点阵LED显示屏控制系统设计
点阵LED显示屏控制系统设计
【摘要】介绍了一个以单片机AT89S51为控制器的点阵LED显示屏控制系统。当今世界，电子技术迅猛发展，点阵式显示器件作为现代信息显示的重要媒体，在金融证券、体育、机场、交通、商业、广告宣传、邮电电信、指挥调度、国防军事等许多领域中得到了广泛应用。因此点阵式显示器件的研制、生产也的到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。目前，点阵式显示器件具体包括LED显示模块和LCD显示模块等。对于那些需要显示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相对比较低的场合，使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的，他可以显示字符、数字和简单图形，显示亮度较高，并且对环境条件要求比较低。该系统采用RS-232/RS-485通信标准，通过AT89S51的串行接口接收PC机的控制命令及显示数据，经处理后控制LED显示屏的扫描显示在8X8 LED点阵上显示柱形，让其先从左到右平滑移动三次，其次从右到左平滑移动三次，再次从上到下平滑移动三次，最后从下到上平滑移动三次，如此循环下去。
【关键字】单片机 LED显示屏 AT89S51 FLASH存储器。
The Display control System For A Lattice LED’s Panel
Abstract: A lattice LED’s panel display system controlled by a microcomputer AT89S51 was given. The system received the control command and display data from PC by way of one serial interface of AT89S51 using RS-232/RS-485 communication protocol. The microcomputer controls the scanning of data display by way of another serial interface of AT89S51 .
Key words: microcomputer ,LED’s panel, AT89S51 ,FLASH storage
第一章 AT89S51功能与特性
1.1 引言
LED电子显示屏是随着计算机及相关的微电子﹑光电子技术的迅猛发展而形成的一种新型信息显示媒体。它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点，在短短的十来年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。对于那些需要显示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相对比较低的场合，使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的，他可以显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据需要使用不同字号、字型，显示亮度较高，并且对环境条件要求比较低。LED显示又可以分为单色显示和双色显示，可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，并用单片机控制实现各种文字或图形的变化，达到宣传和提示的目的。
本文所设计的是一个同等灰度的单色条形显示屏控制系统，该控制系统以AT89S51为控制器，采用RS-232/RS-485通信标准，可显示1个8*8点阵的字符或数字。显示方式有左移﹑右移﹑上移﹑下移﹑替换；显示状态包括移动速度﹑停留时间等。
1.2 AT89S51简介
AT89S51是美国DALLAS公司生产的与MCS-51系列完全兼容的单片微处理器产品。它与89C51具有完全相同的封装，提供80C32具有的所有的功能，如I/O口，定时器/计数器，串行口等。此外它还提供了另一个全双工串行接口，7个新的中断，可编程看门狗定时器，掉电中断和复位等。在此基础上， AT89S51还增加了2个用于改善外部RAM数据存储器存取数据的功能，即双数据指针和可编程片外RAM存取周期扩展功能。 AT89S51可以工作在1MHZ～33MHZ的频率范围内。普通8051的CPU的每个机器周期需要12个时钟，而 AT89S51的每个机器周期只需要4个时钟。而且 AT89S51采用了重新设计的微处理器内核，去除了多余的时钟和存储周期，因此每一条指令的执行时间都比原8051CPU快1.5至3倍，在相同的晶振频率和代码条件下，其运行速度平均提高2.5倍。此外 AT89S51的双数据指针结构也将提高数据传送的效率。在显示系统中，由于扫描显示与状态控制、移动控制分时复用CPU，扫描显示频率不能低于 60 HZ，这就需要加快CPU执行指令的速度。 AT89S51具有高的工作频率，高效的CPU内核以及很短的机器周期，应用于显示控制系统中可以大大提高显示效果，增强系统的稳定性和可靠性。
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
AT89S51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器.具有4K字节可编程闪烁存储器,可擦除的的只读存储器(PEROM), ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器. AT89S51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案. 三级程序存储器锁定、128*8位内部RAM、32位可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和掉电模式、片内振荡器和时钟电路。
AT89S51管脚图
表2.1 T89S51P3口定义
Port Pin
Alternate Functions
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7 RXD (serial input port )
TXD (serial output port )
/INT0 (external interrupt 0 )
/INT1 (external interrupt 1 )
T0 (timer 0 external input )
T1 (timer 1 external input )
/WR (External data memory write-Link )
/RD ( External data memory read-Link )
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。793