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1、武汉理工大学单片机原理及应用课程设计说明0目 录摘要.1Abstract.2 1 设计原理.3 1.1 MCS-51 单片机的结构及编程方法.3 1.2 16*16 点阵 LED 原理.5 1.3 3-8 译码器原理.6 2.设计方案介绍.7 2.1 设计总体思路.7 2.2 与题目相关的具体设计.7 2.3 程序设计流程图.8 3.源程序，原理图和仿真图.9 3.1 程序清单(见附录).9 3.2 电路图.9 3.2.1 电路原理图.9 3.2.2 电路图分析.9 3.3 仿真图.10 4 性能分析.11 5.总结和心得.12 6.参考文献.13 附录：程序代码.14武汉理工大学单片机原理及
2、应用课程设计说明1摘要摘要LED 点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的 LED 发光二极管封装而成. 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-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。关键词：MCS-51；LED；单片机武汉理工大学单片机原理及应用课程设计说明2AbstractAs a popular display device component,
3、LED dot-matrix display board consists of several independent LED (Light Emitting Diode). The LED dot-matrix display board can display the number or sign, and it is usually used to show time, speed, the state of system etc. This paper introduces a kind of simple 1616 LED display screen design process
4、 based on MCS-51 single chip minicomputer . The detail hardware scheme, software flow and assemble language programmer design and so on is followed. The display part can be cascaded to meet the need. The practice proves the design is low-cost and effective. Key words: : MCS-51；LED；MCU武汉理工大学单片机原理及应用课
5、程设计说明31 设计原理1.1 MCS-51 单片机的结构及编程方法MCS-51 单片机的组成： CPU(进行运算、控制)、RAM(数据存储器)、ROM(程序存储器） 、I/O 口(串口、并口） 、内部总线 和中断系统等。8051 单片机的组成框图（1）cpu 中央处理器由运算器和控制器组成，是 8 位的 cpu，具有布尔运算和 8 位寻址功能。运算器完成算术运算和逻辑运算。CPU 根据 PC 中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在 IR 中，ID 对 IR 中的指令码进行译码，定时控制逻辑在 OSC配合下对 ID 译码后的信号进行分时，以产生执行本条指令所需的全部信号。（2）存储
6、器MCS-51 单片机按程序存储器可分为内部无 ROM型（如 8031）和内部有 ROM 型（如 8051）两种，连接时 引脚有区别。程序存储器结构如右图所示：武汉理工大学单片机原理及应用课程设计说明4程序存储器 ：一般将只读存储器（ROM）用做程序存储器。可寻址空间为 64KB，用于存放用户程序、数据和表格等信息。数据存储器：一般将随机存储器（RAM）用做数据存储器。可寻址空间为64KB。MCS-51 数据存储器可分为片内和片外两部分。（3）特殊功能寄存器（SFR） MCS-51 有 21 个特殊功能寄存器（也称为专用寄存器） ，包括算术运算寄存器、指针寄存器、I/O 口锁存器、定时器/计数
7、器、串行口、中断、状态、控制寄存器等，它们被离散地分布在内部 RAM 的 80HFFH 地址单元中（不包括PC） ，共占据了 128 个存储单元，构成了 SFR 存储块。其字节地址可被 8 整除的 SFR 可位寻址。SFR 反映了 MCS-51 单片机的运行状态。80C51 内部结构（4）I/O 接口I/O 接口是 MCS-51 单片机对外部实现控制和信息交换的必经之路，用于信息传送过程中的速度匹配和增加它的负载能力。8051 内部有 4 个 8 位并行接口 P0, P1, P2, P3，有 1 个全双工的可编程串行 I/O 接口。（5）定时器/计数器武汉理工大学单片机原理及应用课程设计说明5
8、8051 内部有两个 16 位可编程序的定时器/计数器，均为二进制加 1 计数器，分别命名为 T0 和 T1。（6）中断系统 8051 可处理 5 个中断源（2 个外部，3 个内部）发出的中断请求，并可对其进行优先权处理。外部中断的请求信号可以从 P3.2, P3.3 引脚上输入，有电平或边沿两种触发方式；内部中断源有 3 个，2 个定时器/计数器中断源和 1 个串行口中断源。8051 的中断系统主要由中断允许控制器 IE 和中断优先级控制器 IP 等电路组成。1.2 16*16 点阵 LED 原理下图为88点阵 LED 外观及引脚图，其等效电路如下图所示，只要其对应的 X、Y 轴顺向偏压，即可使 LED 发亮。例如如果想使左上角 LED 点亮，则Y0=1，X0=0即可。应用时限流电阻可以放在 X 轴或 Y 轴。 武汉理工大学单片机原理及应用课程设计说明6因为在当前 Proteus 仿真库中找不到16*16的 LED 点阵，所以在该设计中可以用4块8*8的 LED 连线来代替，这点不难理解。点阵 LED 扫描法介绍：点阵 LED 一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式：（1）点扫描； （2
