畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)類　別：　 　 專 業(yè)：　 班 級(jí): 姓 名： 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 單片機(jī)自動(dòng)控制滾動(dòng)廣告屏 指導(dǎo)教師姓名： 2010年 4月 1摘 要我國(guó)開(kāi)始使用單片機(jī)是在1982年，20世紀(jì)90年代中期單片機(jī)技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展非常迅速近年來(lái)，單片機(jī)已經(jīng)成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類社會(huì)生活的得力助手它的廣泛應(yīng)用，不僅僅體現(xiàn)在工業(yè)控制、機(jī)電應(yīng)用、智能儀表、實(shí)時(shí)控制、航空航天、尖端武器等行業(yè)和領(lǐng)域的智能化、高精度化，而且在人類日常生活中也隨處可見(jiàn)它的身影洗衣機(jī)、電冰箱、電子玩具、收錄機(jī)等家用電器配上單片機(jī)后，不僅提高了智能化程度，增強(qiáng)了功能，也使人類生活更加方便、舒適、豐富多彩20世紀(jì)90年代后，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)由以嵌入式微處理器為核心的“集成電路”級(jí)設(shè)計(jì)，逐漸轉(zhuǎn)向“集成系統(tǒng)”級(jí)設(shè)計(jì)，在MCU提出了系統(tǒng)芯片SoC（System on a Chip）的基本概念，例如，ARM公司的ARM、HP公司的PARISC及Sun公司的Sparc等等，它們?yōu)楦咝阅芮度胧较到y(tǒng)開(kāi)發(fā)提供了功能豐富的硬件平臺(tái)，也為實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

這些高性能微處理器的推廣應(yīng)用是否就意味著單片機(jī)即將退出嵌入式微處理器的舞臺(tái)呢？目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，其趨勢(shì)將進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展，其功能也將越來(lái)越豐富，速度也越來(lái)越快，甚至有些方面并不遜于ARM或DSP還有最為重要的是生產(chǎn)成本問(wèn)題，普通ARM或DSP的價(jià)格是一般單片機(jī)的幾倍甚至數(shù)10倍，因此在大批量工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，這也成為了廠商選擇的重要因素?fù)?jù)相關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的單片機(jī)年容量已達(dá)1億-3億片，且每年以大約16%的速度增長(zhǎng)，所以綜合單片機(jī)技術(shù)和市場(chǎng)需求等多方面情況來(lái)看，它仍然有自己廣闊的應(yīng)用前景隨著LED顯示屏在廣告?zhèn)髅筋I(lǐng)域逐漸嶄露頭角，其控制系統(tǒng)也如雨后春筍，層出不窮由于它的控制系統(tǒng)均是基于嵌入式微處理器開(kāi)發(fā)，所以單片機(jī)在其中也占有一席之地但是，由于LED顯示屏控制較復(fù)雜，特別是對(duì)于顯示特殊效果，如循環(huán)移動(dòng)、覆蓋、霓虹燈效果，要求處理器運(yùn)算速度快、執(zhí)行效率高，所以很多控制卡生產(chǎn)廠家采用高端嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)這樣做雖然能在一定程度上提高數(shù)據(jù)處理速度，但是并不能完全滿足所有顯示效果要求，而且開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品成本也會(huì)隨之成倍增加，甚至由于其設(shè)計(jì)不當(dāng)可能在顯示時(shí)出現(xiàn)抖動(dòng)、閃爍、重影等現(xiàn)象。

歸根結(jié)底，LED顯示屏控制卡的設(shè)計(jì)中硬件是一方面因素，同時(shí)還要考慮到顯示數(shù)據(jù)組織方式，通過(guò)軟硬結(jié)合的方法才能設(shè)計(jì)出一款性價(jià)比較高的控制卡無(wú)線發(fā)射機(jī)硬件控制模塊無(wú)線接收機(jī)硬件控制模塊RS-232串口通信發(fā)射信息PC機(jī)控制系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)LED點(diǎn)陣顯示屏行列掃描驅(qū)動(dòng)單片機(jī)控制的循環(huán)移動(dòng)（滾動(dòng)）廣告屏也就應(yīng)運(yùn)而生，他不僅制作簡(jiǎn)單，而且美觀大方是企事業(yè)單位等宣傳其產(chǎn)品的一種高效而具體化的工具相信在不久的未來(lái)其應(yīng)用前景會(huì)更加廣闊！目 錄第一章 概 述 11．1 單片機(jī)概述 11.1.1 匯編語(yǔ)言及其優(yōu)點(diǎn) 21.2 LED點(diǎn)陣數(shù)碼顯示屏概述 31.2.1 LED的簡(jiǎn)介 31.2.2 點(diǎn)陣的概述 31.2.3 LED電子屏參數(shù)與術(shù)語(yǔ) 41.3 LED點(diǎn)陣數(shù)碼顯示屏的前景和發(fā)展 6第2章 硬件介紹 72.1 MSC-51系列AT89S51單片機(jī) 72.1.1 AT89S51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 82.1.2 MCS-51的引腳說(shuō)明 112.2 帶鎖存器輸出的8位移位寄存器74HC595 132.2.1輸出能力 142.2.2引腳說(shuō)明 142.2.3功能表 142.3 8*8的LED-1588點(diǎn)陣模塊 152.3.1產(chǎn)品內(nèi)部電路圖 162.3.2 PIN連接說(shuō)明 162.3.3 產(chǎn)品描述 17第3章 硬件設(shè)計(jì) 223.1硬件設(shè)計(jì)主框圖 223.2 LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)原理 233.3 8*8 LED點(diǎn)陣連接成顯示屏的硬件連接 233．4單片機(jī)與74HC595的硬件連接 243.5 89S51單片機(jī)、顯示模塊及驅(qū)動(dòng)模塊的連接 26第4章 軟件設(shè)計(jì) 264．1顯示原理 264.1.1LED的顯示原理 264.1.2點(diǎn)陣的顯示原理 284.2設(shè)計(jì)思路 294.3 16*16點(diǎn)陣字庫(kù)字模的提取 304.5主程序流程圖 324．6匯編程序 33參考文獻(xiàn) 36感 謝 辭 37第一章 概 述 1．1 單片機(jī)概述 單片微型計(jì)算機(jī)（single chip microcomputer）簡(jiǎn)稱單片機(jī)，它是為各類專用控制器而設(shè)計(jì)的通用或?qū)Ｓ梦⑿陀?jì)算機(jī)系統(tǒng)，高密度集成了普通計(jì)算機(jī)微處理器，一定容量的RAM和ROM以及輸入/輸出接口，定時(shí)器等電路于一塊芯片上構(gòu)成的。

1976年Intel公司推出的MCS—48系列8位單片機(jī)，以其體積小，功能全，價(jià)格低等特點(diǎn)贏得了廣泛的應(yīng)用MCS—48為單片機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，成為單片機(jī)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要階段在MCS—48成功的激勵(lì)下，許多半導(dǎo)體公司和計(jì)算機(jī)公司競(jìng)相研制和開(kāi)發(fā)自己的單片機(jī)系列其中包括MOTOROLA,Zilog,Philips,Atmel等公司的產(chǎn)品盡管目前單片機(jī)品種繁多，但其中最具有典型性的當(dāng)數(shù)Intel公司的MCS—51系列MCS—51系列是在MCS—48系列的基礎(chǔ)上于80年代發(fā)展起來(lái)的，雖然它仍然是8位單片機(jī)，但其功能較MCS—48有很大的增強(qiáng)此外，它還具有品種全，兼容性強(qiáng)，軟硬件資源豐富的特點(diǎn)，因此應(yīng)用較為廣泛，成為繼MCS—48之后最重要的單片機(jī)品種直到現(xiàn)在，MCS—51仍不失為一種單片機(jī)是主流芯片在8位單片機(jī)之后，16位的單片機(jī)也有很大的發(fā)展例如，1983年Intel公司的MCS—96系列單片機(jī)就是其中的典型代表與MCS—51相比，MCS—96不但字長(zhǎng)增加了一倍，而且還具有4路或8路的10位的A/D轉(zhuǎn)換功能此外，在其他性能方面也有一定的提高在單片機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的嵌入式系統(tǒng)已成功進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)。

嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟，硬件可裁減，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能，可靠性，成本，體積，功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1981年，Ready Systen開(kāi)發(fā)出世界上第一個(gè)商業(yè)嵌入式實(shí)時(shí)內(nèi)核，這個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核包含了許多傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的特征，包括任務(wù)間通信，同步與相互排斥，中斷支持，內(nèi)存管理等功能此后一些公司也紛紛推出了自己的嵌入式操作系統(tǒng)，這些嵌入式操作系統(tǒng)都具有嵌入式的典型特點(diǎn)：它們均采用占先式的調(diào)度，響應(yīng)時(shí)間短，任務(wù)執(zhí)行的時(shí)間可以確定；系統(tǒng)內(nèi)核很小，具有可裁減性可擴(kuò)充性和可移植性，可移植到各種處理器上，較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和可靠性適合嵌入式應(yīng)用如今，實(shí)時(shí)內(nèi)核逐漸發(fā)展為多任務(wù)操作系統(tǒng)，并作為一種軟件平臺(tái)逐步成為目前國(guó)際嵌入式系統(tǒng)的主流嵌入式系統(tǒng)由軟件和硬件兩大部分組成從硬件方面來(lái)講嵌入式系統(tǒng)的核心部件是嵌入式處理器據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界嵌入式處理器的品種數(shù)量已經(jīng)超過(guò)1000多種，其中8051體系占大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的軟件一般由嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件組成操作系統(tǒng)是連接計(jì)算機(jī)硬件與應(yīng)用程序的系統(tǒng)程序操作系統(tǒng)有兩個(gè)基本功能：使計(jì)算機(jī)硬件便于使用，高效組織和正確使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如今，嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用于工業(yè)控制，交通管理，信息家電，家庭智能管理系統(tǒng)，POS網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)，環(huán)境監(jiān)測(cè)，機(jī)器人等領(lǐng)域。

單片機(jī)具有以下特點(diǎn)：1）小巧靈活，成本低，易于產(chǎn)品化它能方便的組合成各種智能化的控制設(shè)備及各種智能儀器與儀表2）面向控制，能針對(duì)性的解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得最佳的價(jià)格性能比3）抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣環(huán)境下都能可靠性工作，這是其它機(jī)種無(wú)法比擬的4）可以很方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布控制使整個(gè)控制系統(tǒng)的效率和可靠性大幅度提高 單片機(jī)具有體積小、功耗低，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)還還開(kāi)發(fā)了一些以單片機(jī)母片為核（如80C51），在 片中嵌入更多功能的專用型單片機(jī)（或者叫專用微控制器），因此單片機(jī)在計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛8051是MCS51系列單片機(jī)的一個(gè)產(chǎn)品MCS51系列單片機(jī)是Intel公司推出的通用型單片機(jī)，在本設(shè)計(jì)中我選用的是89S511.1.1 匯編語(yǔ)言及其優(yōu)點(diǎn) 本設(shè)計(jì)采用的是匯編語(yǔ)言編程，所以下面我們對(duì)匯編語(yǔ)言及其優(yōu)點(diǎn)做一些簡(jiǎn)介匯編語(yǔ)言(Assembly Language)是面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言在匯編語(yǔ)句中，用助記符(Memoni)代替操作碼，用地址符號(hào)(Symbol)或標(biāo)號(hào)(Label)代替地址碼這樣符號(hào)代替機(jī)器語(yǔ)言的用二進(jìn)制碼，就把機(jī)器語(yǔ)言變成了匯編語(yǔ)言。

于是匯編語(yǔ)言亦稱為符號(hào)語(yǔ)言使用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，機(jī)器不能直接識(shí)別，要由一種程序?qū)R編語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，這種起翻譯作用的程序叫匯編程序匯編程序是系統(tǒng)軟件中語(yǔ)言處理系統(tǒng)軟件匯編語(yǔ)言把匯編程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言的過(guò)程稱為f匯編作為最基本的編程語(yǔ)言之一，匯編語(yǔ)言雖然應(yīng)用的范圍不算很廣，但重要性卻勿庸置疑，因?yàn)樗軌蛲瓿稍S多其它語(yǔ)言所無(wú)法完成的功能匯編語(yǔ)言的主要優(yōu)點(diǎn)有：1）速度快，可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操作（這對(duì)諸如圖形處理等關(guān)鍵應(yīng)用是非常重要的）2）能夠直接訪問(wèn)與硬件相關(guān)的存儲(chǔ)器或 I/O 端口3）能夠不受編譯器的限制，對(duì)生成的二進(jìn)制代碼進(jìn)行完全的控制4）能夠?qū)﹃P(guān)鍵代碼進(jìn)行更準(zhǔn)確的控制，避免因線程共同訪問(wèn)或者硬件設(shè)備共享引起的死鎖5）能夠根據(jù)特定的應(yīng)用對(duì)代碼做最佳的優(yōu)化，提高運(yùn)行速度6）能夠最大限度地發(fā)揮硬件的功能 1.2 LED點(diǎn)陣數(shù)碼顯示屏概述1.2.1 LED的簡(jiǎn)介 LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫(xiě)，發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和 n型半導(dǎo)體組成的晶片，在p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)度層p-n結(jié)，注入的少數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。

LED在我們?nèi)粘Ｉ畹碾娖髦须S處可見(jiàn)，極為普通也廣為人知LED具有效率高、光線質(zhì)量高、能耗小、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，主要可用于平面顯示領(lǐng)域、便攜設(shè)備顯示屏、照明以及紅外線LED領(lǐng)域等下游應(yīng)用產(chǎn)品市場(chǎng) 與傳統(tǒng)的照明工具相比，LED照明產(chǎn)品，尤其是氮化鎵基（GaN）白光LED照明光源體積小、重量輕、方向性好并可耐各種惡劣條件，在功耗、壽命以及環(huán)保等方面均有不可比擬的優(yōu)越性1.2.2 點(diǎn)陣的概述LED點(diǎn)陣顯示器，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹(shù)脂和塑模封裝而成具有高亮度、功耗低、引腳少、視角大、壽命長(zhǎng)、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點(diǎn)點(diǎn)陣顯示器有單色和雙色兩類，可顯示紅，黃，綠，橙等LED點(diǎn)陣有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16、24×24、40×40等多種；根據(jù)像素的數(shù)目分為等，雙基色、三基色等，根據(jù)像素顏色的不同所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同，單基色點(diǎn)陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點(diǎn)亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點(diǎn)亮?xí)r間，則可實(shí)現(xiàn)256或更高級(jí)灰度顯示，即可實(shí)現(xiàn)真彩色顯示。

LED點(diǎn)陣顯示器單塊使用時(shí)，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號(hào)．如5 x 7點(diǎn)陣顯示器用于顯示西文字母．5×8點(diǎn)陣顯示器用于顯示中西文，8 。