【正文】 技術(shù) 在單片機(jī)中，最容易受到干擾的內(nèi)部程序計(jì)數(shù)器的值，即 PC 的值。 電源線和地線設(shè)計(jì) (1)電源線設(shè)計(jì) 電源線寬度設(shè)定為 2mm，并使電源線走向與地線、數(shù)據(jù)信息傳遞方向一致，從而提高增強(qiáng)抗噪聲的能力。 (3)晶振電路電容性能穩(wěn) 定，容量準(zhǔn)確且遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。此外，時(shí)鐘頻率越高，信息傳輸線上信息變換頻率也越高，致使線間串?dāng)_、反射干擾以及公共阻抗干擾加劇。時(shí)鐘信號(hào)被干擾后將導(dǎo)致CPU 的工作時(shí)序發(fā)生紊亂，使得系統(tǒng)不能正常工作。 程序中調(diào)用 PctoLCD2020 生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，仿真結(jié)果如圖 所示。 實(shí)際工作環(huán)境如圖 所示。 （ 8）輸出數(shù)據(jù)可選 16 進(jìn)制或 10 進(jìn)制。 （ 4）支持文字、圖像的各種旋轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)，平移等功能。 其主要功能如下： （ 1）能生成中英文數(shù)字混合的字符串的字模數(shù)據(jù)。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 25 頁(yè) 共 41 頁(yè) 串行中斷子程序流程圖 進(jìn) 入 中 斷關(guān) 中 斷是 否 起 始 字節(jié) ？查 詢 R I ,接 收 下 一 個(gè)字 節(jié)是 否 結(jié) 束 字節(jié) ？存 入 F L A S H開 串 行 中 斷中 斷 返 回YYNN 圖 串行中斷子程序流程圖 圖 顯示了系 統(tǒng)的串行中斷子程序 流程 。當(dāng)然，有時(shí)也需要在 C程序中調(diào)用一些用匯編 A51 編寫的子程序。 (6)C 語言能進(jìn)行位 (bit)操作。 (2)運(yùn)算符豐富。 圖 Proteus 工作界面圖 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 23 頁(yè) 共 41 頁(yè) 單片機(jī) C 語言介紹 C 語言是一種面向過程的計(jì)算機(jī) 程序設(shè)計(jì)語言 ，它是目前眾多 計(jì)算機(jī)語言 中舉世公認(rèn)的優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)語言之一。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430等 。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。 （ 2） 仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 21 頁(yè) 共 41 頁(yè) 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及仿真結(jié)果 軟件開發(fā)平臺(tái)及開發(fā)語言介紹 Keil 開發(fā)平臺(tái) Keil C51[13]是 美國(guó) Keil Software 公 司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。 8腳（ R2IN）、 9腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。功能是產(chǎn)生 +12v和 12v 兩個(gè)電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 19 頁(yè) 共 41 頁(yè) 串口通信電路 圖 RS232 串口擴(kuò)展電路圖 為了方便地更新 16 64 點(diǎn)陣 LED 顯示數(shù)據(jù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了專門和上位機(jī)進(jìn)行通信的RS232 串行接口 [11][12]（圖 ） 。為了避免與 PC 機(jī)串口輸入的數(shù)據(jù)相互干擾， 系統(tǒng) 使用模擬串口 ～ 來分別輸出串行數(shù)據(jù)、移位時(shí)鐘 SHIFT CLOCK、存儲(chǔ)信號(hào) LATCH CLOCK 和并行輸出的使能信號(hào) OUTPUT ENABLE。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 16 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 行掃描示意電路圖 16 64點(diǎn)陣列掃描電路 74HC595 介紹 系統(tǒng)采用 74HC595[9]作為數(shù)據(jù)鎖存。 其引腳 如圖 所 示。 16 64點(diǎn)陣行驅(qū)動(dòng)電路 74LS154 功能 介紹 由于 16 64 點(diǎn)陣顯示器有 16 行，為充分利用單片機(jī)的接口 [8]，本電路中加入了一個(gè) 416 線譯碼器 74LS154，其輸入是一個(gè) 16 進(jìn)制碼，解碼輸出為低態(tài)掃描信號(hào)，它們的管腳示意圖如圖 所示。本系統(tǒng)選用手動(dòng)上電復(fù)位電路，如圖 所示。在復(fù)位期間，單片機(jī)的 ALE 引腳和 PSEN 引腳均輸出高電平。 其具體工作環(huán)境如圖 所示。除了現(xiàn)有的多種處理器內(nèi)核 外，還增強(qiáng)了對(duì)更多的 32 位微處理器的支持，可以使嵌入式軟件設(shè)計(jì)在軟處理器， FPGA 內(nèi)部嵌入的硬處理器，分立處理器之間無縫的遷移。原理圖文件切片，多個(gè)器件集體操作，文本筐的直接編輯，箭頭的添加，器件精確移動(dòng)，總線走線，自動(dòng)網(wǎng)標(biāo)選擇等！強(qiáng)大的前端將多層次、多通道的原理圖輸入、 VHDL 開發(fā)和功能仿真、布線前后的信號(hào)完整性分析功能。支持包括對(duì)在 FPGA 項(xiàng)目?jī)?nèi)部定義的 LVDS 信號(hào) 的物理設(shè)計(jì) 進(jìn)行自動(dòng)映射。 Altium Designer 拓寬了板級(jí)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界限，全面集成了 FPGA 設(shè)計(jì)功能和 SOPC 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程 師能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的 FPGA 與 PCB 設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。要顯示的漢字、字符等可以通過上位機(jī)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的點(diǎn)陣顯示數(shù)據(jù)，然后通過 RS232 串口傳輸給單片機(jī)進(jìn)行顯示。也可以把 4 個(gè) 16 16 點(diǎn)陣顯示器相連從而構(gòu)成16 64的點(diǎn)陣顯示器。當(dāng)某一行線為高電平而某一列線為低時(shí)，其行列交叉的點(diǎn)就被點(diǎn)亮；而當(dāng)其某一列線為高時(shí)，其行列交叉的點(diǎn)為暗；當(dāng)某一行線為低電平時(shí)，無論列線如何，對(duì)應(yīng)這一行的點(diǎn)全部為暗。 此外， LED 需要由于單個(gè)發(fā)光面比較窄 ，通常大規(guī)模集成在線路板上，形成一個(gè)比較大的發(fā)光源，由此會(huì)造成大量熱量積累，有時(shí)會(huì)擊穿電路板。而如果 LED 燈破碎，還可能會(huì)對(duì)直接接觸的人體健康造成損害。 結(jié)果顯示，這些 LED 燈中包含有銻、砷、鉻、鉛以及其他多種金屬元素。雖然國(guó)內(nèi)還有不少人在商家誤導(dǎo)下認(rèn)為 LED 是用來替代 LCD 液晶的顯示技術(shù)，但實(shí)際上這種高能效照明技術(shù)從上世紀(jì)六七十年代就已經(jīng)開始應(yīng)用，如今從各種指示燈、路燈、節(jié)日彩燈再到筆記本、電視背光都在廣泛采用 LED 照明。 （ 七 ） 多變 幻 LED 光源可利用紅、綠、藍(lán) 三基色 原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有 256級(jí)灰度并任意混合，即可產(chǎn)生 256256256=16777216 種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。 (四 )高亮度、低熱量 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 7 頁(yè) 共 41 頁(yè) LED 使用冷 發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多。 (二 )耗電量低 LED 耗電相當(dāng)?shù)停绷黩?qū)動(dòng)，超低功耗（單管 瓦），電光功率轉(zhuǎn)換接近100%。比值可以在 ～ 間，最大不能超過 。 （ 4）從各發(fā)光段電極連接方式分有共陽極和共陰極兩種。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 6 頁(yè) 共 41 頁(yè) （二） LED 顯示器分類 （ 1）按字高分：筆畫顯示器字高最小有 1mm（單片集成式多位數(shù)碼管字高一般在 2～3mm）。 （ 3）單片集成式多位數(shù) 字顯示器是在發(fā)光材料基片上（大圓片），利用 集成電路工藝 制作出大量七段數(shù)字顯示圖形，通過劃片把合格芯片選出，對(duì)位貼在印刷電路板上，用壓焊工藝引出引線，再在上面蓋上 “ 魚眼透鏡 ” 外殼?？辗夥绞绞窃谏戏缴w上濾波片和勻光膜，為提高器件的可靠性，必須在芯片和底板上涂以透明絕緣膠，這還可以提高光效率。 （ 1）反射罩式數(shù)碼管一般用白色塑料做成帶反射腔的七段式外殼，將單個(gè) LED 貼在與反射罩的七個(gè)反射腔互相對(duì)位的印刷電路板上，每個(gè)反射腔底部的中心位置就是LED 芯片。通常把數(shù)碼管、符號(hào)管、米字管共稱筆畫顯示器，而把筆畫顯示器和矩 陣管統(tǒng)稱為字符顯示器?，F(xiàn)在已有紅外、紅、黃、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在 +近 PN 結(jié)面數(shù) u m 以內(nèi)產(chǎn)生。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子 (少子 )一部分與多數(shù)載流子 (多子 )復(fù)合而發(fā)光。 發(fā)光二極管是Ⅲ Ⅳ族化合物，如 GaAs(砷化鎵 )、 GaP(磷化鎵 )、 GaAsP(磷砷化鎵 )等半導(dǎo)體制成的，其核心是 PN 結(jié)。在現(xiàn)代信息社會(huì)中， LED 顯示屏作為甲板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無疑會(huì)有更大的發(fā)展 。 為了對(duì)顯示數(shù)據(jù)的更新，可以通過 RS232串口，由上位機(jī)將要顯示的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，由單片機(jī)獨(dú)立完成顯示。 從 LED 顯示屏的發(fā)展過程來看，首先出現(xiàn)的是以顯示短小文字信息為主的條形圖文顯示屏 ，繼而開發(fā)出灰度 LED 圖像顯示屏。國(guó)際上 LED 顯示屏的市場(chǎng)容量預(yù)計(jì)以每年 30%的速度在增長(zhǎng)。為 了適應(yīng) 2020 年 奧運(yùn)會(huì) 的 “ 瘦身 ” 計(jì)劃，利亞德開發(fā)了表面貼裝雙基色顯示屏，大量用于訓(xùn)練館和比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)。視頻控制技術(shù)、圖像處理技術(shù)、 光纖通 信技術(shù) 等的應(yīng)用將 LED 顯示屏提升到了一個(gè)新的臺(tái)階。中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 1 頁(yè) 共 41 頁(yè) 1 緒論 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 LED 顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成平板顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高、使用成本低等特點(diǎn)，在短短的十來年中，迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 第二階段是 1995 年到 1999 年，出現(xiàn)了 64 級(jí)、 256 級(jí)灰度的雙基色視頻屏。 隨著 LED 原材料市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，表面貼裝器件從 2020 年面世，主要用在室內(nèi)全彩屏，并且以其亮度高、色彩鮮艷、溫度低的特性，可隨意調(diào)整的點(diǎn)間距，被不同價(jià)位需求者所接受，在短短兩年多時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品銷售額已超過 3億元，表面貼裝全彩色 LED顯示屏應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)入新世紀(jì)。國(guó)內(nèi) LED 顯示屏市場(chǎng)保持持續(xù)增長(zhǎng)，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，國(guó)產(chǎn) LED 顯示屏的市場(chǎng)占有率近 95%。 目前，經(jīng)過中國(guó)政府對(duì) LED 產(chǎn)業(yè)化的積極推動(dòng)， 國(guó)內(nèi) LED 顯示屏的生產(chǎn)技術(shù)基本與世界同步，國(guó)內(nèi)知名品牌有：奧力興（ Apex Kolor)、遠(yuǎn)亮國(guó)際照明、恒宇光電、大眼界光電（ TopVision)、 元亨光電 （ yaham）、山木顯示（ skymaxdisplay）、麗晶光電（ Lightking）、洲明（ Unilumin）、銳拓（ Retop）、愛立德（ aled）、聯(lián)建光電（ liantronics）、長(zhǎng)方照明 （ cfled）、明爾杰（ MejLed）、德彩光電（ dicolor）、聯(lián)森（ lenson）、良輝光電 (lhgd)、通普（ TOP)、 仕蘭、雅其光（ Art）、 金立翔 、艾比森（ absen）、艾斯威（ aswei）、雷森 （ ledsun）、利亞德（ leyard）、科美芯 (SBC)、三思、奧科光電等。常用的 是 采用單片機(jī)為控制核心的 LED 點(diǎn)陣顯示，顯示的數(shù)據(jù)預(yù)先存貯在 ROM 中，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，單片機(jī)負(fù)責(zé)依序?qū)?ROM 中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、傳輸和顯示。隨著制造工藝不斷提高，同時(shí)制造成本逐年快速降低， LED 顯示屏在戶外廣告媒體中會(huì)越來越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓虹燈、磁翻板等產(chǎn)品。事實(shí)上，數(shù)碼管、符號(hào)管、米字管及矩陣 管中的每個(gè)發(fā)光單元都是一個(gè)發(fā)光二極管。在正向電壓下，電子由 N 區(qū)注入 P區(qū)，空穴由 P 區(qū)注入 N區(qū)。發(fā)光的復(fù)合量相對(duì)于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。比紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)的光為紅外光。由這些發(fā)光段或發(fā)光點(diǎn)可以組成數(shù)碼管、符號(hào)管、米字管、矩陣 管、電平顯示器管等等。其具體結(jié)構(gòu)有 “ 反射罩式 ” 、 “ 條形七段式 ” 及 “ 單片集成式多位數(shù)字式 ”等 。實(shí)封方式采用散射劑和染料的環(huán)氧樹脂，較多地用于一位或雙位器件。它是把做好管芯的磷化鎵或磷化鎵圓片，劃成內(nèi)含一只或數(shù)只 LED 發(fā)光條，然后把同樣的七條粘在日字形 “ 可伐 ” 框上，用壓焊工藝連好內(nèi)引線，再用環(huán)氧樹脂包封起來。 （ 5）矩陣管（發(fā)光二極管 點(diǎn)陣 ）也可采用類似于單片集成式多