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1、金 华 职 业 技 术 学 院JINHUA COLLEGE OF VOCATION AND TECHNOLOGY毕业教学环节成果 （2012届）题 目 基于STC12c5a60s2LED广告牌设计 学 院 信息工程学院 专 业 应用电子技术 班 级 应电 091 学 号 姓 名 指导教师 2012年 5 月 26日金华职业技术学院毕业教学成果目 录摘要 2 英文摘要 3 引言4 1系统硬件设计 5 1.1 硬件电路设计 5 1.2 STC12c5a60s简介 5 1.3 主电路设计 7 1.4 显示电路 8 1.5 显示驱动电路 9 1.6 最小系统电路 11 2系统软件设计 12 2.1 主
2、程序设计 12 2.2 点阵汉字代码的实现 13 3系统调试 14 3.1 软件调试 14 3.2 硬件调试 15 结论与谢词 16 参考文献 17 附录1. 程序清单 17 附录2. PCB图设计 20 基于STC12c5a60s2LED广告牌设计信息工程学院应用电子技术 摘要： 本设计是以STC12c5a60s单片机为核心的组成的LED广告牌，实现用LED8*8点阵显示汉字广告，期间可以用不同的字码来显示不同的内容，为了节约IO口，用74LS138芯片驱动点阵。因为用单片机直接驱动点阵会使点阵电压不足，产生点阵太暗现象，设计里用74LS245收发器的特性来做点阵的行的驱动电路。关键字：ST
3、C12c5a60s2 Ark_sz411288k点阵 汉字显示BillboarddesignbasedSTC12c5a60s2LED（Major of Applied Electronic Technology，Information and Engineering college，JinHua College of Vocation And Technology，Lihaibo）Abstract:Thedesign is based ontheSTC12c5a60smicrocontrollercorecomposed ofLEDbillboards,theuseLED8*8dot matr
4、ixdisplay Chinese charactersadvertisingduringdifferent codecan be usedto displaydifferent content,in order to savetheIO port,andusing74LS138chipdriverdot matrix.With MCUdirectlydrivenlatticemake thelatticevoltage, resulting inthelatticeofdarkphenomenon,withthecharacteristicsofthe74LS245transceiverto
5、dolatticelinedrive circuitdesign. Keywords: STC12c5a60s2 Ark_sz411288klattice character display引言单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。广大工程技术人员通过学习有关单片机的知识后，也能依靠自己的力量来开发所希望的单片机系统，并可获得较高的经济效益。正因为如此，在我国，单片机已被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪表、家用电器等各个方
6、面。在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中，越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字。汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵（如16×16点阵），将点阵文件存入ROM，形成新的汉字编码；而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语句，再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。1 系统硬件设计1.1 硬件电路设计从下图2-1可以看出，本设计是以STC12c5a60s单片机为核心，进行编程控制点阵显示汉字广告牌，利用74LS138译码器的特性，节约I/O口的使用。利用单片机I/O口控制点阵显示屏的行、列。同时也考虑到单片机直接驱动点阵会产生电流不足，利用74LS245收发器的特
7、性，增大I/O输出电流。具体如下硬件电路图1-1图1-1硬件电路框图其中由于STC12c5a60s2单片机的特性，在其单片机就具有内部最小系统模块，所以在实际电路里省略了最小系统。1.2 STC12c5a60s简介STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12 倍。内部集成 MAX810 专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换对电机控制，(1). 增型 8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051(2). 工作
8、电压： STC12C5A60S2 系列工作电压： 5.5V 3.5V （5V单片机） STC12LE5A60S2 系列工作电压： 3.6V 2.2V （3V单片机）(3). 工作频率范围：0 35MHz，相当于普通8051的 0 420MHz(4). 用户应用程序空间 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62节.(5). 片上集成1280字节 RAM（6）. 通用I/O口（36/40/44个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）设置成四种模式：准双向口/弱上拉，强推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏强推挽/强上拉，仅为输
9、入/高阻，开漏推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不要超过120mA(7). ISP（在系统可编程）/ IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数即可完成一片(8). 有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM无内部EEPROM)(9). 看门狗(10).内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体12M以下时，复位脚可直接1K电阻到地）(11). 外部掉电检测电路: 在P4.6口有一个低压门槛比较器5V单片机为1.33V，误差为5%,3.3V 单片机为1.31V，误
10、差为3%(12). 时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器(温漂为5% 到10% 以内)用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C 振荡器还是外部晶体/ 时钟常温下内部R/C 振荡器频率为：5.0V 单片机为： 11MHz 17MHz3.3V 单片机为： 8MHz 12MHz度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，以实际测试为准。(13). 共4个16位定时器两个与传统8051兼容的定时器/计数器,16位定时器T0和T1，没有定时器2，但有独立波特率发生器做串行通讯的波特率发生器,再上2路PCA模块可再实现2个16位定时器(14). 3个时钟输出口，可由T0的溢出在
11、P3.4/T0输出时钟，可由T1的溢出在P3.5/T1输出时钟,独立波特率发生器可以在P1.0口输出时钟(15). 外部中断 I/O 口7路,传统的下降沿中断或低电平触发中断,并新增支持上升沿中断的PCA模块，ower Down 模式可由外部中断唤醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4, T1/P3.5, RxD/P3.0,CCP0/P1.3 (也可通过寄存器设置到P4.2), CCP1/P1.4 (也可通过寄存器设置到P4.3)(16). PWM (2路） / PCA （可编程计数器阵列, 2 路） - 也可用来当2路 D/A 使用 - 也可用来再实现 2 个定时器 -
12、也可用来再实现 2 个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可分别或同时支持)(17). A/D 转换, 10位精度 ADC ，共8路，转换速度可达 250K/S (18). 通用全双工异步串行口 (UART) ，由于STC12系列是高速的8051，可再用定时器或PCA软件，可再用定时器或PCA软件可再用定时器或PCA软件实现多串口(19). STC12C5A60S2 系列有双串口，后缀有 S2 标志的才有双串口， RxD2/P1.2 (可通过寄存器设置到 P4.2 )， TxD2/P1.3 (可通过寄存器设置到 P4.3 )(20). 工作温度范围： -40 +85 (工业级) / 0 75 (
13、商业级)(21). 封装： LQFP-48, LQFP-44, PDIP-40, PLCC-44, QFN-40I/O 口不够时，可用2到3根普通 I/O 口线外接 74HC164/165/595 （均可级联）来扩展 I/O 口,还可用 A/D 做按键扫描来节省 I/O 口，或用双 CPU ,三线通信，还多了串口。1.3 主电路设计主电路主要有核心STC12c5a60s单片机构成，由单片机编程控制点阵的输出结构，由5V直流电源进行给单片机供电，用74LS138译码器解决了I/O口不够问题，因为是由单片机直接驱动点阵，直接驱动往往会产生点阵电流太低的问题，设计时候也考虑到这点，用74LS245收
14、发器来放大I/O驱动电流，实现了单片机直接驱动点阵的目的。具体主电路如下图1-2图1-2 主电路图主电路的电源模块是有7805为核心的稳压电路构成，由7805进行稳压，用桥式整流电路进行交直流转换，但考虑到实际应用中的可携带性，故直接采用了3节干电池串联组成的5V直流电源1.4 显示电路本设计显示使用的是Ark_sz411288k型点阵，只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮点阵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). 行扫描；(3). 列扫描。若使用第一种方式，其扫描频率必须大于1664=1024Hz，周期小于1ms即可。若使用第二和第三种方式，则频率必须大于168=128Hz，周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。此外一次驱动一列或一行（8颗LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。点阵内部管脚分布如下图1-3图1-3点阵内部管脚分布本设计显示电路由两块8*8点阵组成，
