD，串行口的輸入端；P3.1TXD，串行口的輸出端；P

30、3.2，外部中斷0中斷請求輸入端；P3.3，外部中斷1中斷請求輸入端；P3.4T0，定時器/計數(shù)器0外部輸入端；P3.5T1，定時器/計數(shù)器1外部輸入端；P3.6，外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號；P3.7，外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號1。4.3.2 復位電路圖4-3 復位電路當80C51的RST引腳加高電平復位信號（保持2個以上機器周期）時，單片機內(nèi)部就會執(zhí)行復位操作。當復位信號變?yōu)榈碗娖綍r，單片機開始執(zhí)行程序。在實際應用中，復位操作有兩種基本形式，一種是上電復位，另一種是上電與按鍵均有效的復位。如圖4-3所示為上電與復位均有效的復位。復位電路基本功能：系統(tǒng)上電的時候提供復位信號，到系統(tǒng)的功率穩(wěn)定性時，

31、復位信號即撤銷。為了穩(wěn)定可靠，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)過一定延時復位信號才會撤銷，也為了防止功率開關(guān)或電源插頭分-有限引起的抖動過程影響復位。單片機復位在可靠的復位后，從地址0000H開始執(zhí)行的應用程序1,14。4.3.3 晶體振蕩電路圖4-4 晶體振蕩電路80C51單片機的時鐘信號通常由兩種方式產(chǎn)生。一是外部時鐘方式，二是內(nèi)部時鐘方式。圖4-4所示的為內(nèi)部時鐘方式。只要在單片機的XTAL1和XTAL2引腳外接晶振即可。圖中，晶振X1與內(nèi)部電路相連就可以正常工作，電容器C1和C2的作用分別是穩(wěn)定頻率和快速起振，產(chǎn)生外接晶振標定頻率的震蕩頻率，提供給單片機內(nèi)部時序若用示波器測量晶振的兩腳，均可以看到正弦

32、波形。而在實際應用中通常采用外接晶振的內(nèi)部時鐘方式，晶振頻率高一些可以提高指令的執(zhí)行速度，但相應的功耗和噪聲也會隨之增加，在滿足系統(tǒng)功能的前提下，應選擇低一些的晶振頻率。當系統(tǒng)要與PC機通信時，應選擇11.0592MHz的晶振，這樣便于將比特率設定為標稱值。4.3.4最小系統(tǒng)電路圖4-5 最小系統(tǒng)電路時鐘電路與復位電路一起便組成了單片機的最小系統(tǒng)，圖4-5即為80C51單片機最小系統(tǒng)電路圖。4.4 軟件部分設計目標：“XINGTAI UNIVERSITY”的滾動顯示。設計分析：重點是英文字母的點陣顯示代碼的形成。如圖4-6所示，假設顯示為英文字母“X”。 1 2 3 4 5 6 7 8 00

33、84 CC 30 30 CC 84 00圖4-6 “X”代碼形成原理圖因此，形成“X”的列代碼為00H，84H，CCH，30H，30H，CCH，84H，00H只要把這些代碼分別送到相應的列線上面，即可實現(xiàn)“X”的顯示。同理，其他英文字母的顯示代碼可以由上可得。對于80C51單片機控制LED點陣的滾動顯示，其原理就是不斷地刷新一幅圖像，加上人眼的視覺暫留的現(xiàn)象，形成一個動態(tài)滾動的圖像。所以，其關(guān)鍵在于控制輸出每一幅LED點陣使之連貫而且無斷續(xù)。以上圖的網(wǎng)格圖像為例，有： 圖4-7 第一幅 圖4-8 第二幅 圖4-9 第三幅 圖4-10 第四幅依次類推。依據(jù)以上原理對每幅圖像進行輸出控制。C語言源

34、程序如下：#include<reg52.h>unsigned char code word= 0x00,0x84,0xCC,0x30,0x30,0xCC,0x84,0x00,/X 0x00,0x00,0x84,0xFC,0x84,0x00,0x00,0x00,/I 0x00,0xFC,0x08,0x10,0x20,0xFC,0x00,0x00,/N 0x00,0x78,0xA4,0x64,0x24,0xE4,0x00,0x00,/G 0x00,0x04,0x04,0xFC,0x04,0x04,0x00,0x00,/T 0x00,0xF8,0x24,0x24,0x24,0xF8,0x

35、00,0x00,/A 0x00,0x00,0x84,0xFC,0x84,0x00,0x00,0x00,/I 0x00,0x7C,0x80,0x80,0x80,0x7C,0x00,0x00,/U 0x00,0xFC,0x08,0x10,0x20,0xFC,0x00,0x00,/N 0x00,0x00,0x84,0xFC,0x84,0x00,0x00,0x00,/I 0x00,0x3C,0x40,0x80,0x40,0x3C,0x00,0x00,/V 0x00,0xFC,0xA4,0xA4,0xA4,0x84,0x00,0x00,/E 0x00,0xFC,0x24,0x24,0xE4,0x98,0

36、x00,0x00,/R 0x00,0xB8,0xA4,0xA4,0xA4,0x48,0x00,0x00,/S 0x00,0x00,0x84,0xFC,0x84,0x00,0x00,0x00,/I 0x00,0x04,0x04,0xFC,0x04,0x04,0x00,0x00,/T 0x00,0x04,0x08,0xF0,0x08,0x04,0x00,0x00,/Y ; /=延時函數(shù)= /函數(shù)名稱：delay /功 能：延時m毫秒 /參 數(shù)：m-延時時間 /返回值 ：無 /=void delay(unsigned int m) unsigned int i; while(m-) for(i=0;

37、i<120;i+); /=main 主函數(shù)= /函數(shù)名稱：main /功 能：主函數(shù) /參 數(shù)：無 /返回值 ：無 /=void main() unsigned i,j,k,m;while(1) for(i=0;i<80;i+) /循環(huán)幾次用于控制速度 for(m=0;m<136;m+) /需要掃描的字碼總數(shù)有一個開始逐漸向后推 for(i=0;i<10;i+) /循環(huán)幾次用于控制速度 j=0; /由0排開始掃描，即掃描排數(shù)初始化 for(k=m;k<8+m;k+)/8排點陣每排掃描的字碼07，18，29，310，411，512.由此形成滾動效果 P2=1<<j;/需要掃描的排數(shù)07排 P0=wordk; /需要掃描的字碼，即為 word里的字碼 delay(3); /延時控制速度 j+; if(j>=8) /當需要掃描的排數(shù)j排超過7，使j為0，從0排重新掃描 j=0; 4.5仿真效果仿真部分效果如下圖所示：圖4-11 仿真效果圖(1)圖4-12 仿真效果圖(2) 圖4-13 仿真效果圖(3)4.6 印刷電路板運用Altium Designer軟件，根據(jù)圖4-1整體電路圖，將仿真電路原理圖制作成印刷電路板(PCB)，并對電路板的元器件進行布局、連線。如圖4-14所示。