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1、 . . . 摘要单片微型计算机，简称单片机。1971年Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理芯片Intel 4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。单片机一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。LED，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。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
2、显示屏幕。它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以与对室外环境适应能力强等优点。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。LED点阵显示屏可以显示汉字、数字或特殊符号，通常用来显示时间、速度、系统状态等。本设计给出了一基于MCS-51系列单片机的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C语言程序等方面。在负载围, 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，来制作的一款拥有多功能的模块化1616LED点阵的多功能
3、显示屏。关键词：C51单片机；LED点阵；驱动电路AbstractThe SCM is short for the single chip microcomputer, which also called microcontroller. 1971 Intel company successfully developed the worlds first four bit micro processing chip-the Intel 4004，which marking the first generation of microprocessor was born, microprocess
4、or and microcomputer era begins. SCM in an integrated circuit chips, is to use very large scale integrated circuit technology integrates the CPU that has ability of data processing, RAM ROM and variety of I/O port and interrupt system, timer/calculagraph function integrated a piece of silicon chips
5、to constitutes such as a small and of perfect computer system. LED, light-emitting diodes, is a kind of converting electric power into the visible solid semiconductor devices, it has changed the principle of incandescent light glow by tungsten filament and energy-saving lamps uses triphoshor powders
6、, and adopt the principle of glowing electric glow. LED screen is using light-emitting diodes lattice modules or pixel unit composed of a flat display screen. It has high luminous efficiency, long service life, configure flexibly, rich color and for indoor and outdoor environment adaptiveness, etc.
7、Use different materials can be made of different colors LED pixel. At present the most widely is red, green, yellow. LED screen can display characters, Numbers, or special symbols, usually used to display the time, speed, the system state, etc. It gives a design based on MCS-51 series microcontrolle
8、r controller the 1616 lattice LED display design. Including system design scheme of concrete hardware and software flow chart and part C language program, etc. In load range, just through the simple cascade can expand on screen, is a low-cost graphic display solutions. This design mainly by AT89C51
9、single chip computer as the core, and adopting the serials transmission, dynamic scanning technology to create one of the modular multi-function 1616 lattice LED screen .Key Words: MCS-51 SCM(single chip microcomputer)；Lattice Of LED(light-emitting diodes)；drive circuit / 目录第1章绪论11.1 单片机的发展史11.2 单片机
10、的发展趋势1第2章8051单片机的体系结构42.1 单片机基本部资源52.2 储存组织72.3 单片机系统外围电路8第3章 LED电路103.1 LED简介103.2 1616点阵LED原理与应用113.3 LED点阵的显示文字图形原理123.4 驱动方式153.5 点阵的移动17第4章系统总体方案21第5章仿真与调试235.1Proteus的基本性能概述235.2 Proteus仿真要求235.3 Proteus仿真步骤235.4 Proteus仿真结果265.5 仿真问题与解决27第6章总结与展望28参考文献29致30附录31第1章 绪论1.1单片机的发展史单片机诞生于20世纪70年代末，
11、经历了SCM、MCU、SOC三大阶段。第一个阶段是SCM，即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。创新模式获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。第二个阶段是MCU，即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉与的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看
12、，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。第三个阶段是SOC，即单片机嵌入式系统。单片机的嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SOC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SOC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算
13、机、单片微控制器延伸到单片应用系统。1.2 单片机的发展趋势CMOS化，近年由于CHMOS技术的进步，大促进了单片机的CMOS化。CMOS芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态。这也是今后以80C51取代8051为标准MCU芯片的原因。因为单片机芯片多数是采用CMOS（金属栅氧化物）半导体工艺生产。CMOS电路的特点是低功耗、高密度、低速度、低价格。采用双极型半导体工艺的TTL电路速度快，但功耗和芯片面积较大。随着技术和工艺水平的提高，又出现了HMOS（高密度、高速度MOS）和CHMOS工艺。CHMOS和HMOS工艺的结合。目前生产的CHMOS电路已达到
14、LSTTL的速度，传输延迟时间小于2ns，它的综合优势已在于TTL电路。因而，在单片机领域CMOS正在逐渐取代TTL电路。低功耗化单片机的功耗已从毫瓦级，甚至1uA以下；使用电压在36V之间，完全适应电池工作。低功耗化的效应不仅是功耗低，而且带来了产品的高可靠性、高抗干扰能力以与产品的便携化。低电压化几乎所有的单片机都有WAIT、STOP等省电运行方式。允许使用的电压围越来越宽，一般在36V围工作。低电压供电的单片机电源下限已可达12V。目前0.8V供电的单片机已经问世。低噪声与高可靠性为提高单片机的抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境，满足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片厂家在单片
15、机部电路中都采用了新的技术措施。大容量化以往单片机的ROM为1KB4KB，RAM为64128B。但在需要复杂控制的场合，该存储容量是不够的，必须进行外接扩充。为了适应这种领域的要求，须运用新的工艺，使片存储器大容量化。目前，单片机ROM最大可达64KB，RAM最大为2KB。高性能化主要是指进一步改进CPU的性能，加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性。采用精简指令集（RISC）结构和流水线技术，可以大幅度提高运行速度。现指令速度最高者已达100MIPS（Million Instruction Per Seconds，即兆指令每秒），并加强了位处理功能、中断和定时控制功能。这类单片机的运算速度
16、比标准的单片机高出10倍以上。由于这类单片机有极高的指令速度，就可以用软件模拟其I/O功能，由此引入了虚拟外设的新概念。小容量、低价格化与上述相反，以4位、8位机为中心的小容量、低价格化也是发展动向之一。这类单片机的用途是把以往用数字逻辑集成电路组成的控制电路单片化，可广泛用于家电产品1。外围电路装化这也是单片机发展的主要方向。随着集成度的不断提高，有可能把众多的各种处围功能器件集成在片。除了一般必须具有的CPU、ROM、RAM、定时器/计数器等以外，片集成的部件还有模/数转换器、DMA控制器、声音发生器、监视定时器、液晶显示驱动器、彩色电视机和录像机用的锁相电路等。串行扩展技术在很长一段时间里
