【正文】 ................................................................ 24 無(wú)線發(fā)射模塊程序設(shè)計(jì) ........................................................................... 24 無(wú)線接收模塊程序設(shè)計(jì) ........................................................................... 27 5 PCB 板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ................................................................................................... 28 Protel 99SE 介紹 ................................................................................................... 28 PCB 設(shè)計(jì)主要步驟 .............................................................................................. 28 LED 屏 PCB 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ..................................................................................... 30 PCB 板設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) .......................................................................................... 33 6 系統(tǒng) 軟硬件調(diào)試 ........................................................................................................... 34 STCISP 程序下載器介紹 ................................................................................... 34 上位機(jī)發(fā)射界面調(diào)試 ........................................................................................... 35 下位機(jī)接收部分調(diào)試 ........................................................................................... 35 7 結(jié)論 ............................................................................................................................... 37 8 謝辭 ............................................................................................................................... 38 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................... 39 附錄 ................................................................................................................................... 40 附錄 1 總電路圖 ........................................................................................................ 40 附錄 2 VB 界面程序 ................................................................................................. 41 附錄 3 發(fā)送端程序 .................................................................................................... 48 附錄 4 接收端程序 .................................................................................................... 65 附錄 5 器件清單 ....................................................................................................... 89 外文資料 ........................................................................................................................... 90 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 1 1 引言 LED 點(diǎn)陣屏是由發(fā)光二極管按規(guī)律排列所組成的點(diǎn)陣顯示屏幕，它可用來(lái)顯示字符、圖案等信息，具有可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)，因此在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。顯然， LED 顯示已成為城市亮化、現(xiàn)代化和信息化社會(huì)的一個(gè)重要標(biāo)志。但是當(dāng)顯示畫(huà)面大，顯示內(nèi)容多且較復(fù)雜，光靠單片機(jī)處理不過(guò)來(lái)，或者希望能隨時(shí)改變顯示內(nèi)容或畫(huà) 面時(shí)不方便，局限性很大。當(dāng)顯示畫(huà)面大，顯示內(nèi)容多且較復(fù)雜，光靠單片機(jī)處理不過(guò)來(lái)，或者希望能隨時(shí)改變顯示內(nèi)容或畫(huà)面時(shí)不方便，局限性很大。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 2 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 通過(guò)對(duì)基于射頻無(wú)線通信的點(diǎn)陣顯示屏的分析，本 設(shè)計(jì)所研究的無(wú)線 LED 點(diǎn)陣屏分為上位機(jī)和下位機(jī)兩大部分。整個(gè)設(shè)計(jì)根據(jù)功能分為上位 PC 機(jī)管理模塊、無(wú)線發(fā)射模塊、無(wú)線接收模塊、 LED 點(diǎn)陣顯示模塊組成，工作流程如圖 21 所示。 無(wú)線發(fā)射模塊和無(wú)線接收模塊采用 CC1100 無(wú)線射頻通信模塊，這是一款集FSK/ASK/OOK/MSK 支持實(shí)現(xiàn)信息包處理、數(shù)據(jù)緩沖、群發(fā)射、空閑信道評(píng)估、鏈接質(zhì)量指示和無(wú)線喚醒等多種功能為一體的高性能模塊，它可以采用曼徹斯特編碼 進(jìn)行調(diào)制解調(diào)它的數(shù)據(jù)流，能降低誤碼率。 ： (1)電源引腳 電源引腳接入單片機(jī)的工作電源 Vcc（ 40 引腳）：接 +5V 電源。 (3)控制引腳 RST（ 9 引腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端，當(dāng)輸入的信號(hào)連續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)即圖 31 STC89C51 引腳圖 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 4 為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作，當(dāng)復(fù)位后程序計(jì)數(shù) 器 PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲(chǔ)器的 0000H 單元讀取第一條指令碼。 Vpp 為該引腳的第二功能，為編程電壓輸入端。此外，單片機(jī)在運(yùn)行時(shí)， ALE——— 端一直有正脈沖信號(hào)輸出，此頻率為時(shí)鐘振蕩器頻率 fosc 的 1/6，（即 6 分頻）。 PROG 為該引腳的第二功能，在對(duì)片內(nèi) Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，此引腳為編程脈沖的輸入端 PSEN———— （ 29 引腳）為外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，在單片機(jī)讀外部 ROM 時(shí)，此引腳輸出脈沖的負(fù)跳沿作為讀外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。單片機(jī)復(fù)位后，鎖存器被置 1；當(dāng) P0 口由原來(lái)的輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎霠顟B(tài)時(shí)，應(yīng)首先置鎖存器為 1，方可執(zhí)行輸入操作。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響到單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘 P1 和 P2，供單片機(jī)使用。 除 PC 之外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表 32 所示。產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖 33 所示。這時(shí)時(shí)鐘頻率選用 6MHz，電容取 22uF，電阻 R 取 1KΩ 。 （ a）上電復(fù)位 （ b）按鍵電平復(fù)位 （ c）按鍵脈沖復(fù)位 圖 34 復(fù)位電路 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz 晶振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于 2 個(gè)機(jī)器周期。其主要針對(duì)工業(yè)、科研和醫(yī)療以及 470510MHz和 950960MHz頻帶的短距離無(wú)線通信設(shè)備。對(duì)更長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包而言，必須使用無(wú)長(zhǎng)度限制的數(shù)據(jù)包模式。 CC1100 無(wú)線模塊采用 GFSK 調(diào)制，工作在 的國(guó)際通用 ISM 頻段，最高調(diào)制速率可達(dá) 500KBPS。 CC1100 性能優(yōu)勢(shì)明顯，歸納為以下幾點(diǎn)： (1)工作頻率 433M 符合國(guó)際通用 ISM 法規(guī) , 430464M 寬頻工作，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要。 (4)內(nèi)置硬件 CRC 校驗(yàn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通訊地址控制。 (2)電源：無(wú)線模塊推薦使用紋波小的直流電源，工作電壓建議在 工作。另模塊的 SPI 速率最高能支持到 10M，一般建議在 1M 或幾百 K 的 SPI 速率即可。 CC1100 無(wú)線模塊應(yīng)用范圍非常廣，控制處理、無(wú)線數(shù)據(jù)連接、 遙測(cè)、小型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；車輛監(jiān)控、防盜；機(jī)器人控制，飛思卡爾智能車控制； 智能家庭、家居應(yīng)用和無(wú)線傳感、安全系統(tǒng)；智能玩具； 無(wú)線抄表、門(mén)禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼；工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、生物信號(hào)采集、水文氣象監(jiān)控 ；游戲無(wú)線控制器；無(wú)線傳感器、無(wú)線語(yǔ)音。當(dāng)兩個(gè)時(shí)鐘連在一起時(shí)，則移位寄存器會(huì)一直比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。各引腳功能如下表 35 所示： 表 35 74HC595 引腳功能圖 引腳 功能 Q0Q7 八位并行輸出端 Q7—— 級(jí) 聯(lián)輸出端，將它接下一 個(gè) 595 的 DS DS 串行數(shù)據(jù)輸入端 MR—— 低電平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零 STCP 上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器，下降沿時(shí)存儲(chǔ)寄存器數(shù)據(jù)不變 SHCP 上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位 OE 高電平時(shí)禁止輸出 74HC595 作為 8 位串行輸入 /輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關(guān)斷狀態(tài)的功能。當(dāng) Q0—Q7 端全部送滿數(shù)據(jù)時(shí)， SHCK 來(lái)個(gè)脈沖將 Q0—Q7 的數(shù)據(jù)送出，被送到點(diǎn)陣的引腳，從而實(shí)現(xiàn)一行或者一列的驅(qū)動(dòng)。 圖 36 74HC154 的引腳圖 74HC154 譯碼器的兩個(gè)輸入使能端可用于譯碼器選通，當(dāng)選通使能端 G1（ 18 引腳）和 G2（ 19 引腳）均為低電平時(shí)，可將地址端 ABCD（ 20 到 23 引腳）的二進(jìn)制，編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端，以低電平譯出。 控制板電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制板包括單片機(jī)最小系統(tǒng)和 CC1100 供電電路，由于單片機(jī)高電平為 5V低電平為 0V，而 PC 端 USB 輸出高電平為 12V 低電平為 +12V，需要通過(guò)串口和MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換，才能滿足單片機(jī)與上位機(jī)的串口通信以及程序的下載的基本條件。 本方案無(wú)線發(fā)射部分采用集成的 CC1100 無(wú)線模塊簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，單片機(jī)只提供與發(fā)射模塊的借口即可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。片內(nèi)過(guò)熱切斷電路提供了過(guò)載和過(guò)熱保護(hù)，以防止環(huán)境溫度過(guò)高的結(jié)溫。 CC1100 無(wú)線模塊供電電路硬件電路如圖 37 所示 。 STC89C51 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，一般使用 P0 口作為地址低 8 位（與數(shù)據(jù)口分時(shí)復(fù)用），而 P2 口作為地址高 8 位，它共有 16 根地址總線，尋址空間為 64KB[9]。 設(shè)計(jì)好的 62256 與單片機(jī)連接圖如圖 310 所示。本設(shè)計(jì)的點(diǎn)陣顯示屏由 16 個(gè) 88 點(diǎn)陣 LED 組成，可以同時(shí)清晰的顯示 4 個(gè) 1616 分辨率的點(diǎn)陣漢字。動(dòng)態(tài)顯示利用了人眼的視覺(jué)殘留性質(zhì)。也就是說(shuō)得用四個(gè) 88 點(diǎn)陣組合成一個(gè) 1616的點(diǎn)陣 [10]。因此本設(shè)計(jì)的行驅(qū)動(dòng)電路采用三極管擴(kuò)流方式，如圖 313 所示 。這樣的話，在開(kāi)機(jī)上電復(fù)位的瞬間，在所有的行線上都會(huì)獲得電壓。共射電路的基極驅(qū)動(dòng)是用低電平，這就不會(huì)造成上述共集電路的浪涌電流影響。 行驅(qū)動(dòng)電路元件參數(shù)的計(jì)算，假設(shè)條屏使用在極端情況下，每一行的所有 LED 全部點(diǎn)亮。本設(shè)計(jì)中，每只 LED 工作電流取 20mA。 本設(shè)計(jì)通過(guò) 74HC595 級(jí)聯(lián)對(duì)列進(jìn)行選通，通過(guò) 74HC154 四線 — 十六線譯碼器進(jìn)行行選通