我国开始使用单片机是在1982年，20世纪90年代中期单片机技术和市场发展非常迅速。近年来，单片机已经成为科技领域的有力工具，人类社会生活的得力助手。它的广泛应用，不仅仅体现在工业控制、机电应用、智能仪表、实时控制、航空航天、尖端武器等行业和领域的智能化、高精度化，而且在人类日常生活中也随处可见它的身影。洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机等家用电器配上单片机后，不仅提高了智能化程度，增强了功能，也使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。

20世纪90年代后，嵌入式系统设计由以嵌入式微处理器为核心的“集成电路”级设计，逐渐转向“集成系统”级设计，在MCU（Micro Controller Unit）提出了系统芯片SoC（System on a Chip）的基本概念，例如，ARM公司的ARM、HP公司的PARISC及Sun公司的Sparc等等，它们为高性能嵌入式系统开发提供了功能丰富的硬件平台，也为实时嵌入式操作系统的广泛应用奠定了基础。这些高性能微处理器的推广应用是否就意味着单片机即将退出嵌入式微处理器的舞台呢？目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，其趋势将进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展，其功能也将越来越丰富，速度也越来越快，甚至有些方面并不逊于ARM或DSP。还有最为重要的是生产成本问题，普通ARM或DSP的价格是一般单片机的几倍甚至数10倍，因此在大批量工业生产时，这也成为了厂商选择的重要因素。据相关部门统计，我国的单片机年容量已达1亿~~3亿片，且每年以大约16%的速度增长，所以综合单片机技术和市场需求等多方面情况来看，它仍然有自己广阔的应用前景。例如，本书所讲的铁电单片机——VRS51L3074，它内部自带精确的40 MHz振荡器，拥有ISP、IAP功能的JTAG及FPI等众多外围接口，32 KB外部数据总线访问接口等等，具有许多普通51单片机所无法比拟的功能。与PIC高端单片机18系列比较，它在定时/计数器、PWC、PWM等方面都有较大优势，甚至和ARM7相比较很多技术指标也是不分伯仲，例如铁电的32位滚桶计数器、16位乘除法和32位加法运算单元、铁电存储器等。而且铁电公司预计在2008年底还将推出100 MHz铁电单片机，所以就目前单片机技术来看，其发展步伐没有减缓，反而在大幅度推进，原因不仅仅在于电子制造工艺的提高和电子科技的发展，最重要的还是因为市场对于它的大量需求。

随着LED显示屏在广告传媒领域逐渐崭露头角，其控制系统也如雨后春笋，层出不穷。由于它的控制系统均是基于嵌入式微处理器开发，所以单片机在其中也占有一席之地。但是，由于LED显示屏控制较复杂，特别是对于显示特殊效果，如循环移动、覆盖、霓虹灯效果，要求处理器运算速度快、执行效率高，所以很多控制卡生产厂家采用高端嵌入式系统进行设计。这样做虽然能在一定程度上提高数据处理速度，但是并不能完全满足所有显示效果要求，而且开发和产品成本也会随之成倍增加，甚至由于其设计不当可能在显示时出现抖动、闪烁、重影等现象。归根结底，LED显示屏控制卡的设计中硬件是一方面因素，同时还要考虑到显示数据组织方式，通过软硬结合的方法才能设计出一款性价比较高的控制卡。本书就如何高效率组织LED显示屏数据做了深度剖析，从显示基本原理到实际应用实现，都有详尽分析，并且在此基础上提出基于普通51系列单片机实现LED显示屏控制的原理及方法。通过单片机在LED显示屏控制卡中的应用，同时也印证MCU和SoC是嵌入式系统当今发展的两大分支，它们之间相互渗透、交叉，在硬件系统设计选择时，应根据实际需要，综合考虑开发、生产成本和技术难度等多方面因素。

本书共10章，每章内容概括如下：

第1章： 简要介绍51单片机结构体系和主要功能部件，以及指令系统和汇编语言设计的要点。

第2章： 分析当前比较流行的C51编程要点、技巧，并列举常用实例辅助说明。

第3章： 详细讲解铁电单片机——VRS51L3074，对其功能部件进行深度探讨和解析，弥补这一新器件中文资料不足的缺陷。

第4章： 以市面上普遍使用的双基色单元板为平台，分析LED单元板驱动方式，并对LED显示屏亮度和灰度控制深入探讨、总结。

第5章： 通过对LED显示屏数据组织方式的讨论，归纳总结出静态显示和动态显示的规律，以及对应显示效果和存储器大小之间的关系。

第6章： 基于第5章中所提出的算法，以51系列单片机为例，通过具体应用实例说明该算法的可行性，并详细介绍如何利用单片机SPI接口驱动LED显示屏的方法。

第7章： 采用实例讲解如何利用单片机扩展外部地址计数器驱动大型LED显示屏。

第8章： 介绍LED显示屏的系统软件编程。

第9章： 介绍LED显示屏单片机控制系统编程，包括常用串行口驱动、温度传感器（DS18B20）驱动、时钟芯片（DS1302）驱动等。

第10章： 介绍VRS51L3074在LED显示屏控制系统中的应用。

此外，为方便读者查询资料，在附录中添加了常用指令表、芯片引脚图、功能表、简明LED维修表等实用资料。

本书的编写宗旨是：以增强型51单片机为平台，结合当前比较流行的LED控制卡设计，通过软件算法优化、程序设计优化和硬件配合的方式，通过实例设计，向读者展示单片机的优势和特点，也从另一个方面说明，硬件设计最重要的是一种思想和理念，即：器件的选择并不是唯一决定硬件设计思路的因素。

本书中所有源代码和电路图均通过实际应用验证，并已经有部分长期在科研项目中使用，如果读者在验证过程中有疑问，欢迎来电或通过电子邮件的方式联系。

本书由西南交通大学峨眉校区计算机与通信工程系的部分教师编写。靳桅编写第5、6、7、10章，邬芝权编写第1、8、9章，李骐编写第2、4章和附录，刘全编写第3章。还有赵煜、杨莉、肖波、杨德友、朱云芳、张占军、陈诗伟、王飞、白海峰、翟旭、江桦等承担了本书部分章节资料整理工作，全书由靳桅统稿、主编。

本书编写过程中，得到了北京航空航天大学出版社的大力支持和关心，西南交通大学各级领导的帮助，以及许多专家的指导，特别是铁电公司西南区销售经理李丹同志、北天星公司和南安市佳彩光电电子有限公司在资料收集、整理上的鼎力支持，在此一并表示感谢！

由于作者水平有限，时间仓促，书中难免有错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正。2100433B