《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。
U%>'" 《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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W2]TRO QA?oJ_}y 第1章 51系列单片机系统结构概述
!l 6dg& 1.1 51单片机概述1
1/;o 1.1.1 单片机的分类1
y9 L14 1.1.2 8051单片机的应用3
IRW^ok.'b! 1.1.3 8051单片机的开发3
n?xTkkr0 1.1.4 8051单片机型号的选择4
[syj# 1.1.5 单片机学习的要点4
j}f[W [2 1.2 51单片机基本系统结构4
c5% 6Y2W0 1.2.1 51单片机的结构框图及引脚4
wRvb8F0 1.2.2 MCS51系列单片机主要功能部件6
,<`)>2 'o 1.2.3 典型时钟电路和复位电路7
QkQ!Ep( 1.2.4 8051单片机I/O结构7
86
.`T l; 1.3 51单片机存储器结构8
s{}]D{bc 1.3.1 程序存储器9
O
)d[8jw" 1.3.2 外部数据存储器10
FwG!> 1.3.3 内部数据存储器空间11
Bp? 1.3.4 MCS51单片机特殊功能寄存器13
/7"I#U^u/ 1.3.5 常用特殊功能寄存器14
B&0;4 1.4 51单片机的指令系统及汇编语言设计要点16
Yh<WA>= 1.4.1 指令格式16
ZZxk]D< 1.4.2 伪指令17
C! 9} 1.4.3 寻址方式19
i=S~(gp 1.4.4 指令类型21
W7sn+g\ 1.5 汇编程序设计34
KP]"P*?
? 1.5.1 三种基本的程序结构34
9902+pW 1.5.2 汇编程序设计的要点35
Fhf<T` 1.6 51单片机主要扩展功能部件39
>''U 1.6.1 MCS51单片机定时/计数器39
zM#sOg 1.6.2 中断系统47
K.~q+IYP[ 1.6.3 串行口54
WXw}^v 第2章 C51应用基础
P-`(0M7^ 2.1 Keil C51简介62
>ut" OL9J 2.2 C51程序设计基础知识63
p@
NaD=9 2.2.1 C语言的特点63
u=x+J=AH 2.2.2 一个简单的C51例子63
C[sh, 2.2.3 C51的基础知识64
W?woNt'n 2.2.4 存储空间定义64
XvTCK>1 2.2.5 C51数据类型65
Z4b|| 2.2.6 C51存储空间的定义67
}H> ^o9 2.2.7 C51的常量67
[iP#VM-N 2.2.8 C51常用运算符68
WKfkKk;G 2.2.9 C51表达式73
+]Zva:$#` 2.2.10 C51的基本语句74
i1lBto[ 2.3 C51的函数与数组80
AIYmS#V1W2 2.3.1 函数的定义81
#%0Bx3uM 2.3.2 数组83
QS[L~97m2M 2.3.3 结构(struct) 86
w >; L{ 2.3.4 联合(union)87
=q7Z qP 2.4 C51基本应用90
>$WQxbwM( 2.4.1 I/O口字节操作应用90
Yr.sm!xA 2.4.2 I/O口位操作应用90
q? qC 2.4.3 计数器应用91
MK#wut 2.4.4 外部中断应用91
K<`osdp=& 2.4.5 串行口中断应用92
Pz*_)N}j > 2.4.6 键盘显示程序93
XRx+Dddt; 第3章 铁电单片机VRS51L3074
fxaJZz$o 3.1 VRS51L3074概述104
\NZIEu)5? 3.1.1 功能说明104
Fb`a~c~s 3.1.2 引脚说明106
CC=d I 3.1.3 指令系统109
^!<dgBNj 3.2 VRS51L3074的存储器结构113
`.jzuX 3.2.1 内部数据存储区114
PXzsj. 3.2.2 特殊功能寄存器区114
E>'a,!QPv 3.2.3 外部数据存储器组织120
W]M)Q}:Y 3.2.4 外部数据总线访问123
H,fZ!8(A_) 3.2.5 FRAM铁电存储器的使用127
Q_-_^J 3.3 VRS51L3074芯片配置133
\>LnLH( 3.3.1 系统时钟配置133
]V l]XT$Um 3.3.2 处理器工作模式控制135
2WX7nK;I 3.3.3 功能模块使能控制136
}D411228 3.3.4 功能模块I/O映射与优先级137
gxz-R?. 3.4 通用I/O口138
M5nWVK7c 3.4.1 I/O口结构139
I-y#Ks1p+ 3.4.2 I/O口方向配置139
O/AaYA& 3.4.3 I/O口输入使能控制140
DI+]D~N 3.4.4 I/O口锁存器140
3$.deYa$R 3.4.5 I/O口驱动能力141
^k5ll=} 3.4.6 I/O口状态变化监控141
3vhnwDcK 3.5 定时/计数器142
{;toI 3.5.1 定时/计数器T0、T1 143
IG)s^bP 3.5.2 定时/计数器T2147
`ps)0!L
L` 3.5.3 定时器级联150
@SZM82qU2z 3.5.4 定时器应用例程151
b2aF 'y/ 3.6 脉冲宽度计数器(PWC)151
\%PaceH 3.6.1 PWC模块配置寄存器153
NI#X@ 3.6.2 PWC模块配置操作155
- p3Re9 3.6.3 PWC模块例程155
jK \T|vGJa 3.7 串行口156
d\x7Zw> 3.7.1 串行口UART0157
@1*ohdHH 3.7.2 串行口UART1159
4wC+S9I#E^ 3.7.3 串行通信波特率计算161
?]D"k4 3.7.4 UART0和UART1引脚映射162
yjfat&$ 3.7.5 串行口例程163
~ P~ 3.8 SPI接口166
'RRmIx2X 3.8.1 SPI运行控制167
5N%93{L 3.8.2 SPI配置和状态监控168
:RoBl3X= 3.8.3 SPI传输字长171
}cT_qqw(f% 3.8.4 SPI数据寄存器172
%K(<$! 3.8.5 SPI数据输入/输出173
nKW*Y}VO 3.8.6 可变位数据传输174
>:D
j\"o 3.9 I2C接口175
!x!07`+^u 3.9.1 I2C运行控制175
[2"<W!p 3.9.2 I2C从机在线状态检查178
o-}R?> 3.9.3 从机ID设置与I2C高级配置180
iw*Nq,( 3.9.4 I2C例程181
UnI48Y 3.10 脉冲宽度调制器(PWMs)184
LPMU8Er 3.10.1 PWM输出波形控制185
\
[a%('} 3.10.2 PWM模块时钟配置188
oc8:r 3.10.3 PWM模块例程188
N<QXmgqx 3.10.4 PWM模块的定时器工作模式191
EEGy!bff 3.11 增强型算术单元(AU)194
%f($*l. 3.11.1 算术单元控制寄存器195
B}PIRk@a1 3.11.2 算术单元数据寄存器198
_.L4e^N&UO 3.11.3 桶式移位器200
.e_cgad : 3.11.4 增强型算术单元整体结构201
W5SJ^,d)J 3.11.5 算术单元基本运算例程201
PRz/inru- 3.12 看门狗定时器(WDT)202
^Z:~91Tv-_ 3.12.1 看门狗定时器的控制203
u_ABt?' 3.12.2 采用外部时钟的情况下WDT的复位控制204
M5xCC! 3.12.3 WDT基本配置例程204
=Zi2jL?On 3.13 中断系统205
gx%|Pgd 3.13.1 中断系统概述205
>JiltF7H0 3.13.2 中断允许控制207
BJ% eZ. 3.13.3 中断源选择208
6/rFHY2q 3.13.4 中断优先级209
H^YSJ6 3.13.5 引脚变化中断209
`w]s;G[ 3.14 VRS51L3074 JTAG接口211
6R=W}q4 3.14.1 激活JTAG接口对系统的影响211
mdRU^n 3.14.2 板级JTAG接口的实现212
*zr(Zv 3.14.3 VRS51L3074调试器212
N^3N[lD{ 3.15 Flash编程接口(FPI)212
=}.EY iD 3.15.1 与FPI模块相关的特殊功能寄存器212
Mbb x` 3.15.2 Flash存储器读操作215
,?L2wl[ 3.15.3 Flash存储器擦除217
66fO7OJs 3.15.4 Flash存储器写操作218
trAkcYd 第4章 LED显示屏工作
原理 \Ym5<];E 4.1 LED发光原理及其发展状况、趋势224
r#XT3qp$d 4.1.1 LED发光原理224
@|\}.M<e*) 4.1.2 LED发展历史及趋势225
:_O%/k1\@ 4.2 LED显示屏基本模块介绍226
Uw47LP 4.2.1
光学和人眼视觉知识226
^MVkZ{gtre 4.2.2 LED器件主要参数227
^<e.]F25M 4.2.3 双基色点阵LED模块简介228
tg{H9tU; 4.3 常用双基色LED显示屏基本控制单元229
Hla0 5N' 4 4.3.1 室内双基色LED单元板结构介绍229
=5\|[NSK- 4.3.2 驱动方式分析230
u,&^&0K, 4.3.3 室内双基色单元板电路分析232
nw-I|PVTNa 4.4 LED显示屏分类及亮度、灰度控制237
]MxC_V+P` 4.4.1 LED显示屏分类237
#5f-`~^C{ 4.4.2 LED显示屏亮度及灰度控制理论238
t^w"w`v\u 4.5 LED显示屏工程应用及维护概述241
B[KJR?> 4.5.1 LED显示屏的方案设计241
KN* 4.5.2 LED显示屏的安装243
uvrB5=u 4.5.3 LED显示屏的维修244
/kfgx{jZ 第5章 LED显示屏显示数据的组织
E2m8UBS 5.1 LED显示屏控制系统对单片机的基本要求245
kkQVNphc 5.1.1 LED显示屏对单片机控制系统的基本要求245
~c&bH]cj 5.1.2 LED显示屏对单片机数据处理方式的基本要求247
0zi~p>*nJC 5.1.3 指令优化对字节处理时间的影响248
l(02W 5.2 LED显示屏静态显示数据的组织251
+(h\fm7*- 5.2.1 静态显示的LED显示屏数据组织251
5F~'gLH/F- 5.2.2 静态屏的滚动显示255
vMS
|$L 5.3 LED显示屏动态显示数据的组织258
<WcR,d 5.3.1 动态显示的LED显示屏数据组织258
7k rUKYVo 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
}5hqDBK? 5.4 显示效果与占用显示数据存储器大小的关系263
`DC2gJKk% 5.4.1 显示效果与占用显示数据存储器大小的关系263
IP(Vr7-v 5.4.2 采用双RAM并行输出降低显示数据存储器的占用267
m&?#;J|B$ 5.4.3 多RAM并行输出时双RAM并行输出方式的扩展270
Cvf[/C+ 第6章 基于51系列单片机的小型LED显示屏控制系统
PS[+~>% 6.1 单片机直接驱动LED显示屏272
6b:tyQ 6.1.1 显示数据存储在程序存储器中272
ia MUsa{ 6.1.2 显示数据存储在扩展的外部并行数据存储器中278
|>#{[wko 6.2 利用单片机外部读写信号驱动LED显示屏279
:$n=$C-wp 6.2.1 单片机外部数据存储器扩展279
+ ~>Aj 6.2.2 多个外部数据存储器扩展280
mVy|{Oh 6.3 利用单片机SPI接口驱动LED显示屏287
QDhOhGK 6.3.1 SPI接口的特点287
#*KNPh 6.3.2 利用SPI接口驱动LED显示屏288
s{$(*_ 6.4 单片机直接驱动LED显示屏应用实例291
uB]b}"+l 第7章 单片机扩展外部地址计数器驱动大型LED显示屏
D}mjN=Y 7.1 单片机访问外部数据存储器时间上的限制297
?nmn1`UT 7.2 利用单片机多RAM技术驱动大型LED显示屏301
ihfiK|a 7.2.1 并行RAM方式301
7:2WgLo 7.2.2 串行存储器方式307
\Rp-;.I@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
x= 5N3[5 7.3.1 超长LED显示屏面临的问题308
D8xmE2% 7.3.2 LED显示屏的双向排列方式308
6E^.7%3 7.3.3 超长LED显示屏的数据组织与硬件实现309
D/Mi^5H) 7.4 利用多单片机系统驱动超大型LED显示屏313
F 9@h|#an 7.5 基于DSP与FPGA的LED显示屏控制系统的设计315
m_)FC-/pSl 7.5.1 DSP的特点及在LED显示屏控制系统中的应用315
$GTU$4u 7.5.2 基于FPGA的系统时序电路设计316
D`$hPYK|_ 7.5.3 显示存储器模块设计317
-&-Ma,M? 7.5.4 LED显示屏分区317
v^1pN>#%g 7.5.5 显示存储器扫描时序控制电路318
7BJzMlJ1Y 第8章 LED显示屏的系统软件编程
c5u@pvSP 8.1 汉字字库的生成与使用320
kYjGj,m" 8.1.1 汉字编码简介321
MZT23[+ 8.1.2 点阵汉字字库321
CL+}|7O( 8.1.3 在Windows环境下提取字模的工作原理322
6e[VgN-s 8.1.4 提取字模的程序设计322
egq67S 8.2 控制卡与PC机的协议制定324
<kx&w(= 8.2.1 控制命令字约定325
sk=-M8;\ 8.2.2 配置文本编辑326
E<Q
f!2s$ 8.2.3 直接数据格式定义329
o}* hY"& 8.2.4 存储器地址位置331
'7iSp= 8.2.5 PC机端串行口通信模块331
G{6;>8h 8.3 汉字字形的提取及图片的嵌入333
<psZQdH 8.3.1 汉字字形提取334
6x%h6<#xh* 8.3.2 图片的嵌入339
k@z,Iq8 8.4 PC机对下载数据的预处理339
70eb]\% 8.4.1 LED屏显示信息编辑及提取340
@*6 C=LL 8.4.2 LED显示数据生成340
}n4V|f- 8.4.3 INTER格式数据转换342
lx[oaCr 第9章 LED显示屏单片机控制系统编程
a+%6B_|\ 9.1 基于SPI的Flash存储器读写346
C,v(:ZE$J7 9.1.1 SST25系列串行Flash存储器346
/,g ,Ch<d 9.1.2 基于51单片机SPI接口的串行Flash驱动程序350
M)2VcDy 9.2 字符控制及处理程序设计359
;n&t>pBM 9.2.1 字符控制处理程序设计360
%>g3~yl 9.2.2 字符点阵字模提取程序设计367
oyYR-4m\ 9.3 显示程序372
rV T{90, 9.3.1 显示程序指令表372
34Kw! 9.3.2 读显示程序指令表378
]hFW73FV 9.3.3 执行显示程序指令表381
-i%e!DgH 9.3.4 单场显示程序设计384
2C9V|[U, 9.4 串行口通信模块设计385
fngOeLVG 9.4.1 51单片机端串行口收发模块385
WRrd'{sB 9.4.2 51单片机端串行口扩展程序模块388
-6n K<e` 9.5 基于DS1302时钟模块程序设计391
[Z}9>~m 9.5.1 DS1302的结构及工作原理391
29?,<bB) 9.5.2 DS1302的控制字节说明391
A*}.EClH 9.5.3 复位392
l%1!a 9.5.4 数据输入/输出392
'8{Ne!y 9.5.5 DS1302的寄存器392
f;x kT 9.5.6 DS1302在LED控制卡上的硬件电路及软件设计393
'>' wK. 9.6 基于DS18B20温度
传感器的模块设计395
4'!c*@Y
9.6.1 DS18B20的工作时序396
=[@zF9 9.6.2 DS18B20的程序设计397
5yzv|mrx 第10章 VRS51L3074在LED显示屏控制系统中的应用
]Zyur` 10.1 VRS51L3074与标准51单片机的比较401
M>i9 i-dU 10.1.1 VRS51L3074运行速度401
VBcy9|lD 10.1.2 VRS51L3074的高速增强型SPI接口402
q&W[j5E 10.1.3 VRS51L3074的定时/计数器402
=1 Oj*x@*4 10.1.4 VRS51L3074的增强型算术运算单元402
/#VhkC _ 10.1.5 VRS51L3074的其他部件403
^`)) C; 10.2 VRS51L3074的基本应用403
R}4So1 10.3 VRS51L3074的RAM扩展应用407
,u`YT%&L 10.4 VRS51L3074扩展硬件地址计数器409
Pl"Nus 10.5 VRS51L3074的扩展“双端口”串行FRAM412
zY"1drE> G 附录A ASCII码表415
S/ODqL| 附录B MCS51单片机常用资料416
%Ntcvp) 附录C C51中的关键字和常用函数425
O"c;|zCc> 附录D Keil μVision3中高性能铁电单片机(VRS51L2xxx/3xxx)的相关配置简介435
\8?Tdx= 附录E 常用
芯片引脚图440
C0}IE,] E.1CPU440
:qIXY/ E.2驱动芯片442
RWgNo#< E.3其他444
:QB<?HaS' 附录F 异步室内双基色LED显示屏故障排查简明手册449
Od%"B\ 附录G LED双基色单元板原理图451
n3D;"a3 参考文献455
hR
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