摘要本文研究了基于AT89S51单片机LED8×8点阵显示屏的设计并运用PROTEUS软件进行原理图绘制，运用KEIL软件进行仿真和调试。
主要介绍了LED8×8点显示屏的硬件电路设计、汇编程序设计与调试、PROTEUS软件绘制原理图和实物制作等方面的内容，本显示屏的设计具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易实现等优点。
能帮助广大电子爱好者了解点阵显示原理，认识单片机的基本结构、工作原理及应用方法，并提高单片机知识技术的运用能力。
利用单片机来设计的系统，既能实现系统所需的功能，也可以满足计数的准确、迅速性，并且电路简单，操作简单，通用性强。
目录1.绪论 (2)1.1前言 (2)1.2国内外的研究概况 (2)2. 系统概述 (3)3.课程设计目的 (3)4.课程设计题目和任务 (3)5.设计内容 (4)5.1系统功能的描述 (4)5.2 系统硬件设计 (4)5.2.1 AT89S51芯片的介绍 (4)5.2.2 单片机系统设计 (7)5.2.3 单片机的发展趋势 (8)5.2.4 时钟电路的设计 (9)5.2.5 复位电路的设计 (9)5.2.6驱动电路的设计 (10)5.2.7 8×8LED点阵 (10)5.3 计数器初值计算 (11)5.4 字母A到F点阵显示代码的形成 (11)5.5 程序流程图 (12)5.6 源程序 (12)6. 调试及性能分析 (13)6.1系统调试 (13)6.1.1软件调试 (13)6.1.2硬件调试 (14)6.2设计分析 (14)7．设计总结 (14)附件调试结果 (15)参考书目 (16)1.绪论1.1 前言LED点阵显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。
它以其色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点而成为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。
同时也可广泛应用到军事、车站、宾馆、体育、新闻、金融、证券、广告以及交通运输等许多行业。
目前大多数的LED点阵显示系统自带字库。
其显示和动态效果(主要是显示内容的滚动)的实现主要依靠硬件扫描驱动，该方法虽然比较方便，但显示只能按照预先的设计进行。
而实际上经常会遇到一些特殊要求的动态显示，比如电梯运行中指示箭头的上下移动、某些智能仪表幅值的条形显示、广告中厂家的商标显示等。
这时一般的显示系统就很难达到要求。
另外，由于受到存储器本身的局限，其特殊字符往往难以显示，同时显示内容也不能随意更改。
因此就提出了一种利用PC机和单片机控制的LED显示系统通信方法。
该方法可以对显示内容进行实时控制，从而实现诸如动态显示效果。
同时用户也可以在PC机上进行显示效果的预览，显示内容亦可以即时修改。
同时它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。
并广泛的用于公交汽车、商店、体育场馆、车站、学校、银行、高速公路等公共场所的信息发布和广告宣传。
LED 显示屏发展较快，本文讲述了基于AT89S51单片机8×8 LED点阵显示的基本原理、硬件组成与设计、程序编写与调试、Proteus软件仿真等基本环节和相关技术。
1.2 国内外的研究概况目前大多数的LED点阵显示系统自带字库。
其显示和动态效果（主要是显示内容的滚动）的实现主要依靠硬件扫描驱动，该方法虽然比较方便，但显示只能按照预先的设计进行。
而实际上经常会遇到一些特殊要求的动态显示，比如电梯运行中指示箭头的上下移动、某些智能仪表幅值的条形显示、广告中厂家的商标显示等。
这时一般的显示系统就很难达到要求。
另外，由于受到存储器本身的局限，其特殊字符或图案也往往难以显示，同时显示内容也不能随意更改。
本文提出一种利用PC机和单片机控制的LED显示系统通讯方法。
该方法可以对显示内容（包括汉字和特殊图符）进行实时控制，从而实现诸如闪动、滚动、打字等多种动态显示效果。
该方法同时还可以调节动态显示的速度，同时用户也可以在PC机上进行显示效果的预览，显示内容亦可以即时修改。
在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED 显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高，生产也得到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。
2.系统概述LED点阵显示系统中各模块的显示方式有静态和动态显示两种。
静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的脉冲信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。
本文将介绍一种采用单片机AT89S51进行控制的8*8LED点阵。
该点阵可实现动态显示字母A~F的功能。
3．课程设计目的（1）巩固和提高学过的基础知识和专业知识。
（2）提高运用所学的知识进行独立思考和综合分析、解决实际问题的能力。
（3）培养掌握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能。
（4）增加对单片机的认识，加深对单片机理论方面的理解。
（5）掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口、串行口通讯等。
（6）熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。
4．课程设计题目和任务要求：按键控制8×8LED点阵屏显示字母A—F。
任务：（1）．根据要求设计总体方案；（2）．绘制硬件电路原理图；（3）．画出软件程序流程图；（4）．编写软件源代码（必须有注释）；（5）．在Proteus软件下仿真运行或在做出的实物上运行；（6）．编写符合学院要求的课程设计说明书。
5．设计内容5.1系统功能的描述用单片机控制8×8LED点阵显示字母A到F，利用硬件与软件相结合的方法，通过单片机将字母的代码分别送到相应的列线上面，经过软件编程使二极管从A 到F依次显示字母。
5.2 系统硬件设计图1系统框图点阵LED硬件电路如上图所示，其包括单片机，电源电路，复位电路，驱动电路和LED点阵电路。
本设计的核心是利用单片机读取显示字型码。
电路是单片机的驱动电路，复位电路可在需要的时候，手动使单片机程序计数器复位清零，从而使程序重新执行。
另外此设计中通过阳极驱动电路向点阵输送字型码，采用74LS138译码器，循环扫描。
RP1为电阻排，含有8个电阻，作为P0口各位的上拉电阻，以保证P0口能够输出高电平。
系统框图如图1所示。
5.2.1 AT89S51芯片的介绍所谓单片机，就是将CPU,RAM,ROM,定时/计数器和多种I/O接口电路都集成在一块集成芯片上的微型计算机。
MCS--51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的8位单片微型计算机，包含51和52两个子系列。
51子系列的典型产品有8031，8051和8751三种机型52子系列包括8032，8052二种主要机型。
51子系列的配置如下：（1）8位CPU；（2）振荡频率1.2～12MHZ；（3）128个字节的片内数据存储器（片内RAM）；（4）21个专用寄存器；（5）4KB的片内程序存储器（8031无）；（6）8位并行I/O口P0，P1，P2，P3；（7）一个全双工串行I/O口；（8）2个16位定时器/计数器；（9）5个中断源，分为2个优先级；本系统选用ATMEL89S51系列单片机，由于它的模块化设计为适应具体的应用提供了极大的灵活性，便于扩展功能，有效的提高了系统的经济性。
AT89S51是一种低工耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器的八位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储编程器对程序存储器重复编程。
AT89S51具有以下特点：（1）与MCS-51微控制器产品系列兼容。
（2）片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器。
（3）32条可编程I/O线。
（4）程序存储器具有三级加密保护。
（5）可编程全全双工串行通道。
（6）空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。
（7）而且与87C51系列的引脚也完全兼容。
89S51单片机结构如图5-1所示：图5-1 89S51单片机结构框图51系列单片机的引脚功能：主电源引脚Vss、VccVss：接地，Vcc：接+5V电源外接晶振引脚XTAL1、XTAL2XTAL1：片内反向放大器输入端，XTAL2：片内反向放大器输出端输入/输出引脚P0、P1、P2、P3P0.0～P0.7：P0口的8个引脚，P0口是8位漏极开路型双向I/0端口，在接有片外存储器或I/0扩展接口时，P0.0～P0.7分时复用，作低8位地址总线与双向8位数据总线P1.0～P1.7：P1口的8个引脚，P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口，对于52子系列，P1.0还可用于定时器/计数器2的计数脉冲输入端Ｔ2，Ｐ1.1还可作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。
P2.0～P2.7：P2口的8个引脚，P2口也是一个带内部上拉电阻的双向I/O口，在访问片外存储器或扩展I/O接口时，还用于提供高8位地址。
P3.0～P3.7：P3口的8个引脚，P3口也是一个带上拉电阻的I/O口，除可以作双向的输入输出口外，还具有第2功能。
见表5-1控制线（4条）：ALE/PROG：双功能引脚。
由于P0口的8个引脚是低8位地址总线与数据总线分时复用，因此必须将P0口输出的低8位地址进行锁存。
在访问片外存储器时，每机器周期该信号出现2次。
其下降沿用于控制锁存P0口输出的低8 位地址。
即使不访问片外存储器，该引脚上仍出现上述频率的周期性信号，因此也可作为对外输出的时钟脉冲，频率为振荡器频率的1/6，必须注意的是：在访问片内外存储器时，ALE脉冲会跳空1个。
对片内含有EPROM的机型，此引脚在编程时可作为编程脉冲PROG的输入端。
PSEN：片外程序存储器读选通信号输出端，在CPU从片外程序存储器取指期间，此信号每个机器周期两次有效，以通过P0口读入指令，在访问片外数据存储器时，该信号不出现。
EA/Vpp：双功能引脚，为片外程序存储器选用端。
当该引脚信号有效时，选择片外程序存储器，即EA/Vpp=1时，访问片内程序存储器。
对片内含有EPROM的机型，此引脚在编程期间用于施加+21v的编程电压。
RST/VPO：双功能引脚，在单片机工作期间，当此引脚上出现连接2个机器周期的高电平时可实现复位操作。
在Vcc掉电期间，若该引脚接备用电源（+5v），可向片内RAM供电，以保存片内RAM中的信息。
5.2.2 单片机系统设计按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统和典型应用系统等。