基于51系列单片机的LED显示屏开发技术

编写宗旨：以增强型51单片机为平台，结合当前比较流行的LED控制卡设计，采用软件算法优化、程序设计优化和硬件配合的方式，通过实例设计，向读者展示了单片机的优势和特点，也从另一个方面说明硬件设计*重要的是一种思想和理念，即：器件的选择并不是决定硬件设计思路的**因素。
　　讲解思路
　　第1章：简要介绍51单片机结构体系和主要功能部件，以及指令系统和汇编语言设计要点。
　　第2章：分析当前比较流行的C51编程要点、技巧，并列举常用实例辅助说明。
　　第3章：详细讲解铁电单片机——-VRS51 L3074，对其功能部件进行深入探讨与解析，弥补了这一新型器件中文资料不足的缺陷。
　　第4章：以市面上普遍使用的双基色单元板为平台，分析LED单元板驱动方式，并对LED显示屏的亮度和灰度控制进行深入探讨、总结。
　　第5章：通过对LED显示屏数据组织方式的讨论，归纳总结出静态显示和动态显示的规律，以及对应显示效果和存储器大小之间的关系。
　　第6章：基于第5章中所提出的算法，以51系列单片机为例，通过具体应用实例说明该算法的可行性，并详细介绍如何利用单片机SPI接口驱动LED显示屏。
　　第7章：通过实例讲解如何利用单片机扩展外部地址计数器驱动大型LED显示屏。
　　第8章：介绍LED显示屏的系统软件编程。
　　第9章：介绍LED显示屏单片机控制系统编程，包括常用串行口驱动、温度传感器(DSl 8820）驱动、时钟芯片(DSl 302）驱动等。
　　第10章：介绍VRS51 L3074在LED显示屏控制系统中的应用。
　　附录：包含常用指令表、芯片引脚图、功能表、简明LED维修表等实用资料。 

本书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。本书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，本书还对具有40MHz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。本书是国内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DA1302、温度传感器DC18B20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。
本书内容丰富实用，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。

第1章　51系列单片机系统结构概述
1.1　51单片机概述
1.1.1　单片机的分类
1.1.2 8051单片机的应用
1.1.3 8051单片机的开发
1.1.4 8051单片机型号的选择
1.1.5 单片机学习的要点
1.2 51单片机基本系统结构
1.2.1 51单片机的结构框图及引脚
1.2.2 MCS-51系列单片机主要功能部件
1.2.3 典型时钟电路和复位电路
1.2.4 8051单片机I／O结构
1.3 51单片机存储器结构
　 1.3.1　程序存储器
　 1.3.2　外部数据存储器
　 1.3.3　内部数据存储器空间
　 1.3.4　MCS-51单片机特殊功能寄存器
　 1.3.5　常用特殊功能寄存器
1.4 51单片机的指令系统及汇编语言设计要点
1.4.1　指令格式
1.4.2　伪指令
1.4.3　寻址方式
1.4.4　指令类型
1.5　汇编程序设计
1.5.1　三种基本的程序结构
1.5.2　汇编程序设计的要点
1.6　51单片机主要扩展功能部件
1.6.1　MCS-51单片机定时／计数器
1.6.2 中断系统
1.6.3　串行口
第2章　C51应用基础
2.1　Keil C51简介
　2.2　C51程序设计基础知识
　2.2.1　C语言的特点
　 2.2.2　一个简单的C51例子
　 2.2.3　C51的基础知识
　 2.2.4　存储空间定义
　 2.2.5 C51数据类型
　 2.2.6 C51存储空间的定义
　 2.2.7 C51的常量
　 2.2.8 C51常用运算符
　 2.2.9 C51表达式
　 2.2.10 C51的基本语句
　2.3 C51的函数与数组
　 2.3.1　函数的定义
　 2.3.2　数组
　 2.3.3　结构（struct）
　 2.3.4　联合（union）
　2.4　C51基本应用
2.4.1 I／O口字节操作应用
2.4.2 I／O口位操作应用
2.4.3　计数器应用
2.4.4　外部中断应用
2.4.5 串行口中断应用
2.4.6　键盘显示程序
第3章　铁电单片机VRS5lI~3074
3.1 VRS51L3074概述
3.1.1　功能说明
3.1.2　引脚说明
3.1.3　指令系统
3.2　VRS51L3074的存储器结构
3.2.1　内部数据存储区
3.2.2　特殊功能寄存器区
3.2.3　外部数据存储器组织
3.2.4　外部数据总线访问
3.2.5　FRAM铁电存储器的使用
3.3　VRS51L3074芯片配置
3.3.1　系统时钟配置
3.3.2　处理器工作模式控制
3.3.3　功能模块使能控制
3.3.4　功能模块I／O映射与优先级
　　……
第4章 LED显示屏工作原理
第5章 LED显示屏显示数据的组织
第6章 基于51系列单片机的小型LED显示屏控制系统
第7章 单片机扩展外部地址计数器驱动大型LED显示屏
第8章 LED显示屏的系统软件编程
第9章 LED显示屏单片机控制系统编程
第10章 VRS5lL3074在LED显示屏控制系统中的应用
附录A ASCII码表
附录B MCS-51单片机常用资料
附录C C51中的关键字和常用函数
附录D Keil μVision3中高性能铁电单片机(VRS51L2XXX／3XXX)的相关配置简介
附录E 常用芯片引脚图
附录F 异步室内双基色LED显示屏故障排查简明手册
附录G LED双基色单元板原理图
参考文献

第1章　51系列单片机系统结构概述
　　1.1　51单片机概述
21世纪，以计算机为代表的IT产业迅速发展，各类计算机的应用在工业、农业、国防、科研及日常生活等领域发挥着越来越重要的作用，成为当今世界各国工业发展水平的重要标志之一。从世界上台电子计算机问世以来，计算机的发展日新月异，在短短的几十年间，已由电子管数字计算机发展到今天的超大规模集成电路计算机，运算速度由5 000次每秒提高到今天的上百亿次每秒。计算机的发展一方面向着高速、智能化的超级巨型机方向发展，另一方面向着微型机方向发展。作为微型机的一个分支单片机，由于其具有体积小、功耗低这两个特点，使单片机在工业控制、智能仪表、通信系统、家用电器、智能玩具以及LED显示屏控制等
方面得到越来越广泛的应用。
51系列单片机起源于Intel公司20世纪80年代初推出的MCS一51系列单片机，MCS-8051是其中基础的单片机型号。经过近三十年的发展，现在Philips、Dallas、Siemens、Atmel、华邦、LG和RAMTRON等公司都以MCS一51中的8051内核为基本结构，并推出了许多各具特色、用途不同的单片机。习惯上把这些以8051为内核推出的各种型号的兼容型单片机统称为51系列单片机。
　　1.1.1　单片机的分类
单片机可从以下几方面分类：
（1）按应用领域可分为：家电类、工控类、通信类和个人信息终端类等
（2）按通用性可分为：通用型和专用型
通用型单片机的主要特点是：内部资源比较丰富、性能全面、通用性强、可履盖多种应用需求。所谓内部资源丰富是指将多种外设接口集成在芯片内部，使得芯片功能得以增强；性能全面、通用性强是指可以应用在非常广泛的领域。通用型单片机的用途很广泛，外加简单的接口电路及编制不同的应用程序就可实现不同的功能，因而小到家用电器、电子仪器仪表，大到机器设备和整套生产线都可用单片机来实现自动化控制。本书中LED单元板中的保护电路就是使用了一片8引脚的单片机，而LED显示屏的控制电路使用了一片64引脚的51单片机。