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1、附件5：南京信息职业技术学院毕业设计论文作者 学号 系部 专业 题目 基于AT89S52的16x16点阵显示设计 指导教师 评阅教师 完成时间： 2016年5月15日 4毕业设计(论文)中文摘要(题目)：基于AT89S52的16*16点阵显示设计摘要： 本设计利用4个8*8LED点阵模块组成16*16LED点阵模块，设计用单片机来控制的点阵显示，控制一个列驱动器74HC154和两个行驱动器74HC595来驱动LED点阵显示。单片机开发的典型代表在20世纪,英特尔公司MCS - 51系列单片机,并很快得到推广和应用在我国,虽然在90年代末英特尔不是主要集中在研发和生产的CPU,并逐渐从市场退出,
2、但MSC - 51单片机核心技术仍然是许多单片机开发和生产公司内核核心技术，以ATMEL公司的Flash技术的优势加上英特尔80 c51的核心技术,推出AT89系列单片机,在继承的基础上MCS - 51单片机,增加了Flash闪存,消除繁琐的外部延伸,进一步促进拓展单片计算机的发展市场。关键词：单片机；LED显示；AT89S52；C语言；毕业设计(论文)外文摘要Title : 16 * 16 dot matrix display design based on AT89S52 devices Abstract:this design is the use of four 8 * 8 LED d
3、ot matrix module of 16 * 16 LED dot matrix module, MCU control dot matrix display design, control a column drive 74 hc154 and two lines of the 74 hc595 are needed to drive the LED dot matrix display.A typical representative of the single chip microcomputer is developed in the Intel company MCS - 51
4、series microcontroller, and soon get promotion and application in our country, though Intel in the late 90 s had been done not have, the main focus on the r&d and production of CPU, and gradually introduced MCU market, the core technology of the single MSC - 51 is still more than single chip microco
5、mputer to the kernel technology research and development and production company.As to the advantages of ATMEL company Flash technology combined with Intel 80 c51 core technology, produced the AT89 series microcontroller, on the basis of inheriting the MCS - 51 single chip microcomputer, increased th
6、e Flash Flash memory, eliminating the external extension of trival, further promote the development of the single chip computer market.keywords: single chip microcomputer； LED display； AT89S52； C language； 目录1 引言12 系统方案12.1 比较与选择12.2 方案描述13 理论分析23.1单片机系统结构和介绍23.2 89S52单片机及其结构介绍34硬件设计44.1单片机控制模块44.2
7、时钟信号电路54.3 复位电路54.4 显示驱动模块64.5矩阵键盘的设计74.6电源模块84软件设计95性能测试与结果分析105.1测试方案与条件105.2测试结果105.3测试结果分析11总结11致谢12参考文献13附录一1附录二11 引言LED电子显示是随着计算机和相关光电子技术,微电子技术的快速发展而形成的一个显示信息的媒体，它是用发光二极管(led)点阵单元模块的模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕,使用寿命长,可靠性高,环境适应性强,性价比高,成本低,在短短十年等,快速增长的平板显示的主流产品,在信息显示领域得到广泛应用。本设计是一个用1616的点阵LED图文显示屏，图形或文字显示
8、有静止、移入移出等显示方式。2 系统方案2.1 比较与选择方案一：理论上,都显示图形和文本,只要你控制的复合图形或文本不同的点的位置对应于LED发光半导体设备,你可以得到我们想要的图形显示结果,每一个LED灯的同时控制方法叫做静态驱动显示模式16 * 16点阵的设计共有256个发光二极管,很明显,单片机与其说是端口,如果你想使用锁来扩展端口,然后根据八门闩来计算,16 * 16点阵需要256/8 = 32门闩这个数字很大,因为16 * 16点阵,实际应用的显示屏更频繁,所以在门闩上花费的成本将是一个很大的数字。方案二：动态扫描：动态扫描方式仅仅是轮流点亮,逐行扫描驱动电路可以实现与榜首的多行(
9、如16行)共享的一组列驱动器。具体为16 * 16点阵,我们把所有相同的发光二极管(led)阳极线在一起,发光的所有相同的列管的阴极连接(杨),对应的第一行发光GuanLiang首先发送数据锁存,然后门口第一次行使权利点亮一段时间,然后出去,又发出第二行数据锁住,然后第二行使门点亮,然后熄灭;16又点燃了第一行线后,这一次又一次的循环。当这样一个足够快的循环(每秒超过24次),由于人眼的视觉暂留现象,我们可以看到屏幕上显示的视觉文本的稳定性。综上所述，所以本设计采用方案二动态扫描的显示方案。2.2 方案描述本设计只有一个16*16LED点阵显示屏，利用单片机接口电路P0，P2作为行驱动传输。用
10、单片机、点阵显示屏等设计一个1616点阵LED点阵，系统可以分为电源模块、时钟信号电路、复位电路、驱动模块、单片机控制模块、显示模块等，其系统结构框图如下图1时钟电路复位电路单片机1616点阵LED显示屏行驱动列驱动图1 系统结构框图3 理论分析3.1单片机系统结构和介绍MCS-51单片机内部的逻辑结构及各个部件的功能与特点：中央处理器（CPU）、内部程序存储器、定时器计数器、内部数据存储器、并行IO口、串行口、中断控制系统、始终电路、位处理器、总线。MCS-51单片机的内部存储器MCS - 51单片机芯片内部程序两种内存和数据存储器,称为内部ROM和RA我们把握内部数据存储结构的关键,目的、
11、地址分配和使用特点。MCS-51的堆栈操作堆栈的功用堆栈的设置堆栈指示器堆栈使用方式5. 内部程序存储器AT89S52芯片内有4K的ROM存储单元，其地址为0000H0FFFH，也就是我们所讲的内部程序存储器（或简称“内部ROM”）。不论片内或者是片外存储器（对于无片内ROM的单片机），对于在程序存储器中有一组特殊的保留单元0000H002AH，使用时应该特别注意。系统启动单元：0000H0002H五个中断源中断地址区：0003H002AHMCS-51单片机有四个物理空间（片内ROM、片外RAM、片内RAM、片外ROM），三个相互独立的逻辑空间（片内外统一编址的ROM空间：0000HFFFFH
12、、片内RAM空间：00HFFH、片外RAM空间：0000HFFFFH）。6.MCS-51单片机并行输入/输出口电路7.单片机芯片,并行I / O电路的一个重要内容。单片机MCS - 51共有四个8位并行双向I / O端口,分别由P0,P1,P2,P3,事实上他们被归类为特殊寄存器。四口除了字节寻址、还可以根据处理,四口一起,总共32位。MCS-51单片机时钟电路与时序。时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。而时序所研究的则是指令执行中各信号之间的相互时间关系。要理解时钟电路
13、的产生与作用，能根据外部所加入的晶体的振荡频率计算时序的定时单位。MCS-51的外部晶体的振荡频率范围：1.2MHz12MHzMCS-51时序的定时单位共有4个，依次是：拍节、状态、机器周期和指令周期。 3.2 89S52单片机及其结构介绍兼容MCS51微控制器，AT89S52单片机,4K字节FLASH存贮器支持在系统编程ISP 1000次擦写周期,256字节片内RAM,工作电压4.0V到5.5V,全静态时钟0 Hz 到33 MHz,三级程序加密,32个可编程IO口,2/3个16位定时/计数器,6/8个中断源,全双工UART,低功耗支持Idle和Power-down模式,Power-down模
14、式支持中断唤醒, 看门狗定时器,双数据指针,上电复位标志。89S52具有丰富的片内外设和大容量的片内工作寄存器和存储器，性能价格比很高。它的特点包括： 超低的功耗：能够在4.0V 5.5V的电压下工作；具有工作模式Idle和3种低功耗模式Power-down。在低功耗模式下，CPU可以被中断唤醒，响应时间小于6ps。 较强的运算能力：丰富的寻址方式；6/8个中断源，可以任意嵌套；在全静态下时钟频率可达到0 Hz 到33 MHz； 内部包含硬件三级程序加密,32个可编程IO口,2/3个16位定时/计数器和8KB的RAM，为存储数据和运算提供了保证。 方便高效的开发环境：89S52是Flash型器
15、件，片内有调试接口和电可擦写的Flash存储器，可以先下载程序到Flash内，再在器件内通过软件控制程序的运行，由JTAG接口读取片内信息供设计师调试。这种方式不需要仿真器和编程器，调试十分方便。89S52电路图如图2所示：图2 AT89S52电路图4硬件设计4.1单片机控制模块采用89S52芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,可多次擦写，而且与MCS-51系列单片机完全兼容。4.2 时钟信号电路时钟电路就是一个振荡器，给单片机提供一个节拍，单片机执行各种操作必须在这个节拍的控制下才能进行。因此单片机没有时钟电路是不会正常工作的。时钟电路本身是不会控制什么东西，而是你通过程
