【正文】 .................................................................................. 20 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊簡(jiǎn)介 ................................................................................. 20 ........................................................................... 21 時(shí)鐘模塊操作流程圖 .............................................................................. 22 ......................................................................................... 22 溫度，光照信息采集模塊 .............................................................................. 25 ........................................................................... 25 溫度傳感器模塊的時(shí)序圖 ....................................................................... 26 模塊操作流程 ........................................................................................ 26 模塊程 序設(shè)計(jì) ........................................................................................ 27 光敏傳感器模塊簡(jiǎn)介 .............................................................................. 29 無(wú)線模塊 ...................................................................................................... 31 無(wú)線模塊簡(jiǎn)介 ........................................................................................ 31 無(wú)線模塊的時(shí)序圖 ................................................................................. 31 數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒虉D ................................................................................. 34 無(wú)線模塊程序設(shè)計(jì) ................................................................................. 35 LED點(diǎn)陣模塊 ................................................................................................ 37 ......................................................................................... 37 點(diǎn)陣模塊時(shí)序圖 ..................................................................................... 37 點(diǎn)陣模塊程序流程圖 .............................................................................. 38 點(diǎn)陣模塊程序設(shè)計(jì) ................................................................................. 39 第 5章 論文實(shí)驗(yàn)與結(jié)論 ................................................................................................. 43 設(shè) 計(jì)結(jié)果總結(jié) ............................................................................................... 43 課題展望 ...................................................................................................... 45 致 謝 ........................................................................................................................... 47 參 考 文 獻(xiàn) .................................................................................................................. 48 附錄 A 譯文 ................................................................................................................. 49 附錄 B 外文原文 .......................................................................................................... 63 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒論 引言 LED 點(diǎn)陣顯示屏是一種簡(jiǎn)單的漢字顯示器，由于其價(jià)廉、易于控制、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，被逐步廣泛應(yīng)用于各種公共場(chǎng)合。 在體育場(chǎng)館，大屏幕顯示系統(tǒng)可以顯示比賽實(shí)況及比賽比分、 時(shí)間、精彩回放等；在交通運(yùn)輸行業(yè)，可以顯示道路運(yùn)行情況；在金融行業(yè)，可以實(shí)時(shí)顯示金融信息，如股票、匯率、利率等：在商業(yè)郵電系統(tǒng)，可以向廣大顧客顯示通知、消息、廣告等等。 據(jù) 調(diào)查顯示，人們接收的信息有 2/3 的信息是通過(guò)眼睛取得的。顯示技術(shù)還應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、軍事、醫(yī)療單位、公安系統(tǒng)乃至宇航事業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生活和軍事領(lǐng)域中，并起著重要作用，顯示技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代人類社會(huì)生活的一項(xiàng)不可或缺的技術(shù)。 這類的點(diǎn)陣屏常用的通信方式是經(jīng)過(guò)一條 RS232 串口線與電腦連接更換信息，操作簡(jiǎn)單，使用方便，但是硬件連接上也會(huì)有一些局 限性，因?yàn)樾枰B接的線比較多，如果要采集遠(yuǎn)距離信息需要的傳輸線太長(zhǎng)，影響精確度。所以本文提出了一個(gè)新的設(shè)計(jì)理念，運(yùn)用單片機(jī)和無(wú)線模塊，通過(guò) SPI 協(xié)議對(duì) LED 進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn) LED顯示屏的設(shè)計(jì)過(guò)程。 研究課題的目的與意義 單片機(jī)自 20世紀(jì) 70年代問(wèn)世以來(lái)，以極其高的性能價(jià)格比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。單片機(jī)的特點(diǎn)是體積小、集成度高、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，開(kāi)發(fā)較為容易。正因?yàn)閱纹瑱C(jī)有如此多的優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用領(lǐng)域之廣，幾乎到了無(wú)孔不入的地步。在我國(guó) ，單片機(jī)已被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀表、智能化家用電器、航空航天系統(tǒng)和和國(guó)防軍事、尖端武器等各個(gè)方面。我們可以開(kāi)發(fā)利用單片機(jī)系統(tǒng)以獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。更重要的意義是單片機(jī)的應(yīng)用改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方法。以前采用硬件電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，正在用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種以軟件結(jié)合硬件或取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱為微控制技術(shù)。例如，本文所要論述的通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制LED 點(diǎn)陣顯示。 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 LED 是發(fā)光二極管英文 Light Emitting Diode 的簡(jiǎn)稱，是六十年代末發(fā) 展起來(lái)的一種半導(dǎo)體顯示器件，七十年代，隨著半導(dǎo)體材料合成技術(shù)、單晶制造技術(shù)和 PN 結(jié)形成技術(shù)的研究進(jìn)展，發(fā)光二極管在發(fā)光顏色、亮度等性能得以提高并迅速進(jìn)入批量化和實(shí)用化。進(jìn)入八十年代后， LED 在發(fā)光波長(zhǎng)范圍和性能方面大大提高，并開(kāi)始形成平板顯示產(chǎn)品即 LED 顯示屏。 LED電子顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。它是集微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的顯示系統(tǒng)，是目前國(guó)際上極為先進(jìn)的顯示媒體。由于它具有發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、組態(tài)靈活、色彩豐富、工作性能穩(wěn)定以及 對(duì)室內(nèi)室外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而日漸成為顯示媒體中的佼佼者。在我國(guó)改革開(kāi)放之后，特別是進(jìn)入 90 年代國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，對(duì)公眾場(chǎng)合發(fā)布信息的需求日益強(qiáng)烈， LED 顯示屏的出現(xiàn)正好適應(yīng)了這一市場(chǎng)形勢(shì)，因而在 LED 顯示屏的設(shè)計(jì)制造技術(shù)與應(yīng)用水平上都得到了迅速的提高，生產(chǎn)也得到了迅速的發(fā)展，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，成為光電子行業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。 LED顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色圖文顯示屏，到圖像顯示屏的發(fā)展過(guò)程。 隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展， LED顯示屏作為信息傳播的一種重要手段成為現(xiàn)代信息化社會(huì)的一個(gè)閃亮標(biāo)志。近年 LED 顯示屏已廣泛 應(yīng)用于室內(nèi)、外需要進(jìn)行服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)宗旨宣傳的公眾場(chǎng)所如銀行、營(yíng)業(yè)部、車站、機(jī)場(chǎng)、港口、體育場(chǎng)館等信息的發(fā)布，政府機(jī)關(guān)政策、政令，各類市場(chǎng)行情信息的發(fā)部和宣傳等。目前，對(duì)于那些需要顯示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相對(duì)比較低的場(chǎng)合，使用大、小屏幕 LED點(diǎn)陣顯示器是比較經(jīng)濟(jì)適用的，它可以用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)顯示字符、數(shù)字、漢字和簡(jiǎn)單圖形，可以根據(jù)需要使用不同字號(hào)、字型。 課題研究的主要內(nèi)容 本課題研究的內(nèi)容組要包括以下幾個(gè)內(nèi)容： （ 1） MSP430 單片機(jī)、無(wú)線模塊 NRF240電源轉(zhuǎn)換芯片 AMS111實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊 DS130溫度傳感器模塊 DS18光敏傳感器模塊、串口通信 RS23 LED顯示屏以及 LED 驅(qū)動(dòng)模塊的理論知識(shí)以及應(yīng)用，熟練掌握各個(gè)模塊的不同引腳的連接方式； （ 2）熟練掌握各個(gè)硬件電路，并將以上各個(gè)模塊融合在一起，設(shè)計(jì)出一幅合蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 理的硬件電路圖，其中需要用到兩塊單片機(jī) msp430 和兩塊無(wú)線模塊 NRF24L01，分別將兩塊 NRF24L01 裝在兩塊單片機(jī)上，一個(gè)充當(dāng)發(fā)送模塊，一個(gè)充當(dāng)接受模塊，然后在接收模塊上將 16*16LED 點(diǎn)陣模塊按照自己程序里定義的引腳將其連接起來(lái)。 （ 3）深入研究該課題涉及到的軟件知識(shí)，并用 C語(yǔ)言編寫程序，最后仿真，將仿真結(jié)果記錄下來(lái)并進(jìn)行分析。其中的程序部分主要分為兩大部分，其中一個(gè)要編寫 msp430 的發(fā)送部分，一個(gè)用來(lái)編寫 msp430 的接收部分，并且用 IAR Embedded Workbench For MSP430 這一款軟件對(duì)其程序經(jīng)行編譯、創(chuàng)建連接和調(diào)試，并根據(jù)編譯和調(diào)試結(jié)果對(duì)其程序進(jìn)行修改，直到其程序沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤和警告為止。在保證程序沒(méi)有錯(cuò)誤的情況下，將 msp430 發(fā)送程序和 msp430 接收程序分別燒到相應(yīng)的兩個(gè)單片機(jī)內(nèi)，這樣即完 成了軟件部分。 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 論文方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)方案總體分析 該電路大致上可以分成單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、無(wú)線模塊、列驅(qū)動(dòng)電路和行驅(qū)動(dòng)電路以及 LED 廣告屏四大部分。主機(jī)通過(guò)采集溫度、日期、光照等信息并將其顯示到 LED 廣告屏上。 其中溫度信息是通過(guò)溫度傳感器進(jìn)行采集的，日期時(shí)間是通過(guò)時(shí)鐘模塊采集的，光照信息是通過(guò)光敏傳感器來(lái)采集的。 時(shí)鐘，溫度傳感器和無(wú)線模塊，以及廣告屏的編程，上位機(jī)與下位機(jī)的軟件流程設(shè)計(jì)思路如下：下位機(jī)上電后，先初始化內(nèi)部變量、時(shí)鐘、信息采集及通信模塊，然后進(jìn)行信息采 集，下位機(jī)將采集到的信息通過(guò)無(wú)線模塊依次發(fā)送出去，上位機(jī)采集到時(shí)鐘，溫度以及光照信息之后，將日期時(shí)間，環(huán)境溫度及光信息顯示在液晶顯示模塊上，然后保存在 EEROM 里面，掉電不丟失。 圖 電路整體方框 單片機(jī)的選擇 C51 單片機(jī) 主要性能參數(shù)： 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 32 個(gè)可編程 I/O 口線 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 可編程串行 UART 通道