基于MPC82G516A單片機(jī)的簡易LED點陣系統(tǒng)設(shè)計

劉正翔 鄧華

摘 要：文章介紹了基于MPC82G516A單片機(jī)的簡易LED點陣系統(tǒng)設(shè)計方法，實際搭建電路進(jìn)行有效的軟硬件設(shè)計與調(diào)試，對LED點陣屏的設(shè)計有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：MPC82G516A；8051；單片機(jī)；LED點陣

引言

隨著應(yīng)用電子技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的種類越來越多，以單片機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越多，特別是基于8051的單芯片微處理器更是得到研發(fā)人員的青睞。文章介紹的MPC82G516A單片機(jī)就是8051內(nèi)核的微處理器，以其為控制單元設(shè)計制作簡易的LED點陣系統(tǒng)。

1 MPC82G516A單片機(jī)簡介

MPC82G516 A芯片封裝與STC89C52RC相同，該芯片是基于80C51的高效1-T結(jié)構(gòu)的單芯片微處理器，每條指令需要1～7個時鐘信號 （比標(biāo)準(zhǔn)8051快6～7倍）。因此，在與標(biāo)準(zhǔn)8051有同樣的處理能力的情況下，MPC82G516A只需要非常低的運行速度，同時可大幅度降低耗電量。

MPC82G516A擁有64K字節(jié)的內(nèi)置Flash存儲器用于保存代碼和數(shù)據(jù)。Flash存儲器可以通過并行模式編程，也擁有通過在系統(tǒng)編程（ISP）和在電路編程（ICP）進(jìn)行編程的能力。除了8051 MCU的標(biāo)準(zhǔn)功能外，許多系統(tǒng)級的功能已經(jīng)集成到MPC82G516A內(nèi)部。這些功能有1024字節(jié)的擴(kuò)展隨機(jī)存儲器（XRAM）， 一個額外的 I/O口（P4），10位的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，PCA，SPI，第二個UART接口，輔助鍵盤中斷，一個看門狗定時器等等。這些功能能夠有效地減少電路板面積和系統(tǒng)成本，而且這些功能使得 MPC82G516A 在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)成為一種強有力的微控制器。

2 系統(tǒng)組成及工作原理

在該LED點陣控制系統(tǒng)中，將MPC82G516 A單片機(jī)當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)的8051來操作即可。通過采購4塊8x8點陣模塊，組成16x16的點陣屏，用于顯示漢字或字符，通過74LS154的行掃描和P0、P1口的列掃描使LED點陣屏移動顯示“福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎您”的字幕，系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成框圖

2.1 硬件設(shè)計

電源電路設(shè)計：本電路采用1.5V×4電池作為電源輸入端，連接LM7805三端穩(wěn)壓器，輸出穩(wěn)定的5V電源，并在穩(wěn)壓器芯片兩端各加2個濾波電容（104電容、220uF電容），構(gòu)成穩(wěn)壓電源。

復(fù)位電路設(shè)計：采用經(jīng)典的阻容按鍵復(fù)位電路。

驅(qū)動電路設(shè)計：采用74HC154芯片（4線-16線譯碼器）構(gòu)成行驅(qū)動電路。通過MPC82G516A單片機(jī)的4個IO口控制74HC154，輸出的16個信號控制點陣屏的16個行信號。而點陣屏的列驅(qū)動電路則通過MPC82G516A單片機(jī)的P0與P1兩個端口的16個引腳控制，并在P0口加5.1K上拉電阻。

跑馬燈電路：為了美觀，本電路四周加上了LED跑馬燈。通過NE555產(chǎn)生一定的頻率，配合十進(jìn)制計數(shù)器CD4017共同構(gòu)成跑馬燈電路。

2.2 軟件設(shè)計

該電路整個軟件設(shè)計十分簡單，編寫一個循環(huán)主程序顯示16x16點陣屏，其具體的顯示實現(xiàn)過程，由定時器中斷程序完成。而定時器會在每隔20ms進(jìn)行一次中斷來掃描完成顯示過程，并把顯示數(shù)據(jù)傳回主程序顯示，相應(yīng)的顯示程序如圖2所示。

3 調(diào)試

本電路在實際制作時，由于PCB面積較大，若有誤差而未被發(fā)現(xiàn)，直接進(jìn)行PCB投產(chǎn)，將造成一定損失。因此，建議先用Proteus進(jìn)行仿真。Proteus仿真軟件擁有匯編c集成開發(fā)環(huán)境，對單片機(jī)源程序的輸入編譯及執(zhí)行可直接進(jìn)行，最終完成在計算機(jī)環(huán)境下硬軟件控制系統(tǒng)的綜合聯(lián)調(diào)，十分方便。仿真調(diào)試通過，再進(jìn)行硬件PCB制作，成功率較高。圖3是制作完好的電路實物圖。

4 結(jié)束語

MPC82G516A為核心的主控電路在焊接、調(diào)試完成后，可明顯感覺到其顯示流暢度、質(zhì)量高于普通的8051單片機(jī)。本點陣電路制作前，先通過proteus軟件平臺仿真調(diào)試，有較好的實用效果。仿真電路接近實際電路，在此基礎(chǔ)制作出實際的點陣屏電路，可降低成本，提高開發(fā)的質(zhì)量和效率，對MPC82G516A單片機(jī)的學(xué)習(xí)和開發(fā)，是行之有效的一種方法。

圖3 16×16點陣實物圖

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：劉正翔（1982，10-），男，研究生，工學(xué)碩士，研究方向：電子與通信，單位：福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院。

鄧華，男，單位：福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院。