《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。
azF"tke 《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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JQQD~J1)E
75Jh(hd( 第1章 51系列单片机系统结构概述
L
a0H 1.1 51单片机概述1
wgkh}b
1.1.1 单片机的分类1
!@ai=p 1.1.2 8051单片机的应用3
|Wi$@sWO 1.1.3 8051单片机的开发3
0-l
@U{ 1.1.4 8051单片机型号的选择4
/D 2v1 1.1.5 单片机学习的要点4
76zi)f1f 1.2 51单片机基本系统结构4
.;/@k%> 1.2.1 51单片机的结构框图及引脚4
8l+\Qyj 1.2.2 MCS51系列单片机主要功能部件6
hh
<=D.u 1.2.3 典型时钟电路和复位电路7
7! <cU 1.2.4 8051单片机I/O结构7
<3Co/ .VQd 1.3 51单片机存储器结构8
2ai \("? 1.3.1 程序存储器9
1i2jYDB" 1.3.2 外部数据存储器10
xJ^Gtq Um 1.3.3 内部数据存储器空间11
&P[eA u 1.3.4 MCS51单片机特殊功能寄存器13
)q&uvfQ1( 1.3.5 常用特殊功能寄存器14
uH65DI< 1.4 51单片机的指令系统及汇编语言设计要点16
j=
]WAjT 1.4.1 指令格式16
t+q:8HNh 1.4.2 伪指令17
-.ha\ t0J 1.4.3 寻址方式19
NrNbNFfo 1.4.4 指令类型21
NnrX64|0 1.5 汇编程序设计34
pYceMZ$ 1.5.1 三种基本的程序结构34
/G G QO$' 1.5.2 汇编程序设计的要点35
;gK+AU 1.6 51单片机主要扩展功能部件39
,F6i5128{ 1.6.1 MCS51单片机定时/计数器39
l_ >^LFOA 1.6.2 中断系统47
t}_qtO7> 1.6.3 串行口54
KosAc'/ M 第2章 C51应用基础
l)a]V]oQ 2.1 Keil C51简介62
.OX.z~":y 2.2 C51程序设计基础知识63
42ttmN1F 2.2.1 C语言的特点63
xh_6@}D2J 2.2.2 一个简单的C51例子63
+\\,FO_ 2.2.3 C51的基础知识64
TP'EdzAT 2.2.4 存储空间定义64
xwTN\7f> 2.2.5 C51数据类型65
F2!_Z= 2.2.6 C51存储空间的定义67
**fJAANc 2.2.7 C51的常量67
x)THeH@ 2.2.8 C51常用运算符68
<,HdX,5 2.2.9 C51表达式73
7MOjZD4? 2.2.10 C51的基本语句74
bkLm]n3 2.3 C51的函数与数组80
F>96]71
2 2.3.1 函数的定义81
;W'y^jp]" 2.3.2 数组83
/".+OpL 2.3.3 结构(struct) 86
X<#Q~" 2.3.4 联合(union)87
J+Q
;'J 2.4 C51基本应用90
QVb@/ 2.4.1 I/O口字节操作应用90
-81usu&NH 2.4.2 I/O口位操作应用90
jiC;*]n 2.4.3 计数器应用91
8`U5/!6fu 2.4.4 外部中断应用91
zX{[Z 2.4.5 串行口中断应用92
{h7*a= 2.4.6 键盘显示程序93
*jCXH<?R
第3章 铁电单片机VRS51L3074
!FA^~ 3.1 VRS51L3074概述104
I}kx;!*b 3.1.1 功能说明104
eeoIf4] 3.1.2 引脚说明106
!D7/Ja 3.1.3 指令系统109
f:KKOLm 3.2 VRS51L3074的存储器结构113
rPv+eM"> 3.2.1 内部数据存储区114
13'tsM& 3.2.2 特殊功能寄存器区114
A@?2qX^4 3.2.3 外部数据存储器组织120
<q~&g
&&+ 3.2.4 外部数据总线访问123
_E{SGbCCi 3.2.5 FRAM铁电存储器的使用127
7M<7^)9 3.3 VRS51L3074芯片配置133
_`+
!,kG[ 3.3.1 系统时钟配置133
f]h99T 3.3.2 处理器工作模式控制135
TMhUo#`I|
3.3.3 功能模块使能控制136
kgEGL]G> 3.3.4 功能模块I/O映射与优先级137
Y(m/E.h.~ 3.4 通用I/O口138
;E,%\< 3.4.1 I/O口结构139
DCACj-f 3.4.2 I/O口方向配置139
ME>OTs 3.4.3 I/O口输入使能控制140
z%}^9 3.4.4 I/O口锁存器140
Ki,]*-XO 3.4.5 I/O口驱动能力141
j;=+5PY 3.4.6 I/O口状态变化监控141
{[m %1O1 3.5 定时/计数器142
QNLkj`PL/ 3.5.1 定时/计数器T0、T1 143
|4\.",Bg 3.5.2 定时/计数器T2147
0mF3Vs`-Q 3.5.3 定时器级联150
jI_TN5 3.5.4 定时器应用例程151
$"!"=v%B 3.6 脉冲宽度计数器(PWC)151
%t([ 3.6.1 PWC模块配置寄存器153
zbOEF 3.6.2 PWC模块配置操作155
isLIfE> 3.6.3 PWC模块例程155
1,p7Sl^h 3.7 串行口156
DDw H9* 3.7.1 串行口UART0157
1ZJP.T` 3.7.2 串行口UART1159
y"<nx3 3.7.3 串行通信波特率计算161
f[6;)ZA 3.7.4 UART0和UART1引脚映射162
7i`@`0
3.7.5 串行口例程163
l`:M/z6" 3.8 SPI接口166
&y[Od{= 3.8.1 SPI运行控制167
u%Bk"noCa 3.8.2 SPI配置和状态监控168
~gNa<tg"1 3.8.3 SPI传输字长171
[>A%% 3.8.4 SPI数据寄存器172
? DWF7{1 3.8.5 SPI数据输入/输出173
c_s=>z 3.8.6 可变位数据传输174
V2W)%c' 3.9 I2C接口175
@SF*Kvb& 3.9.1 I2C运行控制175
vj]-p= 3.9.2 I2C从机在线状态检查178
uLD%M av 3.9.3 从机ID设置与I2C高级配置180
qt=gz6! 3.9.4 I2C例程181
'JsP9>) 3.10 脉冲宽度调制器(PWMs)184
wN-3@ 3.10.1 PWM输出波形控制185
V:4]]z L} 3.10.2 PWM模块时钟配置188
p~Fc*g[! 3.10.3 PWM模块例程188
JK4vQWy 3.10.4 PWM模块的定时器工作模式191
2j9Mr 3.11 增强型算术单元(AU)194
;f:}gMK 3.11.1 算术单元控制寄存器195
x{`>Il 3.11.2 算术单元数据寄存器198
6J9^:gXW~ 3.11.3 桶式移位器200
Ob$|IH8. 3.11.4 增强型算术单元整体结构201
3R1v0 3.11.5 算术单元基本运算例程201
Kr3L~4> 3.12 看门狗定时器(WDT)202
dE=4tqv-r 3.12.1 看门狗定时器的控制203
d/vF^v*o0X 3.12.2 采用外部时钟的情况下WDT的复位控制204
+Em+W#i%? 3.12.3 WDT基本配置例程204
)mT{w9u 3.13 中断系统205
eGwrSF#a) 3.13.1 中断系统概述205
R=yn4>I 3.13.2 中断允许控制207
HP}d`C5<R 3.13.3 中断源选择208
6nV]Ec~3[ 3.13.4 中断优先级209
&k*sxW' 3.13.5 引脚变化中断209
DF|(CQs9 3.14 VRS51L3074 JTAG接口211
|_@ '_ 3.14.1 激活JTAG接口对系统的影响211
bnt>j0E 3.14.2 板级JTAG接口的实现212
P!q!+g 3.14.3 VRS51L3074调试器212
FGo{6'K(: 3.15 Flash编程接口(FPI)212
u )cc 3.15.1 与FPI模块相关的特殊功能寄存器212
0"]N9N;/ 3.15.2 Flash存储器读操作215
3=@94i 3.15.3 Flash存储器擦除217
59A@~;.F 3.15.4 Flash存储器写操作218
d%FD=wm 第4章 LED显示屏工作
原理 G9J+D?'hH 4.1 LED发光原理及其发展状况、趋势224
#q'J`BC 4.1.1 LED发光原理224
\_;zm+ <{ 4.1.2 LED发展历史及趋势225
?s/]k#H 4.2 LED显示屏基本模块介绍226
%;$zR} 4.2.1
光学和人眼视觉知识226
,)^4H>~V 4.2.2 LED器件主要参数227
'o;>6u<u 4.2.3 双基色点阵LED模块简介228
lcR53X 4.3 常用双基色LED显示屏基本控制单元229
3@P
2]Q~D 4.3.1 室内双基色LED单元板结构介绍229
Goa0OC, 4.3.2 驱动方式分析230
tfW*(oU 4.3.3 室内双基色单元板电路分析232
OPHf9T3H 4.4 LED显示屏分类及亮度、灰度控制237
f}Mx\dc 4.4.1 LED显示屏分类237
7<;87t]] 4.4.2 LED显示屏亮度及灰度控制理论238
zXWf($^&E 4.5 LED显示屏工程应用及维护概述241
.21[3.bp/q 4.5.1 LED显示屏的方案设计241
%2>ya>/M 4.5.2 LED显示屏的安装243
&Jw]3U5J 4.5.3 LED显示屏的维修244
OIPJN8V 第5章 LED显示屏显示数据的组织
?hu}wl) 5.1 LED显示屏控制系统对单片机的基本要求245
QS.t_5<U 5.1.1 LED显示屏对单片机控制系统的基本要求245
Y~@@{zP 5.1.2 LED显示屏对单片机数据处理方式的基本要求247
?Ho~6q8O@ 5.1.3 指令优化对字节处理时间的影响248
r/E'#5 Q 5.2 LED显示屏静态显示数据的组织251
F*Lm=^: 5.2.1 静态显示的LED显示屏数据组织251
!jZXh1g% 5.2.2 静态屏的滚动显示255
F}
d>pK9fn 5.3 LED显示屏动态显示数据的组织258
!@j5 yYf 5.3.1 动态显示的LED显示屏数据组织258
(ns>z7 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
gbF^m`A>%+ 5.4 显示效果与占用显示数据存储器大小的关系263
O%feB e 5.4.1 显示效果与占用显示数据存储器大小的关系263
N0TEVDsk 5.4.2 采用双RAM并行输出降低显示数据存储器的占用267
&+]x 5.4.3 多RAM并行输出时双RAM并行输出方式的扩展270
NbG`v@yH 第6章 基于51系列单片机的小型LED显示屏控制系统
h~|B/.[R:3 6.1 单片机直接驱动LED显示屏272
zE$KU$ 6.1.1 显示数据存储在程序存储器中272
-;rr! cQ? 6.1.2 显示数据存储在扩展的外部并行数据存储器中278
*UM=EQaYk 6.2 利用单片机外部读写信号驱动LED显示屏279
3zi(|B[,? 6.2.1 单片机外部数据存储器扩展279
Y)="of 6.2.2 多个外部数据存储器扩展280
DPIIE2X 6.3 利用单片机SPI接口驱动LED显示屏287
HAa$pGb 6.3.1 SPI接口的特点287
~m4{GzB 6.3.2 利用SPI接口驱动LED显示屏288
%^1@c f?. 6.4 单片机直接驱动LED显示屏应用实例291
q=Cc2|Ve 第7章 单片机扩展外部地址计数器驱动大型LED显示屏
m^hi}Am1 7.1 单片机访问外部数据存储器时间上的限制297
=^ 7.2 利用单片机多RAM技术驱动大型LED显示屏301
,|RS]I>X 7.2.1 并行RAM方式301
#{97<sU\ 7.2.2 串行存储器方式307
8bl&-F` 7.3 利用LED显示屏单元板排列方式驱动超长LED显示屏308
v 809/c* 7.3.1 超长LED显示屏面临的问题308
p) #7K 7.3.2 LED显示屏的双向排列方式308
zg)-RCG 7.3.3 超长LED显示屏的数据组织与硬件实现309
xB.h#x>_` 7.4 利用多单片机系统驱动超大型LED显示屏313
gr]:u4} 7.5 基于DSP与FPGA的LED显示屏控制系统的设计315
^B)iBfZ 7.5.1 DSP的特点及在LED显示屏控制系统中的应用315
+"8AmN4 7.5.2 基于FPGA的系统时序电路设计316
y"5>O|` 7.5.3 显示存储器模块设计317
q0* e1QL 7.5.4 LED显示屏分区317
~{-zj 7.5.5 显示存储器扫描时序控制电路318
H<6TN^ 第8章 LED显示屏的系统软件编程
qo,uOi 8.1 汉字字库的生成与使用320
4@|"1D3 8.1.1 汉字编码简介321
f;";P 8.1.2 点阵汉字字库321
_G9vsi 8.1.3 在Windows环境下提取字模的工作原理322
@JFfyQ {- 8.1.4 提取字模的程序设计322
mRJX, 8.2 控制卡与PC机的协议制定324
T_T@0`7 8.2.1 控制命令字约定325
rK^Sn7 U 8.2.2 配置文本编辑326
/F/zMZGSA{ 8.2.3 直接数据格式定义329
u7L!&/ 6On 8.2.4 存储器地址位置331
T&@xgj|!) 8.2.5 PC机端串行口通信模块331
mBb;:-5 8.3 汉字字形的提取及图片的嵌入333
d"h*yH@ 8.3.1 汉字字形提取334
Z1@E 8.3.2 图片的嵌入339
`R\aNgCS} 8.4 PC机对下载数据的预处理339
{[Bo"a>% 8.4.1 LED屏显示信息编辑及提取340
;S,k
U{F 8.4.2 LED显示数据生成340
h?cf)L 8.4.3 INTER格式数据转换342
/3( a'o[ 第9章 LED显示屏单片机控制系统编程
ZjCT * qx 9.1 基于SPI的Flash存储器读写346
$?voQ& 9.1.1 SST25系列串行Flash存储器346
99xs5!4s 9.1.2 基于51单片机SPI接口的串行Flash驱动程序350
?<_yW#x6 9.2 字符控制及处理程序设计359
`TugtzRU 9.2.1 字符控制处理程序设计360
{\HEUIa]w 9.2.2 字符点阵字模提取程序设计367
2>bTcud> 9.3 显示程序372
fgzkc"ReK 9.3.1 显示程序指令表372
. \/jy]Y 9.3.2 读显示程序指令表378
6.uyY@Yx 9.3.3 执行显示程序指令表381
P~"e=NL5 9.3.4 单场显示程序设计384
.Oh4b5 9.4 串行口通信模块设计385
pi/Jto25z 9.4.1 51单片机端串行口收发模块385
-o\o{?t, 9.4.2 51单片机端串行口扩展程序模块388
16;r+.FB' 9.5 基于DS1302时钟模块程序设计391
(4;m*'X 9.5.1 DS1302的结构及工作原理391
NI^=cN,l 9.5.2 DS1302的控制字节说明391
"4`i]vy8 9.5.3 复位392
]VuB2L[D 9.5.4 数据输入/输出392
Nn`l+WA3 9.5.5 DS1302的寄存器392
w+,Kpb<x[0 9.5.6 DS1302在LED控制卡上的硬件电路及软件设计393
7FQ&LF46 9.6 基于DS18B20温度
传感器的模块设计395
.?<M$38fv 9.6.1 DS18B20的工作时序396
>v
sy P 9.6.2 DS18B20的程序设计397
j<BW/ 第10章 VRS51L3074在LED显示屏控制系统中的应用
)qyJwN
.D 10.1 VRS51L3074与标准51单片机的比较401
tWT,U[ 10.1.1 VRS51L3074运行速度401
G=1&:nW' 10.1.2 VRS51L3074的高速增强型SPI接口402
nTG @=C# 10.1.3 VRS51L3074的定时/计数器402
>
T$M0&< 10.1.4 VRS51L3074的增强型算术运算单元402
E ISgc {s 10.1.5 VRS51L3074的其他部件403
>#9f{ 10.2 VRS51L3074的基本应用403
FR bmeq3c 10.3 VRS51L3074的RAM扩展应用407
o#p{0y 10.4 VRS51L3074扩展硬件地址计数器409
bSG}I| 10.5 VRS51L3074的扩展“双端口”串行FRAM412
8Uv2p{ <# 附录A ASCII码表415
iZ^tLnc 附录B MCS51单片机常用资料416
fu=GgD* 附录C C51中的关键字和常用函数425
R]LRgfi9 附录D Keil μVision3中高性能铁电单片机(VRS51L2xxx/3xxx)的相关配置简介435
b8QQS#q)V 附录E 常用
芯片引脚图440
]U4)2s E.1CPU440
C[4{\3\Va E.2驱动芯片442
Za"m;+H<E E.3其他444
E}YJGFB7" 附录F 异步室内双基色LED显示屏故障排查简明手册449
~g#$'dS 附录G LED双基色单元板原理图451
E~4d6~s 参考文献455
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