《基于51系列
单片机的
LED显示屏开发技术》以当今广告媒体中较为流行的LED显示屏控制
系统为背景,结合基于51系列单片机的硬件控制系统,对LED显示屏的数据组织方式和灰度、亮度控制做深度剖析,详细地讲解了如何利用LED单元板驱动控制方式高效率地排列存储器中的数据。《基于51系列单片机的LED显示屏开发技术》提供了一些经过实际应用项目验证的完整开发实例,供读者参考。在简要讲述普通51单片机和C51编程的基础上,《基于51系列单片机的LED显示屏开发技术》还对具有40 MHz工作频率、单指令周期的增强型51单片机——VRS51L3074及其在LED显示屏控制系统中的应用做了详细介绍。《基于51系列单片机的LED显示屏开发技术》是国内第一本针对铁电单片机的书籍,为初学铁电单片机或是希望了解该单片机的读者提供了较为全面的
资料和开发例程。此外还对通用LED显示屏上位机控制
软件设计、LED显示屏控制系统常用时钟芯片DS1302、温度传感器DS18B20等模块控制程序和硬件电路进行分析和讲解。这些内容是作者近几年来部分开发工作的实践总结,有些是根据实际生产产品的提炼和推广。
Ps9YP B- 《基于51系列单片机的LED显示屏开发技术》内容丰富实用,图文并茂,适用于从事单片机开发和应用以及从事LED控制系统的研发人员和工程技术人员使用,也可以作为单片机爱好者、铁电单片机初学者,以及使用C51编程的研究生、本科生、专科生毕业设计的参考用书。
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+d/^0^(D\5
dX;G[\ 第1章 51系列单片机系统结构概述
H\ONv=}7I 1.1 51单片机概述1
8!VFb+ 1.1.1 单片机的分类1
n9r3CLb[ 1.1.2 8051单片机的应用3
S[L2vM) 1.1.3 8051单片机的开发3
~AG."<} 1.1.4 8051单片机型号的选择4
TCS^nBEE 1.1.5 单片机学习的要点4
HP*AN@>Kw 1.2 51单片机基本系统结构4
NZ?| #53 1.2.1 51单片机的结构框图及引脚4
{GM8}M~D& 1.2.2 MCS51系列单片机主要功能部件6
}Q%fY(bp 1.2.3 典型时钟电路和复位电路7
<|_b: 1.2.4 8051单片机I/O结构7
Ax"I$6n> 1.3 51单片机存储器结构8
8et.A 1.3.1 程序存储器9
DsH`I%w{ 1.3.2 外部数据存储器10
7z4u?>pne* 1.3.3 内部数据存储器空间11
NP5;&}uv*! 1.3.4 MCS51单片机特殊功能寄存器13
;
#^Jy#) 1.3.5 常用特殊功能寄存器14
?L~Z]+- 1.4 51单片机的指令系统及汇编语言设计要点16
Dt8wd,B 1.4.1 指令格式16
9\[A%jp#K@ 1.4.2 伪指令17
"J (.dg]" 1.4.3 寻址方式19
n*U+jc 1.4.4 指令类型21
7]6HXR @ 1.5 汇编程序设计34
g w`}eA$ 1.5.1 三种基本的程序结构34
9dXtugp| 1.5.2 汇编程序设计的要点35
=D6H?K-k! 1.6 51单片机主要扩展功能部件39
g&6O*vx 1.6.1 MCS51单片机定时/计数器39
j2"Y{6c 1.6.2 中断系统47
yNu%D$6u7 1.6.3 串行口54
|`yzH$,F 第2章 C51应用基础
;Z(~;D 2.1 Keil C51简介62
4yu ^cix( 2.2 C51程序设计基础知识63
hV4\#K[ 2.2.1 C语言的特点63
jboQ)NxT!, 2.2.2 一个简单的C51例子63
"3Z<V8xB 2.2.3 C51的基础知识64
3U73_=>=& 2.2.4 存储空间定义64
M:OJL\0 2.2.5 C51数据类型65
C6`<SW 2.2.6 C51存储空间的定义67
WxFrqUz 2.2.7 C51的常量67
Z2dy|e(c 2.2.8 C51常用运算符68
hf1f 2.2.9 C51表达式73
"x$RTuWA9 2.2.10 C51的基本语句74
Kzd`|+?'`M 2.3 C51的函数与数组80
-j 6U{l 2.3.1 函数的定义81
>@o}l:* 2.3.2 数组83
I=3e@aTZ, 2.3.3 结构(struct) 86
!B_?_ a 2.3.4 联合(union)87
fC4D# 2.4 C51基本应用90
`y!6(xI 2.4.1 I/O口字节操作应用90
GL_a`.=@ 2.4.2 I/O口位操作应用90
\4.U.pKY 2.4.3 计数器应用91
H.ZmLB 2.4.4 外部中断应用91
Sh_ =dzM 2.4.5 串行口中断应用92
' 1aU0< 2.4.6 键盘显示程序93
S6sw) 第3章 铁电单片机VRS51L3074
U-#t&yjh# 3.1 VRS51L3074概述104
o(/(`/ 3.1.1 功能说明104
;=.QT 3.1.2 引脚说明106
|ei?s1) 3.1.3 指令系统109
]<;m;/H 3.2 VRS51L3074的存储器结构113
%q@eCN 3.2.1 内部数据存储区114
[[P UK{P0 3.2.2 特殊功能寄存器区114
wxg`[c$: 3.2.3 外部数据存储器组织120
*eO@<j? 3.2.4 外部数据总线访问123
'sL>U$( 3.2.5 FRAM铁电存储器的使用127
2>l:: 8Pp 3.3 VRS51L3074芯片配置133
>_biiW~x : 3.3.1 系统时钟配置133
Aghcjy|j 3.3.2 处理器工作模式控制135
nuB@Fkr 3.3.3 功能模块使能控制136
qG/a5i 3.3.4 功能模块I/O映射与优先级137
_F *("
o 3.4 通用I/O口138
~{[~ =~\u 3.4.1 I/O口结构139
_ID2yJ 3.4.2 I/O口方向配置139
X"W%(x`w 3.4.3 I/O口输入使能控制140
q($lL~Ls 3.4.4 I/O口锁存器140
VX<ZB +R 3.4.5 I/O口驱动能力141
rSD!u0c[ 3.4.6 I/O口状态变化监控141
Mc9P(5Bf 3.5 定时/计数器142
]rDf3_!m( 3.5.1 定时/计数器T0、T1 143
WG;1[o& 3.5.2 定时/计数器T2147
X?b]5?K;r 3.5.3 定时器级联150
2oAPJUPOJ 3.5.4 定时器应用例程151
PiZt?r?5w| 3.6 脉冲宽度计数器(PWC)151
Jr18faEZw 3.6.1 PWC模块配置寄存器153
$.}fL;BzVz 3.6.2 PWC模块配置操作155
<v"C`cga 3.6.3 PWC模块例程155
~u&3Ki*x 3.7 串行口156
)Xa`LG=| 3.7.1 串行口UART0157
!UD62yw~ 3.7.2 串行口UART1159
Fz16m7. 3.7.3 串行通信波特率计算161
Ou;
]>FJ 3.7.4 UART0和UART1引脚映射162
Xu$xO( 3.7.5 串行口例程163
r +;C}[E 3.8 SPI接口166
\qAMs^1- 3.8.1 SPI运行控制167
, {7wvXP 3.8.2 SPI配置和状态监控168
:x97^.eW~ 3.8.3 SPI传输字长171
kRskeMr:Rd 3.8.4 SPI数据寄存器172
HB\y [:E 3.8.5 SPI数据输入/输出173
~fs{Ff' 3.8.6 可变位数据传输174
>.PLD} zE_ 3.9 I2C接口175
g!7/iKj: 3.9.1 I2C运行控制175
S,vrz!'>A 3.9.2 I2C从机在线状态检查178
(@O F
Wc"p 3.9.3 从机ID设置与I2C高级配置180
{so"xoA^c 3.9.4 I2C例程181
SPL72+S`, 3.10 脉冲宽度调制器(PWMs)184
MyuFZ7Q4$ 3.10.1 PWM输出波形控制185
K3?7Hndf2 3.10.2 PWM模块时钟配置188
-)
$$4<L 3.10.3 PWM模块例程188
F5.Vhg 3.10.4 PWM模块的定时器工作模式191
#HB]qa 3.11 增强型算术单元(AU)194
jh`&c{#*)M 3.11.1 算术单元控制寄存器195
>i]r,j8! 3.11.2 算术单元数据寄存器198
4NwGP^n 3.11.3 桶式移位器200
%Md;=,a:6 3.11.4 增强型算术单元整体结构201
p0uQ>[NV0 3.11.5 算术单元基本运算例程201
IZ3w.:A 3.12 看门狗定时器(WDT)202
Hw<t>z
k 3.12.1 看门狗定时器的控制203
1c,$D5# 3.12.2 采用外部时钟的情况下WDT的复位控制204
.0#?u1gXsX 3.12.3 WDT基本配置例程204
PR~ho&! 3.13 中断系统205
bR49(K$~ 3.13.1 中断系统概述205
R#Id"O 3.13.2 中断允许控制207
Tm[IOuhM'? 3.13.3 中断源选择208
zF(I#|Vo 3.13.4 中断优先级209
2#ha Icm" 3.13.5 引脚变化中断209
d/- f] 3.14 VRS51L3074 JTAG接口211
\x)T_]Gcm 3.14.1 激活JTAG接口对系统的影响211
=4/lJm`` 3.14.2 板级JTAG接口的实现212
r_I7Gd 3.14.3 VRS51L3074调试器212
KCDEMs}}zM 3.15 Flash编程接口(FPI)212
3yDa5q{ 3.15.1 与FPI模块相关的特殊功能寄存器212
xc8MOm 3.15.2 Flash存储器读操作215
jRXByi=9 3.15.3 Flash存储器擦除217
MH`f!%c 3.15.4 Flash存储器写操作218
@xB"9s 第4章 LED显示屏工作
原理 A"#Gg7]tl' 4.1 LED发光原理及其发展状况、趋势224
5>"$95D 4.1.1 LED发光原理224
+l2{EiQw 4.1.2 LED发展历史及趋势225
cW26TtU( 4.2 LED显示屏基本模块介绍226
: UD<1fh 4.2.1
光学和人眼视觉知识226
{Aj}s3v 4.2.2 LED器件主要参数227
JpD<2Mz_|V 4.2.3 双基色点阵LED模块简介228
F%lP<4Vx 4.3 常用双基色LED显示屏基本控制单元229
PR{?l 4.3.1 室内双基色LED单元板结构介绍229
tV@!jaj\ 4.3.2 驱动方式分析230
jw5Bbyk 4.3.3 室内双基色单元板电路分析232
2ME3= C 4.4 LED显示屏分类及亮度、灰度控制237
:u` 4.4.1 LED显示屏分类237
=5oE|F% 4.4.2 LED显示屏亮度及灰度控制理论238
STL_#|[RM 4.5 LED显示屏工程应用及维护概述241
l^%Ez?-:s 4.5.1 LED显示屏的方案设计241
7$a,pNDw 4.5.2 LED显示屏的安装243
tqAh&TW3+ 4.5.3 LED显示屏的维修244
<E|i3\[p 第5章 LED显示屏显示数据的组织
7<mY{!2iF? 5.1 LED显示屏控制系统对单片机的基本要求245
7*M+bZ`x 5.1.1 LED显示屏对单片机控制系统的基本要求245
c#
U!Q7J 5.1.2 LED显示屏对单片机数据处理方式的基本要求247
TV#pUQ3K 5.1.3 指令优化对字节处理时间的影响248
{2}O\A 5.2 LED显示屏静态显示数据的组织251
-k|r#^(G2 5.2.1 静态显示的LED显示屏数据组织251
%/CCh;N# 5.2.2 静态屏的滚动显示255
Im+<oZ 5.3 LED显示屏动态显示数据的组织258
PiMh]
0 5.3.1 动态显示的LED显示屏数据组织258
ux& WN , 5.3.2 显示区域中X、Y坐标与存储单元字节地址i、位地址j之间的关系261
AwAUm 2^ 5.4 显示效果与占用显示数据存储器大小的关系263
0[7\p\Q 5.4.1 显示效果与占用显示数据存储器大小的关系263
PR|F-/o 5.4.2 采用双RAM并行输出降低显示数据存储器的占用267
mMS%O]m,| 5.4.3 多RAM并行输出时双RAM并行输出方式的扩展270
* h!gjbi 第6章 基于51系列单片机的小型LED显示屏控制系统
>93vMk~hU 6.1 单片机直接驱动LED显示屏272
t)=u}t$ 6.1.1 显示数据存储在程序存储器中272
200/ 6.1.2 显示数据存储在扩展的外部并行数据存储器中278
(g`G(K_ 6.2 利用单片机外部读写信号驱动LED显示屏279
r;g[<6`!S 6.2.1 单片机外部数据存储器扩展279
b\Y<1EV^[ 6.2.2 多个外部数据存储器扩展280
2)Grl;T]s 6.3 利用单片机SPI接口驱动LED显示屏287
JZNRMxu 6.3.1 SPI接口的特点287
PF2PMEBx! 6.3.2 利用SPI接口驱动LED显示屏288
#;)Oi9{9; 6.4 单片机直接驱动LED显示屏应用实例291
oa? bOm 第7章 单片机扩展外部地址计数器驱动大型LED显示屏
Fc M 7.1 单片机访问外部数据存储器时间上的限制297
[ma'11?G 7.2 利用单片机多RAM技术驱动大型LED显示屏301
[
p$f)' 7.2.1 并行RAM方式301
}KEyJj3"DA 7.2.2 串行存储器方式307
)pJ}
$[6 7.3 利用LED显示屏单元板排列方式驱动超长LED显示屏308
-hiG8%l5 7.3.1 超长LED显示屏面临的问题308
3vfm$sx@ 7.3.2 LED显示屏的双向排列方式308
__fa,kK {? 7.3.3 超长LED显示屏的数据组织与硬件实现309
zt/b S/ 7.4 利用多单片机系统驱动超大型LED显示屏313
(/Lo44wT 7.5 基于DSP与FPGA的LED显示屏控制系统的设计315
~,WG284 7.5.1 DSP的特点及在LED显示屏控制系统中的应用315
yl/-! 7.5.2 基于FPGA的系统时序电路设计316
26.),a 7.5.3 显示存储器模块设计317
5I`j'j 7.5.4 LED显示屏分区317
w=Ac/12 7.5.5 显示存储器扫描时序控制电路318
9=O`?$y 第8章 LED显示屏的系统软件编程
5R\{& 8.1 汉字字库的生成与使用320
C#d.3t 8.1.1 汉字编码简介321
6c,]N@,Zw 8.1.2 点阵汉字字库321
As
}:~Jy| 8.1.3 在Windows环境下提取字模的工作原理322
sG[v vm 8.1.4 提取字模的程序设计322
Anr''J&9`H 8.2 控制卡与PC机的协议制定324
AE?MEag 8.2.1 控制命令字约定325
l2vIKc 8.2.2 配置文本编辑326
{AUhF}O 8.2.3 直接数据格式定义329
ebK/cPa8 8.2.4 存储器地址位置331
g X75zso 8.2.5 PC机端串行口通信模块331
?f f !(U 8.3 汉字字形的提取及图片的嵌入333
&*}`uJt 8.3.1 汉字字形提取334
rp^=vfW 8.3.2 图片的嵌入339
)c!7V)z 8.4 PC机对下载数据的预处理339
qM=
$,s* 8.4.1 LED屏显示信息编辑及提取340
+z}O*,M"q 8.4.2 LED显示数据生成340
h+=xG|1R[5 8.4.3 INTER格式数据转换342
w.Cw)#N 第9章 LED显示屏单片机控制系统编程
#JMww 9.1 基于SPI的Flash存储器读写346
;,2i1m0" 9.1.1 SST25系列串行Flash存储器346
b* k= 9.1.2 基于51单片机SPI接口的串行Flash驱动程序350
H3\4&q 9.2 字符控制及处理程序设计359
sdN@ZP 9.2.1 字符控制处理程序设计360
HY-7{irR~ 9.2.2 字符点阵字模提取程序设计367
8T<LNC 9.3 显示程序372
cq:<,Ke 9.3.1 显示程序指令表372
KZrg4TEVi 9.3.2 读显示程序指令表378
(K9pr>le 9.3.3 执行显示程序指令表381
DQ%bcXs 9.3.4 单场显示程序设计384
S:2M9nC 9.4 串行口通信模块设计385
hWc`4xdl 9.4.1 51单片机端串行口收发模块385
do,ZCn 9.4.2 51单片机端串行口扩展程序模块388
DEJ0<pnQr 9.5 基于DS1302时钟模块程序设计391
1<|\df. 9.5.1 DS1302的结构及工作原理391
! |4fww 9.5.2 DS1302的控制字节说明391
"/H B# 9.5.3 复位392
6d~[j<@2 9.5.4 数据输入/输出392
)(bAi 9.5.5 DS1302的寄存器392
vge4&H3a& 9.5.6 DS1302在LED控制卡上的硬件电路及软件设计393
VWhq+8z 9.6 基于DS18B20温度
传感器的模块设计395
Q/D?U[G 9.6.1 DS18B20的工作时序396
N;Hoi8W 9.6.2 DS18B20的程序设计397
zplAH!s5'' 第10章 VRS51L3074在LED显示屏控制系统中的应用
MpY/G%3 10.1 VRS51L3074与标准51单片机的比较401
0\tV@ 6p2= 10.1.1 VRS51L3074运行速度401
mq#8[D 10.1.2 VRS51L3074的高速增强型SPI接口402
RJ}%pA4I 10.1.3 VRS51L3074的定时/计数器402
f2h`bO 10.1.4 VRS51L3074的增强型算术运算单元402
zXX=WH 10.1.5 VRS51L3074的其他部件403
*<HA])D, 10.2 VRS51L3074的基本应用403
v7-z<'?s~ 10.3 VRS51L3074的RAM扩展应用407
!m]_tB 10.4 VRS51L3074扩展硬件地址计数器409
1fgO3N 10.5 VRS51L3074的扩展“双端口”串行FRAM412
YQ? "~[mL 附录A ASCII码表415
2/o_,k 附录B MCS51单片机常用资料416
`L~gERW# 附录C C51中的关键字和常用函数425
uwI$t[ 附录D Keil μVision3中高性能铁电单片机(VRS51L2xxx/3xxx)的相关配置简介435
Z$*m=]2 附录E 常用
芯片引脚图440
8O^<