【正文】 ................................................................. 9 時間電路模塊設(shè)計 ............................................................................................................11 紅外接收電路模塊設(shè)計 ................................................................................................... 13 報警電路模塊設(shè)計 ........................................................................................................... 15 PCB 電路板的設(shè)計與調(diào)試 ................................................................................................ 15 原理圖繪制和 PCB 電路板的制作 ................................................................................. 15 電路板的焊接與調(diào)試 ..................................................................................................... 16 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計與調(diào)試 ................................................................................................. 17 軟件編程與調(diào)試 ............................................................................................................... 17 字模提取軟件 ................................................................................................................. 19 系統(tǒng)開發(fā)軟件 ................................................................................................................. 19 漢字顯示效果編程與調(diào)試 ............................................................................................. 20 溫度程序設(shè)計與調(diào)試 ..................................................................................................... 22 時鐘程序設(shè)計與調(diào)試 ..................................................................................................... 23 紅外程序設(shè)計與調(diào)試 ..................................................................................................... 24 各程序模塊組合調(diào)試 ..................................................................................................... 26 系統(tǒng)綜合性能分析 ........................................................................................................... 26 4 結(jié)論 .................................................................................................................................. 27 謝 辭 .................................................................................................................................... 29 參考文獻 ............................................................................................................................... 30 附 錄 .................................................................................................................................... 31 附錄一 主控制板 PCB 圖 ........................................................................................................ 31 附錄二 LED 點陣顯示屏 PCB 圖 ............................................................................................. 32 附錄三 主程序清單 ................................................................................................................ 33 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 第 1 頁 共 36 頁 引言 LED 顯示屏（ LED panel）： LED 英文名稱為 light emitting diode ， 是 發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱 LED。 LED 行業(yè)已成為一個快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，市場空間巨大，前景廣闊。 關(guān)鍵詞 ： 單片機 ； LED 顯示屏； DS1302； DS18B20；紅外遙控 。 LED 電子顯示屏可按顏色、顯示器件、使用場合分成三大類。 關(guān)于 行的控制和驅(qū)動比較容易，因為行的工作方式是分時順序工作的。 方案三：高度集成專用芯片的應(yīng)用。 但 硬件電路以及軟件設(shè)計方面要求相對 復(fù)雜 一些，更涉及到主從單片機通信問題。 本文設(shè)計的 16x64 點陣顯示屏 可以先由四個 8x8 點陣模塊構(gòu)成 16x16 點陣顯示屏， 其連接方法如圖 25 所示： 圖 25 16x16 點陣顯示器連接圖 在圖 25 中 ， 將 A 和 B 的 8 列 與 C 和 D 的 8 列分別對應(yīng)相連 ，同時 將 A 和 C 的 8行與 B 和 D 的 8 行分別對應(yīng)相連 。 所以， 本設(shè)計中 定 每只 LED 工作電流為 15mA。 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 第 9 頁 共 36 頁 溫度 電路模塊 設(shè)計 為了增加 LED 顯示屏的實用性，本設(shè)計 增加了溫度檢測模塊，溫度傳感器采用數(shù)字式 的 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器。 單片機通過一線總線訪問DS18B20 大概 經(jīng)過 三個 步驟： 首先 初始化，然后發(fā) skip 命令（ CCH） ，在單點溫度檢測系統(tǒng)中，通過此命令允許總線主機不提供 64 位 ROM 編碼訪問存儲器，從而達到節(jié)省空間。實時時鐘可提供秒鐘、分鐘、小 時、日期、星期、月和年 ， 一個月小于 31 天時可以自動調(diào)整， 具有閏年補償功能，工作電壓為 ～ 。 SCLK 為時鐘輸入端。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個 SCLK 脈沖下降沿讀出 DS1302 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 第 13 頁 共 36 頁 的 數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位 0 到高位 7。 即 接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。由于原理圖是 PCB 圖的基礎(chǔ)，原理圖有錯將會導(dǎo)致后面的設(shè)計出錯，修改起來比較困難。當(dāng)全部正常時，才能裝上芯片。 這樣， 當(dāng)利用仿真軟件調(diào)試成功后，下載到實際電路 板 時就 可以節(jié)省很多時間去調(diào)試 軟件。 由于 內(nèi)容比較多，故采用分程序模塊調(diào)試 ，即漢字顯示效果程序模塊、溫度程序模塊、時鐘程序模塊、紅外遙控程序模塊。 用戶也可以自己設(shè)置文字的高度和寬度 。 單片機對 LED 顯示屏的控制過程是先讀后寫。 在行掃描 驅(qū)動的 工作方式下，每一片 LED 點陣片都有一組 列數(shù)據(jù)傳輸 電路，列 傳輸 電路中一定有一片鎖存器或移位寄存器，用來鎖存待顯示內(nèi)容的字模數(shù)據(jù)。 字模提取軟件 在設(shè)計中， 需要 用到 PCtoLCD20xx 字模提取軟件 ， 其界面如圖 32 所示： 圖 32 PCtoLCD20xx 完美版界面 本次 設(shè)計取模 方 式是 陰碼、逆向、行列式 。由于 Proteus 軟件 提供了 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 第 18 頁 共 36 頁 實驗室無法 比擬 的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺 。 軟件 編程 與調(diào)試 軟件調(diào)試的目的是盡可能發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤并改正，還可以增加程序的穩(wěn)定性。 電路板的焊接與調(diào)試 印制好電路板后，就要對其進行焊接，焊接需要遵循先低后高原則，即先焊接矮的元器件再焊高的元器件。 Protel 99se的功能十分強大，在電子電路設(shè)計領(lǐng)域占有極其重要的地位 ，它 是一個 32 位的設(shè)計軟件， 采用設(shè)計庫管理模式，可以進行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及 3D模擬功能，可以完成電路原理圖設(shè)計，印制電路板設(shè)計和可編程邏輯器件設(shè)計等工作 。 發(fā)射機一般由指令鍵 (或操作桿 )、指令編碼系統(tǒng)、調(diào)制電路、 驅(qū)動電路 、發(fā)射電路等幾部分組成。 DS1302 的工作原理是在 DS1302 工作時為 了對任何數(shù)據(jù)傳送進行初始化，需要將復(fù)位腳（ RST）置為高電平且將 8 位地址和命令信息裝入移位寄存器。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 這樣，單片機將讀取 DS18B20 的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，將十六進制的數(shù)據(jù)輸出到點陣顯示屏中顯示出來。 單總線上一共有 3 種時序信號：初始化信號； 寫 0、 1 信號； 讀 0、 1 信號，與 之對應(yīng)的時序圖如圖 28 所示： 圖 28 DS18B20 的工作時序圖 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 第 10 頁 共 36 頁 DS18B20 的性能特點： （ 1） 單線總線傳輸方式，只需要 1 根端口線與主機通信； （ 2） 每只 DS18B20 內(nèi)部都有一個唯一的 64 位編碼； （ 3） 每個主機 I/O 口可并聯(lián)多個 DS18B20，簡化了多點測溫系統(tǒng)的設(shè)計； （ 4） 不需要外圍硬件電路支持； （ 5） 當(dāng)工作在寄生供電 模式時， 數(shù)據(jù)線可兼作電源線使用，即每個傳感器僅需 2 條連接線，工作電 壓為 ～ ； （ 6） 測量范圍 從 55℃ 到 +125℃ ，其中在 10～ +85℃范圍內(nèi) 精度為177。 為了避免與 PC 機串口輸入的數(shù)據(jù)相互干擾， 設(shè)計中 使用模擬串口 ～ 來 連接 輸出串行數(shù)據(jù)、移位時鐘 SHcp、 鎖存 信號 STcp。 因此，應(yīng)在 74HC154 每一路輸出端與 16x64 點陣顯示 屏 對應(yīng)的每一行之間用一個 三極管來將電流信號放大 ， 從而達到點亮全部 LED 的要求。 （ 3） 電壓范圍 寬 ， 即使 負載端電壓的波動 也 不會影響 點陣 屏的 正常運行。 方案二：主從工作模式。 并行控制驅(qū)動方式的缺點是： 由于數(shù)據(jù)是并行輸入的，這就使得單元內(nèi)芯片數(shù)量大而且線路連接復(fù)雜。 所謂串行控制驅(qū)動方式就是將 顯示的數(shù)據(jù)通過串行方式送入點（列）驅(qū)動電路，其特點是相鄰 兩個 顯示模塊之間的線路連接簡單。從功耗上，白光 LED 僅為白熾燈的八分之一、熒光燈的二分之一，白光 LED 的壽命可達 10 萬小時，是傳統(tǒng)熒光燈的 50100 倍