单片机点阵课程设计1(2)

口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输

入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能

P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入）

P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。

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图5-1 AT89C51

5.1.2、单片机最小系统

单片机的最小系统是能够让单片机工作的最小硬件电路。除了单片机外，最小系统还包括复位电路和时钟电路。

复位电路，单片机的复位电路接在复位信号RST上，复位电路用于将单片机内部电路的状态恢复到初始值。需要复位时按下按钮即可。

时钟电路，时钟电路为单片机工作提供基本时钟。时钟电路中包含一个晶体振荡器，简称晶振，频率范围是1.2~12MHz。晶体振荡频率越高，系统的时钟频率也越高，单片机的运行速度也就越快。

图5-2 单片机最小系统

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5.2.1译码器74HC154

74HC154是一款高速CMOS器件，74HC154引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。

74HC154译码器可接受4位高有效二进制地址输入，并提供16个互斥的低有效输出。74HC154的两个输入使能门电路可用于译码器选通，以消除输出端上的通常译码“假信号”，也可用于译码器扩展。该使能门电路包含两个“逻辑与”输入，必须置为低以便使能输出端。任选一个使能输入端作为数据输入，74HC154可充当一个1-16的多路分配器。当其余的使能输入端置低时，地址输出将会跟随应用的状态。

74HC154的特性：16线多路分配功能 4位二进制码输入译码至16个互斥输出 兼容JEDEC标准no.7A 温度范围 0 V-40～+85 ℃ -40～+125 ℃ ESD保护 HBM EIA/JESD22-A114D超过2000 V MM EIA/JESD22-A115-A超过20 74HC154 参数

电压2.0～6.0V 驱动电流+/-5.2 mA 74HC154 封装与引脚 ：

SO24, SSOP24, DIP24, TSSOP24 74HC154 4线-16 线译码器/解调器

将4个二进制编码输入译成16个彼独立的输出之一,将数据从一个输入线分配到16个输出的任意一个而实现解调功能,输入箝位二极管简化了系统设计与大部分TTL和DTL电路完全兼容74154这种单片4线—16线译码器非常适合用于高性能存储器的译码器。当两个选通输入E1 和E2 为低时, 它可将4 个二进制编码的输入译成16 个互相独立的输出之一。实现解调功能的办法是：用4 个输入线写出输出线的地址，使得在一个选通输入为低时数据通过另一个选通输入。当任何一个选通输入是高时，所有输出都为高。

表5-1 74HC154引脚功能介绍 引脚 编号 功能 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,13,14,15,Y0 to Y15 Outputs输出(Active LOW)低电平 16,17 18,19 23,22,21,20 E1, E2 A to D Enable Inputs(Active LOW)使能输入(低电平) Address Inputs地址输入 ５

图5-3 译码器74HC154

5.3、LED点阵显示模块

汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵，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言，再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。

一块8×8点阵上共有64个发光二极管组成，每个二极管是放置在行线与列线的叉点上。本设计为一个室内用16ｘ16的点阵LED点阵广告牌，所以设计时使用四块8×8的LED点阵发光管的模块，来组成了一个16×16的LED点阵显示屏。

图5-4 四块8×8的点阵组成16×16的点阵

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LED点阵显示字幕、图形，其实并不是像我们眼里看的那样一个字一下就显示出来了，在点阵里要显示一个字。如图5-5显示一个“大”字的话，就是要把那些黄色的点点亮，但是它不是一下就能全部点亮了那些点，而是一行一行依次把所需要的点点亮，当这样的扫描速度足够快的话（每秒24次以上），由于人眼的视觉惰性，这时就会在人眼里出现一个稳定的“大”字，这样就实现了LED显示字幕、图形功能。我们把这种扫描方式叫动态扫描方法，这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套列驱动器。

以16×16点阵为例，把所有同一行的发光管的阳极连在一起，把所有同一列的发光管的阴极连在一起（共阳的接法），先送出对应第1行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其亮一定的时间，然后熄灭；再送出第2行的数据并锁存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；….第16行之后，又重新燃亮第1行，反复轮回。该方法能驱动较多的LED，控制方式较灵活，而且节省单片机的资源。

图5-5 8*8点阵

显示数据传输采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。但串行传输过程较长，数据按顺序一位一位地输出给列驱动器，只有当一行的各列数据都已传输到位之后，这一行的各列才能并行地进行显示。对于串行传输方式来说，列数据准备时间可能相当长，在行扫描周期确定的情况下，留给行显示的时间就太少了，以致影响到LED的亮度。

采用串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾，可以采用重叠处理的方法。即在显示本行各列数据的同时，传送下一行的列数据。为了达到重叠处理的目的，列数据的显示就需要有锁存功能。对于列数据准备来说，它应能实现串入并出的移位功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串行移位寄存器就可以准备下一行的列数据，而不会影响本行的显示。 LED点阵显示模块进行的方法有两种：

（1）水平方向扫描，即逐列扫描的方式，简称列扫描方式。此时用一个P口输出列码决定哪一列能亮，用另一个P口输出行码，决定该行上那哪个LED亮。能亮的列从左到右扫描完16列即显示出一个完整的字体。

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