【正文】 法 29 短路與虛焊檢測 30 上電測試 30 串口調(diào)試 30 系統(tǒng)軟件調(diào)試方法 31 系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試及結(jié)果 32 調(diào)試結(jié)果分析 32結(jié)論 34致謝 35參考文獻 36附錄1 系統(tǒng)硬件原理圖 37附錄2 設計程序 38附錄3 系統(tǒng)PCB圖 46第1章 緒 論 選題背景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，顯示屏由幾萬……幾十萬個半導體發(fā)光二極管像素點均勻排列組成。（2）機場航班動態(tài)信息顯示。據(jù)不完全統(tǒng)計，至1998年底，年度銷售總額在1000萬元以上的企業(yè)有20多家，其銷售總額達6億元左右，占行業(yè)市場總額的85%以上。一方面，受LED材料器件的限制，LED顯示屏的應用領域沒有廣泛展開，另一方面，顯示屏控制技術(shù)基本上是通訊控制方式，客觀上影響了顯示效果。1995年以來，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)內(nèi)部競爭加劇，形成了許多中小企業(yè)，產(chǎn)品價格大幅回落，應用領域更為廣闊，產(chǎn)品在質(zhì)量、標準化等方面出現(xiàn)了一系列新的問題，有關(guān)部門對LED顯示屏的發(fā)展予以重視并進行了適當?shù)囊?guī)范和引導，目前這方面的工作正在逐步深化。最終選定了以PC機為上位機，單片機為核心控制器件，外加譯碼電路和驅(qū)動電路的設計方案。在硬件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)有單片機端口驅(qū)動能力不足、驅(qū)動電路工作不穩(wěn)定等問題。上位機通過通信部分向控制部分發(fā)送控制指令和顯示內(nèi)容代碼，控制部分執(zhí)行顯示指令并將顯示代碼處理后控制顯示部分的顯示內(nèi)容和顯示方式[3]。隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，NMOS工藝單片機被CMOS代替，并開始向HMOS 過渡。（3）EDAEDA(即Electronic Design Automation) 即電子設計自動化，它是以計算機為工具，在EDA 軟件平臺上，對用硬件描述語言HDL 完成的設計文件自動地邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真，直至對于特定目標芯片進行適配編譯、邏輯影射和編程下載等。當該腳作輸出腳使用時，則為高電平或低電平均可。在串行發(fā)送時，數(shù)據(jù)是一位一位按順序進行的，而計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)是并行的。如圖串口通信單片機最小系統(tǒng)LED點陣 圖22 硬件電路聯(lián)系圖 LED點陣顯示屏顯示部分包括了一塊至少可以顯示一個漢字的顯示屏，以及驅(qū)動該顯示屏的驅(qū)動電路。所以構(gòu)建一個1616的LED點陣屏選用四塊88點陣模塊。圖24 硬件設計方案 系統(tǒng)軟件方案軟件的設計除了滿足設計功能外還必須要滿足易讀寫，方便下載和編譯。匯編語言(Assembly Language)是面向機器的程序設計語言，是一種功能很強的程序設計語言，也是利用計算機所有硬件特性并能直接控制硬件的語言。基于以上理由決定采用C語言為該顯示系統(tǒng)的編程語言。LED顯示上位機的內(nèi)容一般有實時顯示和存儲顯示兩種方法。根據(jù)硬件的功能結(jié)構(gòu)圖選取合適器件，器件不但要求能實現(xiàn)所要求的功能還要能兼容至整個系統(tǒng)之中。（5）單片機由ISP下載線下載程序和供電，可不設立專用供電電源。 AT89S51簡介AT89S51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準8051指令系統(tǒng)及引腳。三級程序加密鎖看門狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針根據(jù)功能選擇一定的單片機端口添加外圍的器件，具體電路如圖32所示。圖32 控制部分電路圖由于P3口是特殊功能口，在該系統(tǒng)中基本是采用其第二功能。大大減少了I/O口的占用數(shù)目，為單片機擴展其他功能預留下來了空間。 鎖存器74L373由于74LS164芯片不具有鎖存功能，所以在74LS164進行八位數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換時，串行數(shù)據(jù)的第一位會從QA依次移位到QH,第二位數(shù)據(jù)會從QA依次移位到QG，依次類推在八位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成之前74LS164芯片的輸出會出現(xiàn)一段時間的亂序輸出，這一結(jié)果會通過驅(qū)動電路表現(xiàn)在顯示屏上。當LE為低電平時，O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。發(fā)射極產(chǎn)生和電子擴散方向相反的電流，由于基極電子大量擴散到發(fā)射極集電極電子擴散到基極中形成了電流。ULN2803作為列驅(qū)動執(zhí)行的是列選的工作，當選通的列輸入高電平時其對應的輸輸出低電平。在該顯示系統(tǒng)中，MAX232為通信系統(tǒng)中最重要的硬件組成部分[15]。譯碼器級連如圖310所示 將第1個74LS164的Q7端接第2個74LS164的A端，將第2個74LS164的Q7端接第3個74LS164的A端，如此炮制當N塊74LS164相級連時就變?yōu)橐粋€串行輸入7N口輸出的串并轉(zhuǎn)換器。但這種方法仍然存在難點，一是各獨立的子系統(tǒng)的通信和協(xié)調(diào)性要求更高了，如果要實現(xiàn)顯示內(nèi)容的實時性必須需要上位機不斷更新顯示內(nèi)容則增加了上位機的通信數(shù)據(jù)量，逐個的單片機傳送數(shù)據(jù)也會影響整個畫面的更新速度；二是成本提高了。 主程序的工作流程如圖41所示：系統(tǒng)初始化從顯示數(shù)組讀取數(shù)據(jù)到顯示寄存器讀取顯示控制命令選擇顯示方式調(diào)用相應顯示程序RI=1?起始位？接收顯示數(shù)據(jù)及控制命令將顯示數(shù)據(jù)移入顯示數(shù)組將控制命令賦值給控制字符NNYY開 始中斷開始中 斷 返 回圖41 主程序流程圖程序開始時首先必須對單片機進行初始化，其中初始化的內(nèi)容包括：中斷優(yōu)先級的設定，中斷初始化，串行通信時通信方式的選擇和波特率的設定，各IO口功能的設定等。 對靜態(tài)顯示來說，每一個發(fā)光二極管都需要一套驅(qū)動電路，一幀畫面輸入以后便可一勞永逸地顯示，除非我們改變了顯示內(nèi)容，需要重新輸出新的點陣數(shù)據(jù)．這種方式系統(tǒng)原理相對簡單一些，但所需的譯碼驅(qū)動裝量很多，引線多而繁雜，不便于大屏幕的制造，成本高，其可靠性也較低．另一種動態(tài)掃描顯示是把整個LED屏幕分成若干部分，每一幅畫面的顯示是顯示完一部分后，又顯示第二部分……直到顯示完最后一部分又重新開始顯示第一部分，重復循環(huán)進行．在重復掃描速度足夠快的情況下，我們看到的就是一幅穩(wěn)定的畫面．也就是說采用動態(tài)掃描顯示需要不斷進行畫面的刷新．在這種方式下其顯示驅(qū)動電路可重復利用，引線也大大減少，從而使硬件成本降低，且屏幕上的發(fā)光二極管輪流發(fā)光，使用時的耗電量大大降低．大屏幕的制造、維護要容易許多，可靠性也增加了．兩種顯示方式的比較再結(jié)合51單片機IO口數(shù)量有限的原因決定采用動態(tài)掃描的方式進行顯示。 顯示程序的設計開 始 顯示程序分為靜態(tài)顯示程序、左移顯示、右移顯示、上移顯示、下移顯示五種種顯示方式。如此循環(huán)則產(chǎn)生一幅穩(wěn)定運動的畫面。在編輯中斷程序時首先是將中斷控制寄存器（IE）初始化。因為不同的中斷同時產(chǎn)生而CPU響應的順序取決于內(nèi)部查詢順序。各子程序編譯沒有錯誤后再輸入單片機進行驗證，這兩項都通過后再將所有的程序整合到一起形成一個完整的程序再進行編譯和驗證。由于最重要的顯示系統(tǒng)功能的測試需要軟件配合所以在硬件調(diào)試部分只測試單片機復位電平，功能部分測試放在系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試部分來完成。然后測試各器件的電源，接地及一些電平應該固定的端口的電壓。在進行功能調(diào)試前必須用KEIL C對所有程序進行編譯。PC機收到的數(shù)據(jù)為 11 22 33 44 55 66 77 88 99 00 AA BB CC DD EE FF 11 22 33 44 55 66 77 88 99 00 AA BB CC DD EE FF。這樣做的目的在于檢測各器件是否能夠正常運行和顯示屏的各個LED燈是否有損壞。按照設定的通信協(xié)議，先由PC機向單片機發(fā)送起始控制字s，接著再發(fā)送32比特的顯示數(shù)據(jù)，最后發(fā)送控制顯示方式的顯示控制字。修改辦法為將單片機輸出端口外接5K的上拉電阻，替換損壞三極管。個人收獲畢業(yè)設計是每個大學生必須面臨的一項綜合素質(zhì)的考驗，如果說在過去三年里，我們的學習是一個知識的積累過程，那么現(xiàn)在的畢業(yè)設計就是對過去所學知識的綜合運用，是對理論進行深化和重新認識的時間活動。（4）通過這次實踐活動，最重要的是讓我有了自信；以前總是見了困難就繞開，不敢迎難而上；但現(xiàn)在，我真的覺得只要有恒心、有毅力，通過正確的方法，困難都是可以被克服的。借此機會，特向彭高豐老師表示最誠摯的感謝。參考文獻[1] [J].世界電子元器件，2000, (02)：277301.[2] 關(guān)積珍,陸家和. ，2004， (02)：3437.[3] Jeyamkondan S，Jayas D S，Holly R dot matrix LED has 4mm profile. Electronics Weekly，11/26/2003 Issue 2125，3636，1/9p，1c；(AN 11842012).[4] 繆思恩. LED大屏幕顯示電路設計[J].電子技術(shù)應用，1996，(08)：5677.[5] Dave Jackson. ，1998，(12)：17.[6] [J].電腦與信息技術(shù)，1997，(04)：613.[7] 高勝東，梁采，[J].成都氣象學院學報，1998，(03)：108120.[8] ，2005，(06)：35.[9] [D].佛山：佛山科學技術(shù)學院，1995.[10] 彭寧，[J].河北大學學報(自然科學版)，1993，13(3)：8689.[ 11] 陳玉華，王銘霞. LED大屏幕顯示電路的設計[J].大連海事大學學報，1997，(03)：5556.[12] 鄭剛，[J].北方工業(yè)大學學報，2001，（03）：4347.[13] 李元生. LED光柱專用驅(qū)動器[J]. 家庭電子，2005，(04)：17.[14] 王亭，李瑞濤，[J].微型機與應用，2000(1)：2527.[15] [J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2002，(03) ：5678.[16] [J].中國圖像圖形學報，2000，5(9)：725729.[17] [J].零陵師范學院學報，2002，(9)：367380.[18] David F graphics algorithm[M].Beijing：China Machine Press，2002：9799.[19] Marston, R.. RadioElectronics, Working with LED display drivers[J]. Mar1992, Vol. 63 Issue 3, 65, 8p, 3 charts, 23 diagrams。 // 第二行sbit CLK_L=P1^2。 //鎖存允許端 unsigned char code H1[16]={1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0},H2[16]={0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0}。 if(RI==1) { RECEIVR_buffer=SBUF。amp。 x=0。}//**********************************************************************//靜態(tài)顯示程序//功能：將顯示數(shù)據(jù)處理后，控制串并轉(zhuǎn)換器并行輸出控制LED顯示//********************************************************************** void display() //顯示子程序 { EN=1。 A1=H1[i]。 if(L1==0x00 amp。 else A3=1。 LE=0。 z=0。 m。n++) { temp=ziku[n]。 m++。 for(k=0。 ziku[n+16]=temp。 } while(l)。 TMOD=0X21。 while(1){ if(x==1) { for(l=0。l39。k32。 sdisplay_up()。 } case 39。l++) ziku[l]=Bmp019[l]。 TR1=1。 //允許啟用外部中斷 EX0=1。 ziku[n]=temp。k++) { for(n=0。 m=0。 temp=temp|ziku[n+16]。 l=1。 m。 CLEAR_H=0。W==1) A4=0。 L2==0x00) continue。 CLK_L=1。 CLEAR_L=0。k34。 else point=0。 TI=0。char z,l,m,n,x。 //列清除控制位 低電平有效sbit CLK_H=P1^6。 (AN 14525210).附錄 1： 硬件原理圖附錄 2： 設計程序//主程序主要為各功能子程序提供運行平臺，子程序分為顯示程序，特效顯示程序，//按鍵輸入中斷子程序//include//include //include include//includedefine COUNT 34define W