毕业论文-LED点阵显示屏设计.doc

1、毕业设计（论文）报告题 目 LED 点阵显示屏设计系 别 尚德光伏学院 .专 业 液晶显示技术 .班 级 0701 .学生姓名 王震 .学 号 070148 .指导教师居 吉 乔 .无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计ii2010 年 4 月无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计iiiLED 点阵显示屏设计 摘 要：LED 点阵显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。LED 点阵显示屏可以显示数字或符号，通常用来显示时间、速度、系统状态等。文章给出了一种基于 MCS

2、-51 单片机的 1616 点阵 LED 显示屏的设计方案。包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分汇编语言程序等方面。在负载范围内, 只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展,是一种成本低廉的图文显示方案。本设计主要以 AT89C51 单片机为核心，采用串行传输、动态扫描技术，制作一款拥有 PC 机通信功能的，模块化 LED 多功能显示屏。关键词：MCS-51、LED、1616 点阵Abstract ：LED dot matrix display is to use light-emitting diode dot matrix modules, or the composition o

3、f the planar pixel display screen. It has a high luminous efficiency, long service life and flexible configuration, color-rich as well as indoor and outdoor environment, adaptable and so onLED dot matrix display can display numbers or symbols, usually used to display time, speed, system status.Given

4、 in this paper which is based on MCS-51 microcontroller 16 16 dot matrix LED display design.Including the system specific hardware design, software flow chart and some assembly language procedures.In the load range ,just by a simple cascade can be extended to the screen is a low-cost graphic display

5、 program. This design mainly AT89C51 microcontroller as the core, using serial transmission, dynamic scanning technology to produce a PC machine has a communication function, modular, multi-function LED display.Keywords: MCS-51, LED, 16 16 dot matrix无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计iv目录绪论 1第一章总体设计 21.1 课题及目

6、标 21.2 原理及原 理图 2第二章系统硬件选择 42.1 AT89C51 单片机的结构 42.2 振荡器特性 72.3 74ls138 芯片 10第三章硬件电路实现 16第四章软件的程序实现 174.1 流程图 174.2 程序代码 174.3 程序实现 结果 23总结 24谢词 25参考文献 26无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计1绪论LED（Light Emitting Diode）,即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。LED 可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫

7、、白色的光。我们要做的是一块 16*16 的 LED 点阵，通过这个点阵可以显示特定字符。利用的是单片机原理，通过写入程序控制单片机来显示科技学院欢迎你的字样。LED 显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。在实际应用中的显示屏由于成本和可靠性的因素常采用一种称为动态扫描的显示方法。LED 点阵显示屏的构成型式有多种，其中典型的有两种。一种把所需展示的广告信息烧写固化到 EPROM 芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型；另一种在机内设置了字库、程序库，具有程序

8、编制能力，能进行内容可变的多幅汉字显示，称可编程序型。目前，国内的 LED 点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的内容相对较少，显示花样较单一。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的EPROM 芯片内，当需要更换显示内容时就非常困难，这样使该类型的显示屏使用范围受到了限制。国内的另一种 LED 显示屏 可编程序型 LED 显示屏，虽然增加了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不便的缺点。随着社会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。因此传统的 LED 显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需

9、要。而利用 PC 机通信技术控制 LED 显示屏，则具有显示内容丰富，信息更换灵活等优点。本设计是基于单片机(AT89C51) 讲述了 1616 LED 汉字点阵显示的基本原理、硬件组成与设计、程序编译与下载等基本环节和相关技术。无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计2第一章 总体设计1.1 课题及目标我们要做的是一块 16*16 的 LED 点阵，通过这个点阵可以显示特定字符。利用的是单片机原理，通过写入程序控制单片机来显示科技学院欢迎你的字样。1.2 原理及原理图如图 1-1 所示，本产品拟采用以 AT89C51 单片机为核心芯片的电路来实现，主要由 AT89C51 芯片、电源

10、、行驱动器、列驱动器、1616 LED 点阵 5 部分组成。图（1-1） 显示屏电路框图从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的 LED 器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。1616 的点阵共有 256 个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩展端口，按 8 位的锁存器来计算，1616 的点阵需要 256/8=32 个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是 1616 的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计3得多，这样在锁

11、存器上花的成本将是一个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如 16 行）的同名列共用一套驱动器。具体就 1616 的点阵来说，把所有同 1 行的发光管的阳极连在一起，把所有同 1 列的发光管的阴极连在一起（共阳极的接法） ，先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1 行使其燃亮一定时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第2 行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；以此类推，第 16 行之后，又重新燃亮第1 行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每

12、秒 24 次以上） ，由于人眼的视觉暂留现象，就能够看到显示屏上稳定的图形了。采用扫描方式进行显示时，每一行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按 8 位一个字节的形式顺序排放。显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并列方式或串行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的硬件数目多。当列数很多时，并列传输的方案是不可取的。第二章 系统硬件选择由图 1-1 可知此次设计的硬件选择如下：AT89C51 芯片、LED、74LS138、LED 的驱

13、动三极管、电阻等一些单片机外围应用电路 组成。下面将介绍各种外围电路。2.1 AT89C51 单片机的结构AT89C51 是一种带 4KB 闪烁可编程可擦除只读存储器 (Falsh Programmableand Erasable Read Only Memory， FPEROM)的低电压、高性能CMOS 型 8 位微处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，能够进行 1000 次写擦循环，数据保留时间为 10 年。他是一种高效微控制器，为很多嵌入式

14、控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。因此，在智能化电子设计与制作过程中经常用到无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计4AT89C51 芯片。图 2-1AT89C51 引脚图2.1.1AT89C51 管脚说明VCC： 供 电 电 压 。GND： 接 地 。P0 口 ： P0 口 为 一 个 8 位 漏 级 开 路 双 向 I/O 口 ， 每 脚 可 吸 收 8TTL 门 电流 。 当 P1 口 的 管 脚 第 一 次 写 1 时 ， 被 定 义 为 高 阻 输 入 。 P0 能 够 用 于 外 部程 序 数 据 存 储 器 ， 它 可 以 被 定 义 为 数 据 /地 址 的 第

15、 八 位 。 在 FIASH 编 程 时， P0 口 作 为 原 码 输 入 口 ， 当 FIASH 进 行 校 验 时 ， P0 输 出 原 码 ， 此 时 P0外 部 必 须 被 拉 高 。P1 口 ： P1 口 是 一 个 内 部 提 供 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 ， P1 口 缓 冲器 能 接 收 输 出 4TTL 门 电 流 。 P1 口 管 脚 写 入 1 后 ， 被 内 部 上 拉 为 高 ， 可 用无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计5作 输 入 ， P1 口 被 外 部 下 拉 为 低 电 平 时 ， 将 输 出 电 流 ， 这 是 由 于

16、 内 部 上 拉 的 缘故 。 在 FLASH 编 程 和 校 验 时 ， P1 口 作 为 第 八 位 地 址 接 收 。P2 口 ： P2 口 为 一 个 内 部 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 ， P2 口 缓 冲 器 可 接收 ， 输 出 4 个 TTL 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

17、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 。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 P

18、3 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 ， 如 下 表 所 示 ： 口 管 脚 备 选 功 能 P3.0 RXD（ 串 行 输 入 口 ） P3.1 TXD（ 串 行 输 出 口 ） P3.2 /INT0（ 外 部 中 断 0） P3.3 /INT1（ 外 部 中 断 1） P3.4 T0（ 记 时 器 0 外 部 输

19、 入 ） P3.5 T1（ 记 时 器 1 外 部 输 入 ） P3.6 /WR（ 外 部 数 据 存 储 器 写 选 通 ） P3.7 /RD（ 外 部 数 据 存 储 器 读 选 通 ） P3 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 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

20、程 期 间 ， 此 引 脚 用 于 输 入 编 程 脉 冲 。 在 平 时无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计6， 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 1/6。 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， MO

21、VC 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-FFF

22、FH） ， 不 管 是 否 有 内 部 程 序 存 储 器 。 注 意 加 密 方 式 1 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） 。 XTAL1： 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 。如 图 （ 2-1)所 示2.2 振荡器特性石 英 晶 体 振 荡 器 是 高 精 度 和 高 稳

23、定 度 的 振 荡 器 ,被 广 泛 应 用 于 彩 电 、 计算 机 、 遥 控 器 等 各 类 振 荡 电 路 中 ,以 及 通 信 系 统 中 用 于 频 率 发 生 器 、 为 数 据处 理 设 备 产 生 时 钟 信 号 和 为 特 定 系 统 提 供 基 准 信 号 。无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计7图 (2-2) 晶 振 2.2.1、石英晶体振荡器的基本原理a、 石 英 晶 体 振 荡 器 的 结 构石 英 晶 体 振 荡 器 是 利 用 石 英 晶 体 （ 二 氧 化 硅 的 结 晶 体 ） 的 压 电 效 应 制 成 的一 种 谐 振 器 件 ,它 的 基

24、 本 构 成 大 致 是 ： 从 一 块 石 英 晶 体 上 按 一 定 方 位 角 切 下薄 片 （ 简 称 为 晶 片 ,它 可 以 是 正 方 形 、 矩 形 或 圆 形 等 ） ,在 它 的 两 个 对 应 面上 涂 敷 银 层 作 为 电 极 ,在 每 个 电 极 上 各 焊 一 根 引 线 接 到 管 脚 上 ,再 加 上 封 装外 壳 就 构 成 了 石 英 晶 体 谐 振 器 ,简 称 为 石 英 晶 体 或 晶 体 、 晶 振 。 其 产 品 一 般用 金 属 外 壳 封 装 ,也 有 用 玻 璃 壳 、 陶 瓷 或 塑 料 封 装 的 。 下 图 是 一 种 金 属 外 壳

25、封 装 的 石 英 晶 体 结 构 示 意 图 。b、 压 电 效 应若 在 石 英 晶 体 的 两 个 电 极 上 加 一 电 场 ,晶 片 就 会 产 生 机 械 变 形 。 反 之 ,若在 晶 片 的 两 侧 施 加 机 械 压 力 ,则 在 晶 片 相 应 的 方 向 上 将 产 生 电 场 ,这 种 物 理现 象 称 为 压 电 效 应 。 如 果 在 晶 片 的 两 极 上 加 交 变 电 压 ,晶 片 就 会 产 生 机 械 振动 ,同 时 晶 片 的 机 械 振 动 又 会 产 生 交 变 电 场 。 在 一 般 情 况 下 ,晶 片 机 械 振 动的 振 幅 和 交 变 电

26、场 的 振 幅 非 常 微 小 ,但 当 外 加 交 变 电 压 的 频 率 为 某 一 特 定 值时 ,振 幅 明 显 加 大 ,比 其 他 频 率 下 的 振 幅 大 得 多 ,这 种 现 象 称 为 压 电 谐 振 ,它与 LC 回 路 的 谐 振 现 象 十 分 相 似 。 它 的 谐 振 频 率 与 晶 片 的 切 割 方 式 、 几 何 形状 、 尺 寸 等 有 关 。c、 符 号 和 等 效 电 路无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计8石 英 晶 体 谐 振 器 的 符 号 和 等 效 电 路 如 图 2 所 示 。 当 晶 体 不 振 动 时 ,可 把 它看 成

27、一 个 平 板 电 容 器 称 为 静 电 电 容 C,它 的 大 小 与 晶 片 的 几 何 尺 寸 、 电 极 面积 有 关 ,一 般 约 几 个 PF 到 几 十 PF。 当 晶 体 振 荡 时 ,机 械 振 动 的 惯 性 可 用 电 感L 来 等 效 。 一 般 L 的 值 为 几 十 mH 到 几 百 mH。 晶 片 的 弹 性 可 用 电 容 C 来 等效 ,C 的 值 很 小 ,一 般 只 有 0.0002 0.1pF。 晶 片 振 动 时 因 摩 擦 而 造 成 的 损 耗用 R 来 等 效 ,它 的 数 值 约 为 100 。 由 于 晶 片 的 等 效 电 感 很 大 ,

28、而 C 很 小 ,R也 小 ,因 此 回 路 的 品 质 因 数 Q 很 大 ,可 达 1000 10000。 加 上 晶 片 本 身 的 谐 振频 率 基 本 上 只 与 晶 片 的 切 割 方 式 、 几 何 形 状 、 尺 寸 有 关 ,而 且 可 以 做 得 精 确 ,因此 利 用 石 英 谐 振 器 组 成 的 振 荡 电 路 可 获 得 很 高 的 频 率 稳 定 度 。d、 谐 振 频 率从 石 英 晶 体 谐 振 器 的 等 效 电 路 可 知 ,它 有 两 个 谐 振 频 率 ,即 （ 1） 当L、 C、 R 支 路 发 生 串 联 谐 振 时 ,它 的 等 效 阻 抗 最

29、小 （ 等 于 R） 。 串 联 揩 振 频率 用 fs 表 示 ,石 英 晶 体 对 于 串 联 揩 振 频 率 fs 呈 纯 阻 性 ,（ 2） 当 频 率 高 于fs 时 L、 C、 R 支 路 呈 感 性 ,可 与 电 容 C。 发 生 并 联 谐 振 ,其 并 联 频 率 用 fd 表示 。根 据 石 英 晶 体 的 等 效 电 路 ,可 定 性 画 出 它 的 电 抗 频 率 特 性 曲 线 如 图 2e所 示 。 可 见 当 频 率 低 于 串 联 谐 振 频 率 fs 或 者 频 率 高 于 并 联 揩 振 频 率 fd 时 ,石英 晶 体 呈 容 性 。 仅 在 fs f f

30、d 极 窄 的 范 围 内 ,石 英 晶 体 呈 感 性 。2.2.2、石英晶体振荡器类型特点石 英 晶 体 振 荡 器 是 由 品 质 因 素 极 高 的 石 英 晶 体 振 子 （ 即 谐 振 器 和 振 荡 电 路组 成 。 晶 体 的 品 质 、 切 割 取 向 、 晶 体 振 子 的 结 构 及 电 路 形 式 等 ,共 同 决 定 振荡 器 的 性 能 。 国 际 电 工 委 员 会 （ IEC） 将 石 英 晶 体 振 荡 器 分 为 4 类 ： 普 通 晶体 振 荡 （ TCXO） ,电 压 控 制 式 晶 体 振 荡 器 （ VCXO） ,温 度 补 偿 式 晶 体 振 荡（

31、 TCXO） ,恒 温 控 制 式 晶 体 振 荡 （ OCXO） 。 目 前 发 展 中 的 还 有 数 字 补 偿 式 晶体 损 振 荡 （ DCXO） 等 。普 通 晶 体 振 荡 器 （ SPXO） 可 产 生 10(-5) 10(-4)量 级 的 频 率 精 度 ,标准 频 率 1100MHZ,频 率 稳 定 度 是 100ppm。 SPXO 没 有 采 用 任 何 温 度 频 率 补偿 措 施 ,价 格 低 廉 ,通 常 用 作 微 处 理 器 的 时 钟 器 件 。 封 装 尺 寸 范 围 从21146mm 及 53.21.5mm。无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设

32、计9电 压 控 制 式 晶 体 振 荡 器 （ VCXO） 的 精 度 是 10(-6) 10(-5)量 级 ,频 率范 围 130MHz。 低 容 差 振 荡 器 的 频 率 稳 定 度 是 50ppm。 通 常 用 于 锁 相 环 路 。封 装 尺 寸 14103mm。温 度 补 偿 式 晶 体 振 荡 器 （ TCXO） 采 用 温 度 敏 感 器 件 进 行 温 度 频 率 补 偿 ,频率 精 度 达 到 10(-7) 10(-6)量 级 ,频 率 范 围 160MHz,频 率 稳 定 度 为1 2.5ppm,封 装 尺 寸 从 303015mm 至 11.49.63.9mm。 通 常

33、 用 于手 持 电 话 、 蜂 窝 电 话 、 双 向 无 线 通 信 设 备 等 。恒 温 控 制 式 晶 体 振 荡 器 （ OCXO） 将 晶 体 和 振 荡 电 路 置 于 恒 温 箱 中 ,以 消 除环 境 温 度 变 化 对 频 率 的 影 响 。 OCXO 频 率 精 度 是 10(-10)至 10(-8)量 级 ,对 某 些 特 殊 应 用 甚 至 达 到 更 高 。 频 率 稳 定 度 在 四 种 类 型 振 荡 器 中 最 高 。2.2.3、石英晶体振荡器的主要参数晶 振 的 主 要 参 数 有 标 称 频 率 ,负 载 电 容 、 频 率 精 度 、 频 率 稳 定 度

34、等 。 不 同的 晶 振 标 称 频 率 不 同 ,标 称 频 率 大 都 标 明 在 晶 振 外 壳 上 。 如 常 用 普 通 晶 振 标称 频 率 有 ： 48kHz、 500 kHz、 503.5 kHz、 1MHz 40.50 MHz 等 ,对 于 特 殊要 求 的 晶 振 频 率 可 达 到 1000 MHz 以 上 ,也 有 的 没 有 标 称 频 率 ,如CRB、 ZTB、 Ja 等 系 列 。 负 载 电 容 是 指 晶 振 的 两 条 引 线 连 接 IC 块 内 部 及 外部 所 有 有 效 电 容 之 和 ,可 看 作 晶 振 片 在 电 路 中 串 接 电 容 。 负

35、 载 频 率 不 同 决 定振 荡 器 的 振 荡 频 率 不 同 。 标 称 频 率 相 同 的 晶 振 ,负 载 电 容 不 一 定 相 同 。 因 为石 英 晶 体 振 荡 器 有 两 个 谐 振 频 率 ,一 个 是 串 联 揩 振 晶 振 的 低 负 载 电 容 晶 振 ：另 一 个 为 并 联 揩 振 晶 振 的 高 负 载 电 容 晶 振 。 所 以 ,标 称 频 率 相 同 的 晶 振 互 换时 还 必 须 要 求 负 载 电 容 一 至 ,不 能 冒 然 互 换 ,否 则 会 造 成 电 器 工 作 不 正 常 。频 率 精 度 和 频 率 稳 定 度 ： 由 于 普 通 晶

36、 振 的 性 能 基 本 都 能 达 到 一 般 电 器 的 要 求 ,对 于 高 档 设 备 还 需 要 有 一 定 的 频 率 精 度 和 频 率 稳 定 度 。 频 率 精 度 从 10(-4)量级 到 10(-10)量 级 不 等 。 稳 定 度 从 1 到 100ppm 不 等 。 这 要 根 据 具 体 的设 备 需 要 而 选 择 合 适 的 晶 振 ,如 通 信 网 络 ,无 线 数 据 传 输 等 系 统 就 需 要 更 高要 求 的 石 英 晶 体 振 荡 器 。 因 此 ,晶 振 的 参 数 决 定 了 晶 振 的 品 质 和 性 能 。 在 实际 应 用 中 要 根 据

37、 具 体 要 求 选 择 适 当 的 晶 振 ,因 不 同 性 能 的 晶 振 其 价 格 不 同 ,要 求 越 高 价 格 也 越 贵 ,一 般 选 择 只 要 满 足 要 求 即 可 。XTAL1 和 XTAL2 分 别 为 反 向 放 大 器 的 输 入 和 输 出 。 该 反 向 放 大 器 可 以 配无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计10置 为 片 内 振 荡 器 。 石 晶 振 荡 和 陶 瓷 振 荡 均 可 采 用 。 如 采 用 外 部 时 钟 源 驱 动 器件 ， XTAL2 应 不 接 。 有 余 输 入 至 内 部 时 钟 信 号 要 通 过 一 个 二

38、分 频 触 发 器 ， 因此 对 外 部 时 钟 信 号 的 脉 宽 无 任 何 要 求 ,但 必 须 保 证 脉 冲 的 高 低 电 平 要 求 的 宽度 。本 次 课 题 使 用 12MHZ 的 石 英 晶 体 振 荡 器 。2.3 74ls138 芯片图 2-3 74ls138 引 脚 图74HC138 管 脚 图 :74LS138 为 3 线 8 线 译 码 器 ， 共 有 54/74S138 和 54/74LS138 两 种 线 路 结 构 型 式 ， 其 工 作 原 理 如 下 ：当 一 个 选 通 端 （ G1） 为 高 电 平 ， 另 两 个 选 通 端 （ /(G2A)和 /

39、(G2B)） 为 低 电平 时 ， 可 将 地 址 端 （ A、 B、 C） 的 二 进 制 编 码 在 一 个 对 应 的 输 出 端 以 低 电 平译 出 。利 用 G1、 /(G2A)和 /(G2B)可 级 联 扩 展 成 24 线 译 码 器 ； 若 外 接 一 个 反相 器 还 可 级 联 扩 展 成 32 线 译 码 器 。若 将 选 通 端 中 的 一 个 作 为 数 据 输 入 端 时 ， 74LS138 还 可 作 数 据 分 配 器 用与 非 门 组 成 的 3 线 -8 线 译 码 器 74LS138无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计11图 2-43 线

40、-8 线 译 码 器 74LS138图 2-53 线 -8 线 译 码 器 74LS138 的 功 能 表无 论 从 逻 辑 图 还 是 功 能 表 我 们 都 可 以 看 到 74LS138 的 八 个 输 出 引 脚 ， 任何 时 刻 要 么 全 为 高 电 平 1芯 片 处 于 不 工 作 状 态 ， 要 么 只 有 一 个 为 低 电 平无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计120， 其 余 7 个 输 出 引 脚 全 为 高 电 平 1。 如 果 出 现 两 个 输 出 引 脚 同 时 为 0 的 情况 ， 说 明 该 芯 片 已 经 损 坏 。当 附 加 控 制 门 的

41、 输 出 为 高 电 平 （ S 1） 时 ， 可 由 逻 辑 图 写 出图 2-6 最 小 项 译 码 器由 上 式 可 以 看 出 ， 同 时 又 是 这 三 个 变 量 的 全 部 最 小 项 的 译 码 输 出 ， 所 以 也 把这 种 译 码 器 叫 做 最 小 项 译 码 器 。71LS138 有 三 个 附 加 的 控 制 端 、 和 。 当 、 时 ， 输 出 为 高 电 平 （ S 1） ，译 码 器 处 于 工 作 状 态 。 否 则 ， 译 码 器 被 禁 止 ， 所 有 的 输 出 端 被 封 锁 在 高 电 平 ，如 表 2.6 所 示 。 这 三 个 控 制 端 也

42、 叫 做 “片 选 ”输 入 端 ， 利 用 片 选 的 作 用 可 以 将多 篇 连 接 起 来 以 扩 展 译 码 器 的 功 能 。带 控 制 输 入 端 的 译 码 器 又 是 一 个 完 整 的 数 据 分 配 器 。 在 图 2.7 电 路 中 如果 把 作 为 “数 据 ”输 入 端 （ 同 时 ） ， 而 将 作 为 “地 址 ”输 入 端 ， 那 么 从 送来 的 数 据 只 能 通 过 所 指 定 的 一 根 输 出 线 送 出 去 。 这 就 不 难 理 解 为 什 么 把 叫 做地 址 输 入 了 。 例 如 当 101 时 ， 门 的 输 入 端 除 了 接 至 输

43、出 端 的 一 个 以 外 全 是高 电 平 ， 因 此 的 数 据 以 反 码 的 形 式 从 输 出 ， 而 不 会 被 送 到 其 他 任 何 一 个 输 出端 上 。【 例 】 试 用 两 片 3 线 -8 线 译 码 器 74LS138 组 成 4 线 -16 线 译 码 器 ， 将 输 入的 4 位 二 进 制 代 码 译 成 16 个 独 立 的 低 电 平 信 号 。解 ： 由 图 2.7 可 见 ， 74LS138 仅 有 3 个 地 址 输 入 端 。 如 果 想 对 4 位 二 进 制代 码 ， 只 能 利 用 一 个 附 加 控 制 端 （ 当 中 的 一 个 ） 作

44、为 第 四 个 地 址 输 入 端 。无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计13取 第 （ 1） 片 74LS138 的 和 作 为 它 的 第 四 个 地 址 输 入 端 （ 同 时 令 ） ， 取 第（ 2） 片 的 作 为 它 的 第 四 个 地 址 输 入 端 （ 同 时 令 ） ， 取 两 片 的 、 、 ， 并 将 第（ 1） 片 的 和 接 至 ， 将 第 （ 2） 片 的 接 至 ， 如 图 2-8 所 示 ， 于 是 得 到 两 片74LS138 的 输 出 分 别 为图 2-774LS138 的 输 出图 2-8 用 两 片 74LS138 接 成 的 4 线

45、16 线 译 码 器式 （ 2-7） 表 明 时 第 （ 1） 片 74LS138 工 作 而 第 （ 2） 片 74LS138 禁 止 ， 将的 0000 0111 这 8 个 代 码 译 成 8 个 低 电 平 信 号 。 而 式 （ 2-8） 表 明 时 ， 第（ 2） 片 74LS138 工 作 ， 第 （ 1） 片 74LS138 禁 止 ， 将 的 1000 1111 这 8个 代 码 译 成 8 个 低 电 平 信 号 。 这 样 就 用 两 个 3 线 8 线 译 码 器 扩 展 成 一 个4 线 16 线 的 译 码 器 了 。同 理 ， 也 可 一 用 两 个 带 控 制

46、端 的 4 线 16 线 译 码 器 接 成 一 个 5 线 -32 线 译码 器 。无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计14例 2 74LS138 3 8 译 码 器 的 各 输 入 端 的 连 接 情 况 及 第 六 脚 （ ） 输 入 信 号A 的 波 形 如 下 图 所 示 。 试 画 出 八 个 输 出 引 脚 的 波 形 。图 2-9 各 输 入 端 的 连 接 情 况 及 第 六 脚 （ ） 输 入 信 号 A 的 波 形解 ： 由 74LS138 的 功 能 表 知 ， 当 （ A 为 低 电 平 段 ） 译 码 器 不 工 作 ， 8 个 输出 引 脚 全 为

47、高 电 平 ， 当 （ A 为 高 电 平 段 ） 译 码 器 处 于 工 作 状 态 。 因 所 以 其 余7 个 引 脚 输 出 全 为 高 电 平 ， 因 此 可 知 ， 在 输 入 信 号 A 的 作 用 下 ， 8 个 输 出引 脚 的 波 形 如 下 ：即 与 A 反 相 ；其 余 各 引 脚 的 输 出 恒 等 于 1（ 高 电 平 ） 与 A 的 波 形 无 关 。第三章 硬件电路实现经分析本设计的电路原理图如下图 3-1 所示：无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计15图 3-1 1616 点 阵 显 示 原 理 图第四章 软件的程序实现4.1 流程图无锡科技职业

48、学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计16编译、装载、连续运行程序，点阵显示模块应循环显示“科技学院欢迎你！”字样。下面是单片机流程图。该系统的软件编程采用 MCS51 系列单片机汇编语言完成，并把显示程序作为一个子程序，从而使主程序对其进行方便的调用。图 5 所示是其流程图。4.2 程序代码具体的程序编码如下：;1616 点阵显示程序清单如下：ORG 0000HLJMP XB13;=点阵扫描子程序 =X01A: CLR A ;清列值MOV 0EH, A ;指向零列X023: MOV A, 0EH ;取列值CLR CSUBB A, #10H ;减 16(十进制数)JC X0D2 ;末满 16

49、列继续扫描下一列RET ;本次扫描完毕返回主程序X0D2: MOV 0F0H, #02HMOV A, 0EH无锡科技职业学院毕业设计论文LED 点阵显示屏设计17MUL AB ;当前列值与“2” 进行十进制调正MOV 82H, A ;调正结果送数据指针 DPTRMOV 83H, 0F0HLCALL XB1F ;取与当前列对应的扫描代码MOV 20H, A;=LCALL XB4E ;扫描代码送高八位锁存器;=MOV A, 0EH ;取列值MOV 0F0H, #02H ;当前列值与“2” 进行十进制调正MUL ABADD A, #01H ;调正结果加 1 送数据指针 DPTRMOV R7, ACLR AADDC A, 0F0HMOV 82H, R7MOV 83H, ALCALL XB1F ;取与当前列对应的扫描代码;=