液晶点阵式矩阵电子广告牌设计与制作毕业设计论文.doc

摘要
本设计用AT89C51系列的高速单片机作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动64×16的点阵LED显示屏。同时，也可在嵌入式系统软件硬件设计仿真平台Proteus基础上设置了16×16LED点阵汉字显示电路。使用AT89C51系列的高速单片机本身的功能，很方便的实现单片机和PC机之间的数据存储及传输，一方面可利用软件进行显示内容的多样化，另一方面点阵可显示屏，广泛的应用于医院、机场、银行等公共场所，所以本设计具有很强的实际应用性。
LED显示屏可用动态扫描的方式同时显示4个16×16点阵汉字，也可通过上位机软件修改显示的内容和显示的效果等等。把字符内码存储在空闲的单片机程序存储器空间，使本LED显示系统能掉电存储1024个字符。设计中采用了SPI接口的GB2312标准字库，支持所有的国字符和ASCII标准字符的显示。因为采用串行传输方式，所以使本系统的可扩展性得到提升，有利于多个显示单元的级联。通过汉字字模点阵数据的生成软件进行，实现汉字点阵的效果,同时应用汇编语言对单片机进行了控制性的操作。也完成了实物电路，并在Proteus软件基础上对结果仿真,得到了汉字点阵效果图。

关键词: 动态显示 单片机 点阵字库

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Abstract
This design with AT89C51 series of microprocessor as the main control module, use the periphery of the simple circuit to drive the 64 x 16 matrix LED display. At the same time, also can be in embedded system software and hardware design simulation platform based on Proteus set 16 × 16 of LED dot matrix characters display circuit. Use the microprocessor itself AT89C51 series of function, very convenient realize between SCM and PC of data storage and transmission, on the one hand, can use software showing the contents of the diverse, on the other hand bitmap can display, widely used in hospitals, airports, Banks and other public places, so this design which is of great practical application.
The LED display dynamic scanning way can also showed four 16 × 16 dot matrix characters, can also be through the PC software modify the content of the show and show the effect of the and so on. The character encoding stored in free microcontroller program memory space, make the LED display system can power lost storage 1024 characters. Applied to the design of the interface standard GB2312 SPI dictionaries, support for all of the countries and ASCII characters of characters that standard. Because the serial transmission way, so that the system scalability get promoted, be helpful for more display unit cascade. Through the Chinese characters font dot matrix of data generated software, achieve the effect of dot matrix characters, and application of the MCU assembly language controlling operation. Also completed the real electric circuit, and Proteus software in based on the results of simulation, the dot matrix characters get depicted.
Keywords: dynamic display; Single chip microcomputer; Bitmap fonts

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

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目录

1 LED概述 4
1.1 LED电子显示屏的基本概述 4
1.2 LED电子显示屏的分类 6
2 显示原理及控制方式分析 7
2.1 LED点阵模块结构 7
2.2 LED的基本知识 8
2.3LED的动态显示原理 10
3 硬件电路设计 11
3.1 系统硬件概述 11
3.2 16×16LED点阵显示制作 13
3.2.1 16×16LED点阵的内部结构及工作原理 13
3.2.2 用8×8LED点阵构成16×16LED点阵 15
3.3AT89C51的接口说明 16
3.4 LED硬件原理图 19
4 字模的生成 21
4.1 字模简介 21
4.2 字库生成 22
5软件的设计 24
5.1 程序设计总体思路 24
5.2 程序流程图 24
5.3 各个模块的程序设计 25
5.3.1 LED动态显示的程序 25
5.3.2 系统初始化的程序 26
5.3.3 汉字显示的原理 26
6效果图测试 28
6.1 实验显示效果图 28
6.2实验程序 34
总结 41
致谢 42
参考文献 43

第一章 LED概述
一、 绪论
LED显示屏（LED panel）:LED（Light Emitting Diode），同时也是发光二极管的英文缩写，简称为LED，它是一种能将电能转化为可见光的固态的半导体器件，则它也可以直接把电转化为光。它的作用是用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。LED的主要核心是一个半导体的晶片，晶片一端是负极，另一端连接电源的正极，它可以使整个晶片被环氧树脂封装起来。
LED显示屏可以分为图文与视频显示屏，则它们均由LED的矩阵块组合而成。在图文的显示屏当中：它可与计算机同步显示出来汉字、英文文本和图形等等；视频显示屏它可采用微型的计算机来进行控制，图文、图像并茂，使之以同步、清晰的信息传播播放出来，信息，同时可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目及现场实时状况。LED显示屏它的画面特点：画面的色彩鲜艳，立体感觉强，静如油画，动如电影，应用十分的广泛，例如，应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所等等。
LED显示屏发光的基本原理：它的半导体晶片是由两部分组合而成的，它的一部分是P型的半导体组成，在它里面的空穴占主导的地位，另一端是N型的半导体组成，在这边主要是电子。然而这两种半导体连接起来的时候，它们之间就会形成一个“P-N结”。当电流通过导线的作用于这个晶片的时候，电子将就会被推到P区，在P区里电子与空穴结合，然后就将会以光子的形式发出能量。
二、 LED电子显示屏的基本概述
多个 LED发光灯组成固定的字符或图形从而进行显示，则可形成LED点阵图文的显示屏效果。它的主要特点是只控制LED点阵中发光器件的通断（比如：发光或熄灭），它则不控制LED发光的强弱。在LED点阵汉字显示的方式中是先根据所需要的汉字提取出来汉字点阵（如16×16 点阵），将点阵文件存入ROM，从而形成新的汉字编码；在使用时候，需要先根据它新的汉字编码组成语句，再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。
由于LED有很多的优点等等，所以在市场中也得到了广泛的应用，它的主要应用领域有：
（1）信号指示应用如：信号照明它主要是以LED单色光应用比较的广泛，同时也是比较早的一个领域。
（2）显示屏的应用如：指示牌、广告牌、大屏幕显示等等，其LED可用于显示屏幕，而它的显示屏幕又可分为单色和彩色。
（3）照明的应用如：便携灯具，汽车用灯，特殊照明等等。由于LED的尺寸比较的小，可以方便它的动态的亮度和颜色控制，所以，比较适合用于建筑装饰照明。背光照明：普通的电子设备功能则显示背光源、笔记本电脑背光源、大尺寸超大尺寸LCD显示器背光源等
LED电子显示屏（Light Emitting Diode Panel）是由几百到几十万个半导体发光二极管像素点，它是按矩阵均匀排列组成。它可以利用不同的半导体材料，制造出来不同色彩的LED像素点。在目前应用最广的是红色、绿色、黄色。但是蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用的阶段。LED它的显示屏是一种通过控制半导体发光二极管亮度的方式，从来显示出来文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等等各种的信息显示屏幕。
LED显示屏可分为图文显示屏和条幅显示屏，均由LED矩阵块组成的。它的图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息的显示。LED显示屏是因为其像素单元是主动发光的，它具有亮度高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定的优点等等。因而被广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所等等呢。
LED显示屏的发展前景及其的广阔，同时目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向的发展。
三、 LED电子显示屏的分类
（1）按颜色基色的分类：
单基色的显示屏:单一颜色（如红色或绿色）。
双基色的显示屏：红和绿双基色，二百五十六级灰度、可以显示六万五千五百三十六种颜色。
全彩色的显示屏：红、绿、蓝三基色，二百五十六级灰度的全彩色显示屏可以显示出一千六百多万种颜色。
（2）按显示器件分类：
LED数码的显示屏：显示器件均为7段码数码管，它适用于制作时钟屏、利率屏等等，显示出数字的电子显示屏。
LED点阵图文的显示屏：显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组合而成的点阵显示模块，适用于播放文字、图像信息。
LED视频的显示屏：显示器件是由很多发光二极管组合而成的，可以显示视频、动画等等各种视频文件。
（3）按使用场合分类：
室内的显示屏：它的发光点较小，一般Φ三毫米到八毫米，它的显示面积一般是有几至十几平方米。
室外的显示屏：它的面积一般几十平方米至几百平方米，亮度高，可以在阳光下工作，具有防风、防雨、防水功能。
（4）按发光点直径分类：
室内的屏：Φ三毫米、Φ三点七五毫米、Φ五毫米、
室外的屏：Φ十毫米、Φ十二毫米、Φ十六毫米、Φ十九毫米、Φ二十一毫米、Φ二十六毫米
室外屏的发光基本是由发光筒来完成的，发光筒的原理是将红、绿、蓝发光二极管封在一个塑料筒内一起发光增强亮度。
它的显示方式有静态、横向滚动、垂直滚动和翻页显示等等。

第二章 显示原理及控制方式分析
一、 LED点阵模块结构
组合型的LED点阵显示器模块，是以发光二极管为基本的像素，它利用高亮度发光二极管芯片点阵列组合后，在按照环氧树脂和塑模封装而成。这种LED模块广告牌的优点：具有提高系统的稳定性、可靠性、以及高亮度、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。常有的显示器件规格：PH10,PH14,PH16,PH20,PH25等多种像素管。LED点阵规模常见的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。
LED像素颜色可分为单色、双基色、三基色等。它像素颜色的不同，所显示出来的文字、图象等内容的颜色也不同。LED单色点阵只能显示出固定的色彩如红、绿、黄等单色，而双基色与三基色点阵所显示出来内容的颜色主要是由像素内部颜色不同的发光二极管点亮组合决定，例如红绿都亮时显示黄色，但是按照控制脉冲方式二极管的点亮时间，同时可实现256和更高级的灰度显示，即可实现真彩色显示。
如图2.1,2.2,2.3显示出最常见的LED 8×8单色点阵显示器，它内部的电路结构和外型规格。

如图2.1 如图 2.2

图2.3 8×8单色LED模块内部电路结构

LED点阵显示器单块使用时，既可代替数码管显示数字，也可显示各种中西文字及符号．如5x7点阵显示器用于显示西文字母．5×8点阵显示器用于显示中西文，8x8点阵可以用于显示简单的中文文字，也可用于简单图形显示。用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器，但这类实用装置常通过PC机或单片机控制驱动。
二、 LED的基本知识
目前，常见的是并行传输的方式，它将通过8位锁存器，将8位总线上的列数据进行了锁存的显示，其中各8位锁存器的片选信号是由译码器来进行提供的。其中这种方式的优点是传输速度比较的快，它对微控制器MCU的通信速度要求比较低。但是这种方案最大的缺点就是不便于随意的扩展显示单元的数目。每增加一个16*16点阵全角汉字的显示单元，就会需要在之前的电路上多增加上两个地址线，这就要求在PCB布线的时候要留有充足的地址线的冗余量。它的另一个缺点是，每一个单元的PCB也随着安放位置的不同，则布线结构也有所不相同，同时也不利于厂家批量生产。它并行传输需要的芯片比较的多，因此市场上已经出现了用FPGA,CPLD等等高密度的可编程逻辑器件PLD来取代了传统的锁存器IC的方案。则成本有所下降，但是可扩展性仍旧比较的差。所以，并行的传输方式适用于显示单元数目确定的条屏。发光管中最主要的部分还是发光管内部的发光管芯所选用。
目前，现在中高档发光管的管芯生产厂家主要有日亚公司，丰田公司，美国的科瑞公司，惠普公司，德国的西门子公司，台湾的国联公司，鼎元公司和光磊公司，其中美国及欧洲的公司都主要是以生产纯蓝纯绿发光管芯片为主，但是台湾公司它则以生产红绿管的管芯为主，从目前的实际应用以及红绿色彩搭配来看，一红四绿其中红管采用的是四元素的红，但绿管采用的是三元素的绿，同时，1、在管芯的使用上建议用红管的管芯台湾国联公司的712SOL，绿管的管芯采用台湾鼎元公司的113YGU。它的这种管芯则采用及搭配是目前双基色室内显示屏配置较高的。另外还有两红有一纯绿的配置。2、集成元器件    在光电驱动电路中接收计算机传到分配卡中的数字信号可以驱动发光体的亮与暗，从而可以形成我们所需要的文字或图形，它的质量是否可靠稳定，可以直接的决定了发光体能否正常的工作，从目前的室外屏的运行来看，故障率出现最多的地方就在光电驱动部分，因为它所选用的集成IC器件的质量使之直接的决定了光电驱动部分质量。3、电源    一般公司使用的电源要求保证在5年时故障要低于1%，那么它每年故障要低于0.02%，其中电源质量的好坏在其元器件的筛选当中和电源生产厂家的质量控制当中。
目前，电子市场上电源的品牌也是比较多的，它的国产的有常州创联，思达，上海衡孚等等，它的进口主要来自台湾明伟，从实际的使用上看，我们国产电源常州思达的电源稳定性比较的好，使用寿命比较长，而且电源品牌比较响。在本显示屏公司可采用通过3C认证的电源。4、生产工艺和施工工艺    它的系统的工艺主要是焊接工艺和安装工艺。对于焊接工艺来讲，它的显示系统有多达10万个焊接点，其中一个虚焊就可造成出至少一个象素筒的不亮，所以，焊接工艺是十分重要的，则我们目前采用先进的波峰焊接，它的整个焊接过程均是由设备来完成的，它以避免人工的过失。假如室外的显示屏，就应对屏体的安装工艺提出了更高的要求，然而要求屏体的整体结构抗台、防水、防高温。它这是主要由于系统工作时间长、功耗量大同时，再加室外工作环境相对恶劣，则要求屏体具有一定防高温、防尘、防雾功能等等。它的显示屏面积在20平方米以上的时侯，建议最好采用双支撑，但是在20平方米以下时，建议最好采用单体支撑、它的显示屏是安装在电厂的第二大门上有天然的支架。它的显示屏的整体结构采用了钢结构，对外立面采用台湾吉祥工业铝塑板包边。同时，为了它保证显示屏结构的安全可靠，建议最好结构的设计与施工由有专业施工资质的企业来完成。   
三、 LED的动态显示原理
LED点阵显示系统当中各个模块显示的方式：有静态和动态显示两种效果。国内的LED点阵显示屏它的大部分都是单显示型，其中显示的内容相对的较少，显示花样也比较的单一。在产品出厂时，显示的内容就已输入显示屏，控制系统当中的EPROM芯片内，在当需要更换显示内容时就非常的困难，从而这样使该类型的显示屏使用范围受到了很大的限制。
而国内的另一种LED显示屏可编程序型LED显示屏，它虽然增加了显示屏系统的编程能力，使之显示的内容和显示花样都有所增加，但是也存在着更换显示内容不便的缺点。
点阵式LED汉字广告屏它绝大部分是以采用动态扫描显示德方式，同时用这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性，将其连续的几帧画面高速的循环显示出来，它只要帧速率高于二十四帧/秒，人眼看起来就是一个完整的效果，使之也相对静止的画面。最典型的例子：电影放映机。
我们以8×8的点阵模块为例，从而说明一下其使用方法及控制过程。如图2.1中，红色德水平线Y0、Y1……Y7叫做行线，它的内部发光二极管接的是阳极，它的每一行8个LED的阳极都接在本行的行线上。同时它的相邻两行线间都是绝缘。同样，蓝色竖直线X0、X1……X7叫做列线，接内部每列8个LED的阴极，相邻两列线间绝缘的。
显示屏的控制系统它主要包括了输入接口电路、信号控制、转换和数字化处理电路及输出接口电路等等，即涉及的具体技术也是很多，其关键的技术包括串行传输与并行传输技术、动态扫描与静态锁存技术、自动检测及远程控制技术等等。

第三章 硬件电路设计
一、 系统硬件概述
整个电路是由单片机AT89C51，8个74LS273，1个74LS138，1个74HC154,4个16×16的LED。该电路所设计的电子屏可显示多个汉字，需要4个16×16 LED点阵模块，可组成16×64的条形点阵。
AT89C51是一种带4KB字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM-Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51引脚即外观如图3.1所示。

如图3.1 AT89C51的管脚图

译码器是组合逻辑电路的一个重要的器件，74LS138的输出是低电平有效，故实现逻辑功能时，输出端不可接或门及或非门，74LS138与前面不同，其有使能端，故使能端必须加以处理，否则无法实现需要的逻辑功能。发光二极管点亮只须使其正向导通即可，根据LED的公共极是阳极还是阴极分为两类译码器，即针对共阳极的低电平有效的译码器；针对共阴极LED的高电平输出有效的译码器。
74LS273是低功耗肖特基TTL8D锁存器，内有8个相同的D型(三态同相)锁存器，由两个控制端(11脚G或EN；1脚OUT、CONT、OE)控制。当OE接地时，若G为高电平，74LS373接收由PPU输出的地址信号；如果G为低电平，则将地址信号锁存。工作原理：74LS373的输出端O0—O7可直接与总线相连。当三态允许控制端OE为低电平时，O0—O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE为高电平时，O0—O7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。 当锁存允许端LE为高电平时，O随数据D而变。当LE为低电平时，O被锁存在已建立的数据电平。74LS373引脚即外观如图3.2所示

如图3.2 74LS373引脚图
74HC154为类似74LS138的译码器，它的内部是4 线－12 线译码器，如果选通端（G1、G2）为低电平时，可把地址端（ABCD）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。如果将 G1 和 G2 中的任意一个作为数据输入端，则 （ABCD） 对输出寻址，同时还可作 1 线－16 线数据分配器。一般工作环境的温度为0～70℃。
LED,50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，接着用四周环氧7树脂密封，也是固体封装，所以能起到保护内部芯线的作用，因此LED的抗震性能好，该电路的显示采用逐行扫描方式。当工作时，它由单片机提取出第一行需要显示的内容经过延时一段时间后再进行下一行点阵数据的显示。
二、 16×16LED点阵显示制作
（一） 16×16LED点阵的内部结构及工作原理
我们先以UCDOS中文宋体字库为例，每一个字由16行16列的点阵组成来进行显示。即国家标准汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。可以把每一个点理解为一个像素，把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字屏不但可以显示汉字，而且也可以显示在256像素范围内任何图形。这里我们以“龙”字说明，如图3.3所示。

如图3.3 龙

用8位的AT89C51单片机控制，由于单片机的总线为8位，一个字需要拆分为2个部分。一般把它拆分为上部和下部，上部由8×16点阵组成，下部也是由8×16点阵组成。此例中单片机首先显示的是左上角第一列的上半部分，即第0列的p00—p07口。方向从p00到p07 ,显示汉字“高”时,p02点亮,由上往下的顺序排列,为p2.0 灭，p2.1 灭, p2.2 灭, p2.3 灭, p2.4 亮, p2.5 亮,p2.6灭,p2.7 灭。则二进制为00001000，转换为十六进制为 08h。上半部第一列完成后，则继续的扫描下半部的第一列，为了接线的方便，我们仍设计成由上向下扫描，也就是从p27向p20方向扫描，从图3.3可以看到，这一列全部为不亮，即为00000000，十六进制则为00h。 然后单片机转向上半部第二列，应用这个方法继续扫描往下读二进制数，得出汉字“龙”的扫描代：
00H,08H,08H,08H,08H,08H,0FFH,08H,0FH,48H,28H,08H,08H,18H,08H,00H
00H,00H,02H,06H,30H,0C4H,04H,08H,0FCH,24H,44H,84H,04H,04H,3CH,00H
由以上的这个原理可以看出来，无论是显示何种字体或图像，都可以用这个方法来进行分析出来它的扫描代码从而显示在屏幕上面。只不过现在有很多现成的汉字字模生成软件，就不必自己去画表格算代码了。
（二） 用8×8LED点阵构成16×16LED点阵
在Proteus中只有5×7和8×8等LED点阵，没有16×16LED点阵，但是在实际的应用中，要更好地显示一个汉字，则需要的是16×16的点阵。下面介绍如何用8×8点阵构建16×16点阵的方法，同时构建一块16×16 LED点阵，用于本例的显示任务。
首先，在Proteus的元件库中找到“MATRIX-8X8-BULE”元器件，将四块该器件放入文档区编辑窗口当中。这时候应该注意,如果该器件保持初始的位置，首先将其转动并将水平放置，使它左面8个引脚是行线，右边8个引脚是列线。然后将四个元器件对应的行线和列线分别进行连接，使每一条行线引脚接一行16个LED，列线也相同。并注意要将行线和列线引出一定长度的引脚，以便下面我们使用。连接好的16×16点阵如图3.4所示。
如图3.4 点阵模块组合
成如上图的16×16点阵只是第一步，这样分开的数块并不能达到好的显示效果,下面我们要将其进一步组合。组合实际上很简单，首先选中如上图中右侧的两块8×8点阵，然后拖动并使其与左侧的两块相并拢，如图3.5所示。

又上可得原来的连线自动隐藏，对于线上交点，最好不要去动。最后，再来选中下侧两块的点阵，将其拖动与上侧的两块并拢,最终的效果如图3.6所示。基本上原来杂乱连线现在全部隐藏，那么一块16×16的LED点阵就完成了。但是应该注意，已经做成的LED点阵的行线为左侧的16个引脚，其行线为高电平有效，下侧的16个引脚为其列线，列线为低电平有效。然后，则8*8LED点阵构成了16*16LED点阵。

如图3.5

如图3.6

三、 AT89C51的接口说明
在AT89C51中有P0,P1,P2,P3四个口，其中18，19号引脚它则提供外部时的管教说明：
P0口：P0口是一个8位漏极开路型双向I/O口，并且也是地址/数据总线复制的用口，它为输入口时，每位能吸收8个TTL逻辑门电流，对端口输入“1可作为高阻输入端。在Flash编程时，PO口作为原码输入口时，此时P0口输出原码，则P0外部必须被拉高。但是在程序校检时，输出指令字节，同时，校检时，必须外接上拉电阻。
P1口：P1口是一个由内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口的缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL门电流。对p1端口输入“1”后，通过内部提供的上拉电阻把端口拉到高电平，这时它可作输入口，P1端口被外部下拉为低电平时，这时它输出电流，原因是内部上拉的缘故作输入口，此时因为内部存在上拉电阻上，它当中某个引脚被外部信号拉低会输出电流I。
P2口:P2口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/O口，P1的缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL门的电流。对端口输入“1”时，内部的上拉电阻可把端口拉到高电平，即可作输入口，当作输入口时，因为内部有上拉电阻，则某个引脚被外部信号拉低时输出电流I。P2口当访问外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出高八位的地址。
P3口：P3口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/O口。P3口缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL门的电流。对P3口输入“1”时，它被内部的上拉电阻拉为高电平，当它作为输入端口，被外部的拉为低电平，输出电流I, P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。
RST（9脚）:作为复位输入，当震荡器工作时，RST引脚可同时出现两个机器周期以上的高电平将使单片机复位。建议在这个脚与Vss引脚之间接一个约8.2千欧的下拉电阻，同时，与Vcc引脚之间连接一个10毫砝的电容，这样子可以保证可靠地复位。
HOMS制造工艺的8051是MCS-51系列单片机的典型产品，其采用40引脚的 双列直插分装（DIP方式），就如上面图。

ALE/PROG：当访问外部存储器时,ALE(地址锁存允许）输出电平，用于锁存地址的地位字节。在平常时，ALE端以不变的频率周期可输出正脉冲信号时钟振动频率的1/6固定的正脉冲信号，因此它可作为对外输出时钟脉冲或用于定时的目的。但是应该注意的是:每当访问外部数据存储器时，要跳过一个ALE脉冲。
/PSEN：是一个外部程序存储器的选通信号。在外部程序存储器的取指时间，它的每个机器周期两次/PSEN有效。如果在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号则不会出现。/PSEN同样可以驱动八个TTL门电路。
VCC：（40脚）供电电压，接+5V电压。
GND：（20脚）接地。
XTAL1：它是一个反向振荡放大器输入和内部时钟工作电路输入。
XTAL2：它是一个来自反向振荡器输出。
如图3.7 AT89C51管脚图
/EA：当/EA为高电平的时候，可以访问内部程序的存储器，但是当PC程序计数器的值超过片内程序存储器容量时候，就会自动转向执行外部程序存储器。但是，当/EA保持低电平的时候，则只访问外部程序存储器，这时候不管是否有内部存储器，
ALE：当它访问外部存储器时，ALE允许地址锁存，即使不访问外部存储器，ALE可以任然的以不变的频率周期出现正常的脉冲信号出现这个信号的振荡频率是它的1/6。它可以作为对外输出的时钟，或者用作定时。
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
它们中的XTAL1和XTAL2分别是反向放大器的输入和输出。这个反向放大器可以配置为片内振荡器。同时，石晶振荡和陶瓷振荡均可以采用。比如采用外部时钟源驱动器件，这时XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，这时候则对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
四、 LED硬件原理图
左移动汉字的的硬件连接原理图

如图3.9 设计二原理图

如图3.8 设计一原理图

第四章 字模的生成
一、 字模简介
汉字的字模是一组数字，而且意义与数字意义有着根本的差异，它是以数字信息来记载英文或汉字的形状。
电脑硬件中，即没有汉字这个基本的概念，也没有英文的概念，其认识的概念也只有—个内码将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，为汉字的内码。而剩下的低128位则留给英文字符使用，为英文的内码。
假如你用启动盘的启动系统后可用DIR命令有可能得到很多的莫名其妙的字符，但是那也是确确实实的汉字，假如你启动UCDOS或者其他的汉字系统之后，则那就会看到是一个个熟悉的汉字出现。而在硬件系统当中，它的英文字模的信息一般固定在ROM里面，即还没有进入系统的CMOS里时，也可以使你看到英文的字符。但是在DOS的下面，其中中文的字模信息都一般记录在汉字库的文件里，它使制作好的字模放到标准的库当中，这也就是点阵字库文件。
就我所查的资料，提取字模主要有以下几种方法：
第一、从字模库中直接的进行提取。这种方法只限于字模库，就比如你需要16*16的字模和20*20的字模，那么你就必须去找到这2个字模库。
第二、从TTF库中进行直接提取。这种方法提取出来的字模很光滑，它的效果很好。同样你需要一个TTF库，它是矢量的，可以支持不同的大小。
第三、可以在内存的位图上画出文字，然后在生成字模。这种方法写出来的程序则不需要额外的字库文件，它将依赖于操作系统中的字体。但是它的一般操作系统中都带有大量的字体，完全足够我们使用，还可以很自由的选择自己喜欢的字体、大小等等。
二、 字库生成
如图4.1 字模

“何”的自摸代码为：
DB：01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH,0E0H,00H,20H,00H,27H,0F0H,24H,20H
DB24H,20H,2FH,0F0H,24H,02H,20H,01H,3FH,0FEH,60H,00H,20H,00H,00H,00H

如图4.2 字模
“金”字代码为：
DB 01H,00H,01H,02H,02H,02H,04H,52H,0AH,4AH,12H,46H,22H,42H,0C3H,0FEH
DB 22H,42H,16H,46H,0AH,4AH,04H,52H,02H,06H,03H,02H,02H,00H,00H,00H

如图4.3 字模
“荣”字代码为：
DB:
21H,00H,26H,42H,24H,42H,24H,44H,24H,48H,0F4H,50H,24H,60H,27H,0FFH
DB:
24H,60H,0F4H,50H,24H,48H,24H,44H,24H,46H,65H,44H,26H,00H,00H,00H

第五章 软件的设计
一、 程序设计总体思路
首先，先使用简短的汇编程序设计，从而来进行实现LED点阵的显示内容，同时并使之显示出来的内容在屏幕上面从左到右的滚动显示出来。在系统中采用了模块化的形式结构，它包括了主程序、延时程序、显示子程序和串行口中断程序。
系统硬件主要有三部分，上位机、手持发射机、接收机和显示模块。
上位机是指人可以发出操控命令的计算机，PC,屏幕上显示各种信号变化(。下位机则它是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般PLC/单片机之类的东西。标准应用软件丰富，接口有很强的通用性，基于PC机的程序有很强的兼容性和可移植性，性价比高。
因为上位机系统要完成显示信息(图像和文字)的录入、编辑及动画效果设计，所以，除了中心PC机外还必须配备相应的输入外设，比如扫描仪、摄像头、键盘等。网络(INTERNET)接口也是必不可少的一个，这样可以实现信息的远程下载和广告系统的网络化管理。
它以AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154的芯片和4个16*16 LED点阵显示器形成了一个完整的16位点阵LED显示系统。
还有一个AT89C51、还有两个74HC154的芯片和4个8*8 LED点阵显示器形成了一个