基于MPC82G516A单片机的简易LED点阵系统设计

刘正翔 邓华

摘 要：文章介绍了基于MPC82G516A单片机的简易LED点阵系统设计方法，实际搭建电路进行有效的软硬件设计与调试，对LED点阵屏的设计有借鉴作用。

关键词：MPC82G516A；8051；单片机；LED点阵

引言

随着应用电子技术的发展，单片机的种类越来越多，以单片机为核心的嵌入式系统的应用也越来越多，特别是基于8051的单芯片微处理器更是得到研发人员的青睐。文章介绍的MPC82G516A单片机就是8051内核的微处理器，以其为控制单元设计制作简易的LED点阵系统。

1 MPC82G516A单片机简介

MPC82G516 A芯片封装与STC89C52RC相同，该芯片是基于80C51的高效1-T结构的单芯片微处理器，每条指令需要1～7个时钟信号 （比标准8051快6～7倍）。因此，在与标准8051有同样的处理能力的情况下，MPC82G516A只需要非常低的运行速度，同时可大幅度降低耗电量。

MPC82G516A拥有64K字节的内置Flash存储器用于保存代码和数据。Flash存储器可以通过并行模式编程，也拥有通过在系统编程（ISP）和在电路编程（ICP）进行编程的能力。除了8051 MCU的标准功能外，许多系统级的功能已经集成到MPC82G516A内部。这些功能有1024字节的扩展随机存储器（XRAM）， 一个额外的 I/O口（P4），10位的模/数转换器，PCA，SPI，第二个UART接口，辅助键盘中断，一个看门狗定时器等等。这些功能能够有效地减少电路板面积和系统成本，而且这些功能使得 MPC82G516A 在广泛的应用领域内成为一种强有力的微控制器。

2 系统组成及工作原理

在该LED点阵控制系统中，将MPC82G516 A单片机当作标准的8051来操作即可。通过采购4块8x8点阵模块，组成16x16的点阵屏，用于显示汉字或字符，通过74LS154的行扫描和P0、P1口的列扫描使LED点阵屏移动显示“福州职业技术学院欢迎您”的字幕，系统组成框图如图1所示。

图1 系统组成框图

2.1 硬件设计

电源电路设计：本电路采用1.5V×4电池作为电源输入端，连接LM7805三端稳压器，输出稳定的5V电源，并在稳压器芯片两端各加2个滤波电容（104电容、220uF电容），构成稳压电源。

复位电路设计：采用经典的阻容按键复位电路。

驱动电路设计：采用74HC154芯片（4线-16线译码器）构成行驱动电路。通过MPC82G516A单片机的4个IO口控制74HC154，输出的16个信号控制点阵屏的16个行信号。而点阵屏的列驱动电路则通过MPC82G516A单片机的P0与P1两个端口的16个引脚控制，并在P0口加5.1K上拉电阻。

跑马灯电路：为了美观，本电路四周加上了LED跑马灯。通过NE555产生一定的频率，配合十进制计数器CD4017共同构成跑马灯电路。

2.2 软件设计

该电路整个软件设计十分简单，编写一个循环主程序显示16x16点阵屏，其具体的显示实现过程，由定时器中断程序完成。而定时器会在每隔20ms进行一次中断来扫描完成显示过程，并把显示数据传回主程序显示，相应的显示程序如图2所示。

3 调试

本电路在实际制作时，由于PCB面积较大，若有误差而未被发现，直接进行PCB投产，将造成一定损失。因此，建议先用Proteus进行仿真。Proteus仿真软件拥有汇编c集成开发环境，对单片机源程序的输入编译及执行可直接进行，最终完成在计算机环境下硬软件控制系统的综合联调，十分方便。仿真调试通过，再进行硬件PCB制作，成功率较高。图3是制作完好的电路实物图。

4 结束语

MPC82G516A为核心的主控电路在焊接、调试完成后，可明显感觉到其显示流畅度、质量高于普通的8051单片机。本点阵电路制作前，先通过proteus软件平台仿真调试，有较好的实用效果。仿真電路接近实际电路，在此基础制作出实际的点阵屏电路，可降低成本，提高开发的质量和效率，对MPC82G516A单片机的学习和开发，是行之有效的一种方法。

图3 16×16点阵实物图

参考文献

[1]Vincent Y. C. Yu，Megawin MPC82G516A 8位微处理器用户手册[Z].2008，12.

[2]张毅刚，彭喜元，姜守达，等.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨工业大学出版社，2003，7：157-164.

[3]林伸茂（著）.管继斌，白雁钧（改编）.8051单片机彻底研究基础篇[M].人民邮电出版社，2004，5：105-108.

[4]朱清慧，张凤蕊，翟天嵩，等.Proteus 教程电子线路设计制版与仿真[M].北京：清华大学出版社，2008：332-364.

作者简介：刘正翔（1982，10-），男，研究生，工学硕士，研究方向：电子与通信，单位：福州职业技术学院。

邓华，男，单位：福州职业技术学院。