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第1章51系列单片机系统结构概述1

1.1 51单片机概述1

1.1.1单片机的分类1

1.1.2 8051单片机的应用3

1.1.3 8051单片机的开发3

1.1.4 8051单片机型号的选择4

1.1.5单片机学习的要点4

1.2 51单片机基本系统结构4

1.2.1 51单片机的结构框图及引脚4

1.2.2 MCS-51系列单片机主要功能部件6

1.2.3典型时钟电路和复位电路7

1.2.4 8051单片机I/（O结构7

1.3 51单片机存储器结构8

1.3.1程序存储器9

1.3.2外部数据存储器10

1.3.3内部数据存储器空间11

1.3.4 MCS-51单片机特殊功能寄存器13

1.3.5常用特殊功能寄存器14

1.4 51单片机的指令系统及汇编语言设计要点16

1.4.1指令格式16

l.4.2伪指令17

1.4.3寻址方式19

1.4.4指令类型21

1.5汇编程序设计34

1.5.1三种基本的程序结构34

1.5.2汇编程序设计的要点35

1.6 51单片机主要扩展功能部件39

1.6.1 MCS-51单片机定时／计数器39

1.6.2中断系统47

1.6.3串行口54

第2章C51应用基础62

2.1 Keil C51简介62

2.2 C51程序设计基础知识63

2.2.1 C语言的特点63

2.2.2一个简单的C51例子63

2.2.3 C51的基础知识64

2.2.4存储空间定义64

2.2.5 C51数据类型65

2.2.6 C51存储空间的定义67

2.2.7 C51的常量67

2.2.8 C51常用运算符68

2.2.9 C51表达式73

2.2.10 C51的基本语句74

2.3 C51的函数与数组80

2.3.1函数的定义81

2.3.2数组83

2.3.3结构（struct）86

2.3.4联合（union）87

第3章 铁电单片机VRS511307491

3.1 VRS5113074概述91

3.1.1功能说明91

3.1.2引脚说明93

3.1.3指令系统96

3.2 VRS51L3074的存储器结构100

3.2.1内部数据存储区101

3.2.2特殊功能寄存器区101

3.2.3外部数据存储器组织107

3.2.4外部数据总线访问110

3.2.5 FRAM铁电存储器的使用114

3.3 VRS51L3074芯片配置120

3.3.1系统时钟配置120

3.3.2处理器工作模式控制122

3.3.3功能模块使能控制123

3.3.4功能模块I/O映射与优先级124

3.4通用I/O口125

3.4.1 I/O口结构126

3.4.2 I/O口方向配置126

3.4.3 I/O口输入使能控制127

3.4.4 I/O 口锁存器127

3.4.5 I/O口驱动能力128

3.4.6 I/O 口状态变化监控128

3.5定时／计数器129

3.5.1定时／计数器T0、T1130

3.5.2定时／计数器T2134

3.5.3定时器级联137

3.5.4定时器应用例程138

3.6脉冲宽度计数器（PWC）138

3.6.1 PWC模块配置寄存器140

3.6.2 PWC模块配置操作142

3.6.3 PWC模块例程142

3.7串行口143

3.7.1串行口UART0144

3.7.2串行口UART1146

3.7.3串行通信波特率计算148

3.7.4 UART0和UART1引脚映射149

3.7.5串行口例程150

3.8 SPI接口153

3.8.1 SPI运行控制154

3.8.2 SPI配置和状态监控155

3.8.3 SPI传输字长158

3.8.4 SPI数据寄存器159

3.8.5 SPI数据输入／输出160

3.8.6可变位数据传输161

3.9 I2C接口162

3.9.1 I2C运行控制162

3.9.2 I2C从机在线状态检查165

3.9.3从机ID设置与I2C高级配置167

3.9.4 I2 C例程168

3.10脉冲宽度调制器（PWM）171

3.10.1 PWM输出波形控制172

3.10.2 PWM模块时钟配置175

3.10.3 PWM模块例程175

3.10.4 PWM模块的定时器工作模式178

3.11增强型算术单元（AU）181

3.11.1算术单元控制寄存器182

3.11.2算术单元数据寄存器185

3.11.3桶式移位器187

3.11.4增强型算术单元整体结构188

3.11.5算术单元基本运算例程188

3.12看门狗定时器（WDT）189

3.12.1看门狗定时器的控制190

3.12.2采用外部时钟的情况下WDT的复位控制191

3.12.3 WDT基本配置例程191

3.13中断系统192

3.13.1中断系统概述192

3.13.2中断允许控制194

3.13.3中断源选择195

3.13.4中断优先级196

3.13.5引脚变化中断196

3.14 VRS51L3074 JTAG接口198

3.14.1激活JTAG接口对系统的影响198

3.14.2板级JTAG接口的实现199

3.14.3 VRS51L3074调试器199

3.15 Flash编程接口（FPI）199

3.15.1与FPI模块相关的特殊功能寄存器199

3.15.2 Flash存储器读操作202

3.15.3 Flash存储器擦除204

3.15.4 Flash存储器写操作205

第4章LED显示屏工作原理211

4.1 LED发光原理及其发展状况、趋势211

4.1.1 LED发光原理211

4.1.2 LED发展历史及趋势212

4.1.3 LED器件主要参数213

4.1.4光学和人眼视觉知识214

4.2 LED显示屏单元板介绍215

4.2.1 LED单元板类型介绍215

4.2.2 LED单元板基本组成模块简介217

4.2.3常用LED单元板驱动方式和驱动芯片介绍220

4.3双基色LED单元板介绍223

4.3.1室内双基色LED单元板结构介绍223

4.3.2室内双基色单元板电路分析224

4.4 LED单元板数据绕行方式介绍228

4.5 LED显示屏分类及亮度、灰度控制229

4.6 LED 显示屏工程应用及维护概述233

4.6.1 LED显示屏的方案设计233

4.6.2 LED显示屏的安装236

4.6.3 LED显示屏的维修236

第5章LED显示屏显示数据的组织238

5.1 LED显示屏控制系统对单片机的基本要求238

5.1.1 LED显示屏对单片机控制系统的基本要求238

5.1.2 LED显示屏对单片机数据处理方式的基本要求240

5.1.3指令优化对字节处理时间的影响241

5.2 LED显示屏静态显示数据的组织244

5.2.1静态显示的LED显示屏数据组织244

5.2.2静态屏的滚动显示248

5.3 LED显示屏动态显示数据的组织251

5.3.1动态显示的LED显示屏数据组织251

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254

5.4显示效果与占用显示数据存储器大小的关系256

5.4.1显示效果与占用显示数据存储器大小的关系256

5.4.2采用双RAM并行输出降低显示数据存储器的占用260

5.4.3多RAM并行输出时双RAM并行输出方式的扩展263

第6章 基于51系列单片机的小型LED显示屏控制系统265

6.1单片机直接驱动LED显示屏265

6.1.1显示数据存储在程序存储器中265

6.1.2显示数据存储在扩展的外部并行数据存储器中271

6.2利用单片机外部读写信号驱动LED显示屏272

6.2.1单片机外部数据存储器扩展272

6.2.2多个外部数据存储器扩展273

6.3利用单片机SPI接口驱动LED显示屏280

6.3.1 SPI接口的特点280

6.3.2利用SPI接口驱动LED显示屏281

6.4单片机直接驱动LED显示屏应用实例284

第7章 单片机扩展外部地址计数器驱动大型LED显示屏290

7.1单片机访问外部数据存储器时间上的限制290

7.2利用单片机多RAM技术驱动大型LED显示屏294

7.2.1并行RAM方式294

7.2.2串行存储器方式300

7.3利用LED显示屏单元板排列方式驱动超长LED显示屏301

7.3.1超长LED显示屏面临的问题301

7.3.2LED显示屏的双向排列方式301

7.3.3超长LED显示屏的数据组织与硬件实现302

7.4利用多单片机系统驱动超大LED显示屏306

7.5基于DSP与FPGA的LED显示屏控制系统的设计308

7.5.1DSP的特点及在LED显示屏控制系统中的应用308

7.5.2基于FPGA的系统时序电路设计309

7.5.3显示存储器模块设计310

7.5.4LED显示屏分区310

7.5.5显示存储器扫描时序控制电路311

8.1汉字字库的生成与使用313

8.1.1汉字编码简介314

8.1.2点阵汉字字库314

8.1.3在Windows环境下提取字模的工作原理315

8.1.4提取字模的程序设计315

8.2控制卡与PC的协议制定317

8.2.1控制命令字约定318

8.2.2配置文本编辑319

8.2.3直接数据格式定义3322

8.2.4存储器地址位置324

8.2.5 PC端串行口通信模块324

8.3汉字字形的提取及图片的嵌入326

8.3.1汉字字形提取327

8.3.2图片的嵌入332

8.4 PC对下载数据的预处理332

8.4.1 LED屏显示信息编辑及提取333

8.4.2 LED显示数据生成333

8.4.3 INTER格式数据转换335

第9章LED显示屏单片机控制系统编程339

9.1基于SPI的Flash存储器读写339

9.1.1 SST25系列串行Flash存储器339

9.1.2基于51单片机SPI接口的串行Flash驱动程序343

9.2字符控制及处理程序设计352

9.2.1字符控制处理程序设计353

9.2.2字符点阵字模提取程序设计360

9.3显示程序365

9.3.1 显示程序指令表365

9.3.2读显示程序指令表371

9.3.3执行显示程序指令表374

9.3.4单场显示程序设计377

9.4串行口通信模块设计378

9.4.1 51单片机端串行口收发模块378

9.4.2 51单片机端串行口扩展程序模块381

9.5基于DS1302时钟模块程序设计384

9.5.1 DS1302的结构及工作原理384

9.5.2 DS1302的控制字节说明384

9.5.3复位385

9.5.4数据输入／输出385

9.5.5 DS1302的寄存器385

9.5.6 DS1302在LED控制卡上的硬件电路及软件设计386

9.6基于DS18B20温度传感器的模块设计388

9.6.1 DS18B20的工作时序389

9.6.2 DS 18320的程序设计390

第10章VRS513074在LED显示屏控制系统中的应用4

10.1VRS5113074与标准51单片机的比较394

10.1.1 VRS51L3074运行速度394

10.1.2 VRS 1L3074的高速增强型SPI接口395

10.1.3 VRS5113074的定时计数器395

10.1.4 VRS5113074的增强型算术运算单元395

10.1.5VRS5113074的其他部件396

10.2VRS5113074的基本应用396

10.3VRS5113074的RAM扩展应用400

10.4VRS5113074扩展硬件地址计数器402

10.5VRS5113074的扩展展应用件“双端口”串行FRAM405

第11章 LED条形显示屏（门头屏）409

11.1门头屏单元板电路结构409

11.1.1单元电路409

11.1.2总体结构及电路工作原理411

11.1.3单元板电路的简化表示方法412

11.1.4几种常用的门头屏LED单元板电路412

11.2门头条形LED显示屏的数据组织414

11.2.1直通连接方式的数据组织414

11.2.2绕行连接方式的数据组织417

11.3门头条形LED显示屏的显示控制系统425

11.3.1门头屏的接口电路特点425

11.3.2单片机直接驱动门头条形LED显示屏425

11.3.3单片机外部扩展SPI接口Flash存储器427

11.3.4基于串口Flash存储器的超长门头屏控制系统429

附录A ASCII码表432

附录B MCS-51单片机常用资料433

附录C C51中的关键字和常用函数442

附录D Keil uVision3中高性能铁电单片机（VRS51L2xxx/3xxx）的相关配置简介452

附录E 常用芯片引脚图457

附录F 异步室内双基色LEDA显示屏故障排查简明手册465

附录G LED双基色单元板原理图467

附录H p16-全彩LED屏单元板原理图468

附录I PH16-单色条屏（门头屏）单元板原理图469

附录J PH10单色条屏（门头屏）单元板原理图470

参考文献471