1、 I 摘要摘要 单片机是计算机技术、大规模集成电路技术和控制技术的综合产物。经过 30 多年的发展历程，单片机应用已十分广泛和深入。所以可以毫不夸张地说， 任何设备和产品的自动化、数字化和智能化都离不开单片机。现在，凡是电脑控 制的设备和产品，必有单片机嵌入其中。这一切表明，单片已成为人类生活中不 可或缺的助手。随着单片机应用的日益广泛，利用单片机控制汉字显示屏被广 泛地应用与汽车报站器，广告屏等领域。 本文详细介绍了基于51单片机的LED显示屏控制系统的显示原理， 对16*16 点阵汉字进行显示， 显示屏由4个8*8的LED点阵模块组成一个16*16点阵LED。 系统仿真利用PORTEUS
2、仿真软件和KEIL软件的联调对 LED点阵显示屏系统进 行调试。 关键词： LED 点阵显示屏 单片机 PROTEUS 仿真 2 目目 录录 摘要.I Abstract 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1 1 硬件设计硬件设计 1 1.1 设计框图及介绍. 1 1.2 51 系列单片机简介 1 1.3 LED 点阵介绍 4 1.4 LED 显示方式 5 1.5 硬件电路 8 2 软件设计 10 2.1 程序流程图 10 2.2 程序代码 11 3主要芯片介绍 14 3.1 8051 系列的单片机 14 3.2 74HC154 . 16 4 PROTEUS 仿真 17 5 心得体会. 21
3、1 1 1 硬件设计硬件设计 1.1 设计框图及介绍设计框图及介绍 LED 点阵总体框图如图 1.1 所示，点阵电路大体上可以分成微机本身的硬件、显示驱 动电路、控制信号电路三部分。控制电路部分包括一个 51CUP 和一些外围电路。在整个电 路当中此控制电路部分相当于一个上位机，它负责控制整个电路以及相应的程序的运行、与 PC 机的串行通讯、以及给屏体电路部分发送命令。点阵显示屏体、以及它的行和列的各个 驱动电路。由于两部分的电路在制板时可以放到一起，所以可以将其字库放到控制电路部分 使用串行通讯方式来与屏体电路部分进行数据和命令的传送。 此显示电路采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，
4、各行的同名列共用一个列 驱动器。由行译码器给出的行选通信号，从第一行开始，按顺序依次对各行进行扫描(把该 行与电源的一端接通)。另一方而，根据各列锁存的数据，确定相应的列驱动器是否将该列 与电源的另一端接通。接通的列，就在该行该列点燃相应的 LED；未接通的列所对应的 LED 熄灭。可通过扫描输出口的控制实现颜色的转换。 图 1.1 点阵显示的总体框图 1.2 51 系列单片机简介系列单片机简介 单片机（Microcontroller，又称微处理器）是在一块硅片上集成了各种部件的微型机， 这些部件包括中央处理器 CPU、数据存储器 RAM、程序存储器 ROM、定时器/计数器和多 种 I/O 接
5、口电路。 2 8051 单片机的基本结构见图 1.2。 图 1.2 8051 单片机的基本结构 8051 是 MCS-51 系列单片机的一个产品。 MCS-51 系列单片机是 Intel公司推出的通用型 单片机，8051 单片机系列指的是 MCS-51 系列和其他公司的 8051 衍生产品。这些衍生品是 在基本型基础上增强了各种功能的产品。这些产品给 8 位单片机注入了新的活力，给它的开 发应用开拓了更广泛的前景。 8051 系列的内部结构可以划分为 CPU、存储器、并行口、串行口、定时器/计数器、中 断逻辑几部分。 （1）中央处理器 8051 的中央处理器由运算器和控制逻辑构成，其中包括若干
6、特殊功能寄存器（SFR） 。 算术逻辑单元 ALU 能对数据进行加、减、乘、除等算术运算；“与”、“或”、“异或”等逻辑运 算以及位操作运算。 ALU 只能进行运算，运算的操作数可以事先存放到累加器 ACC 或寄存器 TMP 中，运算结 果可以送回 ACC 或通用寄存器或存储单元中，累加器 ACC 也可以写为 A。B 寄存器在乘法 指令中用来存放一个乘数，在除法指令中用来存放除数，运算后 B 中为部分运算结果。 程序状态字 PSW 是个 8 位寄存器，用来寄存本次运算的特征信息，用到其中七位。PSW 的 格式如下所示，其各位的含义是： CY：进位标志。有进位/错位时 CY=1，否则 CY=0。 3 AC：半进位标志。当 D3 位向 D4 位产生进位/错位时，AC=1，否则 AC=0，常用于十 进制调整运算中。 F0：用户可设定的标志位，可置位/复位，也可供测试。 RS1、 RS0： 四个通用寄存器组选择位， 该两位的四种组合状态用来选择 03 寄存器组。 。 OV：溢出标志。当带符号数运算结果超出-128+127 范围时 OV=1，否则 OV=0。当无 符号数乘法结果超
