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项目2 点阵LED电子显示屏的设计 2.1 项目描述 本模块的主要内容是：运用汉字点阵显示技术、LED点阵显示器件等设计出一个具有一定实用价值的32*16点LED电子显示屏。该系统可实中英文字符信息显示，可用在公共场合做流动信息显示。该系统应用了点阵扫描显示的原理, 以美国ATMEL公司AT89S51单片机为控制芯片，采用“Proteus+Keil C”对LED电子显示屏进行了仿真，仿真结果表明：该系统能达到预期的性能要求，证明采用软硬件结合，利用单片机设计LED电子显示屏的方法是可行的。通过该项目的学习与实践, 可以让读者获得如下知识和技能： ( 学习LED点阵器件接口技术； ( 学习汉字点阵字模提取技术； ( 学习LED点阵扫描显示工作原理和应用方法； ( 培养学生运用C51编写显示屏动态显示的能力； 2.2 知识准备 要完成出以上要求的LED点阵显示屏的设计，需要具备以下一些相关的知识和技能，下面进行阐述。 2.2.1 单片机输入输出端口 单片机对数据有着灵活、强大的运算处理能力，但有些数据需要从外部输入进来，并且有一些数据处理好之后，要送到外部控制相应器件动作。例如，按键与指示电路，没键按下时是高电平，当有键按下时，会向单片机发出低电平信号，单片机接收到之后，向指示电路发出亮灯电平。这样，单片机就用到了对外的基本接口，也就是单片机输入输出（I/O）口。 1、I/O端口硬件结构 AT89S51单片机有四组I/O口，每组为8位，即一个字节，它们分别是P0,P1,P2,P3口。由于精简单片机的引脚，P0,P2,P3的引脚为功能复用或第二功能引脚。各接口的配置情况如图2.1所示。 （a）P0端口中的一位 （b）P1端口中的一位 （c）P2端口中的一位 （d）P3端口中的一位 图2.1 单片机端口内电路 上图中可以看出，四个I/O都是双向口，既可以做输出，又可以做输入。其中，P1、P2、P3口有内部上拉，做为输入输出时可以直接使用。P0和P2可以通过内部控制信号去转换开关，使P0和P2切换成地址/数据的访问外部空间模式。 P0做普通I/O口使用时，为漏极开路输出，需在外部接上拉电路以便产生高电平。P0口做数据/地址功能使用时，为推挽式输出。P0在输出地址时间段里，输出的是低8位地址，高8位地址由P2口输出。 如果P3口内的锁存器已经写入‘1’，那么P3还可启用复用功能。P3的复用功能如表3.1所示。 表2.1 P3口复用功能 端口引脚 复用功能 （串行接收接口） （串行发送接口） （外部中断0） （外部中断1） （定时/计数器0外部输入口） （定时/计数器1外部输入口） （访问外部空间时写信号） （访问外部空间时读信号） 2、各I/O端口的访问 P0~P3口在芯片内的地址处于内部特殊寄存器段中，其具体地址如分别为80h,90h,a0h,b0h。 （1）基本输入输出 各端口做普通I/O进行数据输入，需先给相应的I/O端口写入数据“1”，然后才能正常读取外线路引进的电平。对于P0口，还需要接外部上拉。否则，有可能读不到正确的电平信号。 例如，将P2.0的引脚电平读到位变量x0中 bit x0; //定义一个位变量 P2=P2|1; //将P2.0置1，其它位数据不变 x0=0; //假设P2.0的电平为低电平，x0记为0 if (P21) //读P2口，并判断P2.0是否为1 x0=1; //P2.0是高电平，x0记为1 各I/O口作为普通I/O口的数据输出时，即时给I/O赋值即可。例，P1=0xa0;//给P1对外输出数值0xa0。 不管是进行输入还是输出操作，在对I/O口进行编程时，既可以使用字节操作方式，也可以进行位操作方式。 （2）功能复用 当有复用功能或第二功能要使用I/O口时，相应的I/O引脚就不能做普通I/O使用，否则会造成数据混乱。如P3.6、P3.7，在对外部RAM访问时，P3.6与P3.7是写、读控制线，这时就不能做普通I/O使用。 P0口、P2口做为地址/数据功能使用时，可访问外部程序存储器或外部RAM存储器。在访问外部空间时，在地址输出阶段，P0送出地址的低8位，P2送出地址的高8位，然后单片机产生ALE（地址锁存）信号控制单片机外部的地址锁存器存入地址值。由于在整个操作周期内P2的地址信号一直有效，一般不对P2的地址信号锁存。在数据阶段，P0输出或输入数据。 3、I/O口的应用 实例1：按键状态指示灯控制。 P1口的P1.0到P1.3接有四个按键，P1.4到P1.7有四个LED发光二极管，当P1.0按下时，P1.4所接的发光二极管点亮。P1.1的键对应P1.5的LED，其它的以此