【正文】 成為整個(gè) 程序的主要框架后面的功能在這些基礎(chǔ)上添加和修改的。這時(shí)在要顯示的 16*8 中亮了 2， 6，10， 14行，依次類推共 4 次，就把 16*8 的所有行就都顯示了。因?yàn)?屏上 4*8 小模塊都配了一個(gè) 595 所以一次通過 595 輸入端通過移位可以輸入 16*8 位數(shù)據(jù)進(jìn)入 595 中。GPS 模塊 32*16 LED 點(diǎn)陣屏 系統(tǒng)控制中心NXPLPC11C24 核心板電路 U A R T 串口 杜 邦 線 電源供電模塊 行驅(qū)動(dòng)電路 列 驅(qū)動(dòng)電路 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計(jì) 大 賽 7 具有高于 45DMIPS 處理能力的 LPC11C24 為 CAN 節(jié)點(diǎn)提供了強(qiáng)有力的信息和數(shù)據(jù)處理能力。 ARM CortexM0 處理器 作為 ARM Cortex 處理器系列的最新成員， 32 位 CortexM0 處理器采用了低成本 90 納米低功耗（ LP）工藝，耗電量僅 9μA/MHz，約為目前主流 8 位或 16 位處理器的三分之一，卻能提供更高的性能。 基于 GPS 授時(shí)的點(diǎn)陣 LED 屏顯示時(shí)鐘 就是利用 GR87 接收衛(wèi)星上 “原子鐘 ”精確 的 時(shí)間信號(hào)傳送給 LPC11C24,經(jīng) 過 LPC11C24 處理后 發(fā)往 點(diǎn)陣 LED 顯示屏并顯示出時(shí)間。這種指令集以 16 位的 Thumb 指令為基礎(chǔ)，迄今唯一應(yīng)用于 32 位 微處理器 。這樣行就能全部控制了。 595 取 128 位送入屏幕，這時(shí) 138 選擇的是 4*8 的第一行，這時(shí)在要顯示的 16*8 中亮了 1， 5， 行，接著595 再取下一行的 128 位數(shù)據(jù)送入屏， 138 選中 4*8 的第二行。第三個(gè)部分就是掃描輸出程序，這個(gè)程序只需要掃描 64 字節(jié)的緩沖區(qū)其它的不用管，這三部分的工作 過程是 ， 程序通過4 個(gè)變量在字庫中選擇要顯示的值的編碼送入 64 字節(jié)的顯示緩沖區(qū)中對應(yīng)的位置，在通過掃描程序來把顯示緩沖區(qū)中的內(nèi)容送給顯示屏。((numcode[7* fen1+2]4)|0x0f)。 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計(jì) 大 賽 17 Y N 別的位置也可以用同樣的方法來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。 //OE=1。timer16_0_counter=100) shanshuo=0。GPRMC。它是用于控制計(jì)算機(jī)與串行設(shè)備的芯片。 GPS接收機(jī)根據(jù) NMEA0183協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將位置、速度等信息通過串口傳送到 PC機(jī)、 PDA等設(shè)備。有一些比較高檔的 UART 還提供輸入輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，現(xiàn)在比較新的 UART 是 16550，它可以在計(jì)算機(jī)需要處理數(shù)據(jù)前在其緩沖區(qū)內(nèi)存儲(chǔ) 16 字節(jié)數(shù)據(jù)，而通常的 UART 是 8在行業(yè)總產(chǎn)值中，運(yùn)營服務(wù)的份額也會(huì)逐步加大。 buf[20]=buf[20]amp。 //SCLK OE1。 else RDI0。((numcode[7* fen1+6]4)|0x0f)。 下圖是我們定義時(shí)間的年、月、日、時(shí)、分在點(diǎn)陣屏上的顯示位置和 Buf 緩沖區(qū)對應(yīng)關(guān)系。 圖 LED 點(diǎn)陣屏顯示設(shè)計(jì) 思路 程 控制 LED 亮滅 的設(shè)計(jì) 過程 首先我們是先通過看對 P10 LED 點(diǎn)陣屏電路圖走線方式，電路的芯片的作用來理解電路。后面還會(huì)詳細(xì)解釋。 LPCXpresso 開發(fā)平臺(tái)基于功能強(qiáng)大的 Eclipse 集成開發(fā)環(huán)境（ IDE）工具，擁有由恩智浦設(shè)計(jì)的全新、直觀的用戶界面、針對 CortexM0 優(yōu)化的編譯器和函數(shù)庫、 LPCLink JTAG/SWD 調(diào)試探針和目標(biāo)板， 同時(shí)具有 一流的 C 編程環(huán)境以及語法高亮度顯示、代碼折疊和展 開、快速點(diǎn)擊導(dǎo)航變量和函數(shù)定義及聲明的高級(jí)功能， 為用戶提供豐富的開發(fā)工具，加速產(chǎn)品開發(fā)，縮短新品上市時(shí)間。率先獲得 CortexM0+處理器授權(quán)的廠商包括飛思卡爾半導(dǎo)體和恩智浦半導(dǎo)體。 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計(jì) 大 賽 第 九 屆“博創(chuàng)杯”全國大學(xué)生嵌入式 物聯(lián)網(wǎng) 設(shè)計(jì)大賽 作品設(shè)計(jì)報(bào)告 基于 GPS 授時(shí) 的 點(diǎn)陣 LED 屏顯示 時(shí)鐘 A LED Clock Based on GPS 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計(jì) 大 賽 1 摘 要 本設(shè)計(jì)采用了大賽指定硬件開發(fā)平臺(tái)： NXP LPC11C24FB(ARM CortexM0 微控制器 )，設(shè)計(jì)了 GPS 授時(shí)的點(diǎn)陣 LED 屏 時(shí)鐘 顯示 系統(tǒng)。 第 二 章 系統(tǒng)方案 系統(tǒng)總體方案 本系統(tǒng) 利用 NXP LPC11C24 作為 主控模塊。 LPCXpresso 的項(xiàng)目建立 1．打開 LPCxpresso 軟件彈出 workspace launcher 對話框選擇項(xiàng)目要放的文件夾 FILEnewproject 彈出 new project 對話框選擇 LPCxpresso c project?next 再選擇 lpc 11xx? c progect –next ?在 project neme 中輸入項(xiàng)目名稱 ?x ?選擇 lpc11c24/301?next?在 cmsis library to link project to:中選擇 NONE ? finish 3．這樣項(xiàng)目就建立好了，在編譯過程中缺什么頭文件就去示例文件夾中復(fù)制到 SRC 文件夾下就可以了 點(diǎn)陣 LED 屏 顯示模塊 這次 我們選用的是 P10 LED 成品屏。 LED 點(diǎn)陣 屏的動(dòng)態(tài)掃描 原理 通過上面已經(jīng)可以把一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)亮了，接下來就是要在屏幕上顯示要顯示的內(nèi)容了。電路是用 74HC138 譯碼器和 74HC595 移位寄存器組合實(shí)現(xiàn)的，這樣就大概知道電路是如何工作的，我們就試著按自己的理解去連接的電 路并給通過單片機(jī)控制 LED 點(diǎn)陣屏，寫了幾個(gè)程序發(fā)現(xiàn) LED 點(diǎn)陣屏上一直不亮，就考慮是否是硬件出了問題，但是經(jīng)過測試后發(fā)現(xiàn) LED 屏的正負(fù)極是有 +5V 電壓的，并且 LED 的引腳同 51 單片機(jī)的連接也正確。 注：圖中 0~63 每個(gè)數(shù)字代表一個(gè)字節(jié)，數(shù)字表示這個(gè)字節(jié)在 BUF 緩沖區(qū)數(shù)組中的位置。 分析：由上圖可得到分的個(gè)位（即 fen1）在點(diǎn)陣屏的位置是“分個(gè)位顯示位置”對應(yīng)的在數(shù)組中的字節(jié)數(shù)據(jù)是 45， 29， 13， 60， 44， 28， 7 個(gè)字節(jié)的高 4 位。 inbyte=inbyte1。 //OE delay(1)。0xfe。 圖 GPS 系統(tǒng)空間衛(wèi)星星座 GR87 此次設(shè)計(jì)的 GPS 模塊系統(tǒng) 選擇了 采用第三代高 效能芯片高靈敏、低耗電量芯片 STAR Ⅲ 的GR87。該總線雙向通信，可以實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸和接收。 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計(jì) 大 賽 24 通信協(xié)議 NMEA NMEA協(xié)議是 為了在不同的 GPS（全球定位系統(tǒng)）導(dǎo)航設(shè)備中建立統(tǒng)一的 BTCM（海事無線電技術(shù)委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)，由美國國家海洋電子協(xié)會(huì)（ NMEAThe National Marine Electronics Association）制定的一套通訊協(xié)議。 ? 引腳 3（ RXA）：接受通道，主要接受用戶的命令 ? 引腳 4（ RXB）：輔助接受通道，用于輸入差分 ? 引腳 5（ GND）：接地端 ? 引腳 6（ RESET）：復(fù)位端 圖 GR87 外觀圖 GR87 指標(biāo) ? 最多可同時(shí)接收 20 個(gè)衛(wèi)星 ? 時(shí)間標(biāo)示： 1脈波 /秒 , GPS 時(shí)間 +/ 秒誤差 ? 晶片內(nèi)建 200,000 個(gè)衛(wèi)星追蹤運(yùn)算器 ? 運(yùn)算程序： ARM7/TDMI ? 處理速度： 50 MHZ ? 更新速率 : 1HZ ? 串口輸出精度可達(dá)微秒級(jí) ? 時(shí)間標(biāo)示： 1脈波 /秒 , GPS 時(shí)間 / 秒誤差尋星時(shí)間小于 10秒 ? 定位時(shí)間（平均值） 全 國 大 學(xué) 生 嵌 入 式 物 聯(lián) 網(wǎng) 設(shè) 計(jì) 大 賽 23 ? 重新抓取： 秒 ? 熱開機(jī) ： 1 秒 ? 暖開機(jī)： 38 秒 ? 冷開機(jī)： 42 秒 硬件接口 — UART UART 傳輸結(jié)構(gòu) UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步接收 /發(fā)送裝置， UART 是一個(gè)并行輸入成為串行輸出的芯片，通常集成在主板上，多數(shù)是 16550AFN 芯片。 GR87 接受 GPS 衛(wèi)星數(shù)據(jù)并且每秒發(fā)出幾種數(shù)據(jù) ， 包括： $GPGGA、 $GPRMC、 $PGRMV、 $PGRMO、 $PGRMC 等數(shù)據(jù)格式 ，因?yàn)?我們 只是顯示它的時(shí)鐘信息所以我們要從中 篩選 和時(shí)間有關(guān)的數(shù)據(jù)格式 amp。amp。138譯碼器使能端為低電平 SCLK0。這樣就可以把數(shù)據(jù)送入想要的位置了。 buf[61]=(buf[61]|0xf0)amp。這樣就影響到了數(shù)據(jù)組織問題，做到這里老師對我們提出了一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的概念，說這塊屏的顯示程序?qū)?yīng)有三部分，第一部分就是一個(gè) 64 字節(jié)的緩沖區(qū)里面是屏上的每個(gè)點(diǎn)對應(yīng)的值，第二個(gè)部分是 4 個(gè)變量也就是屏上列分成 8 位一組的點(diǎn)鐘要現(xiàn)實(shí)的內(nèi)容的值?，F(xiàn)在我們把“ 1”的數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)緩存區(qū)中對應(yīng)顯示的地方。而這里只用了 1 個(gè) 138 是用了 4953LED 驅(qū)動(dòng)芯片，一個(gè) 138 輸出信號(hào)被分成了 4 個(gè)一樣的信號(hào)連接到了每個(gè)4*8 小模塊的 LED 的陽極上這樣 138 輸出的 4 路信號(hào)就被分成了 16個(gè)信號(hào)，這 16 個(gè)信號(hào)中每 4 個(gè)一組一樣的信號(hào)共 4 組。 NXP LPC11C24 簡介 LPC11C24FBD48 是 ARM CortexM0 微控制器 ，設(shè)計(jì)用于 8 位 /16 位微控制器應(yīng)用， 具有高新能，低 功耗，簡單指令集，統(tǒng)一編址尋址等優(yōu)點(diǎn)，而且， LPC11C24可以比傳統(tǒng)的 8 位 /16 位 單片機(jī) 在執(zhí)行大多數(shù)普通的微控制器任務(wù)時(shí)減少 40%到 50%的代碼量，這是通過強(qiáng)大的 CortexM0 v6M 指令集實(shí)現(xiàn)的。 另外， LED 顯示屏是利用發(fā)光二級(jí)管點(diǎn)陣模塊組成的平面式顯示屏幕由于它具有發(fā)光率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)在國內(nèi)外的到廣泛應(yīng)用 。這種行業(yè)領(lǐng)先的低功耗和高性能的結(jié)合為仍在使用 8 位或 16 位架構(gòu)的用戶提供了一個(gè)轉(zhuǎn)型開發(fā) 32 位器件的理想機(jī)會(huì)，從而在不犧牲功耗和面積的情況下，提高日常設(shè)備的智能化程度。這種對電源的優(yōu)化能力是當(dāng)今的 8 位 /16 位 單片機(jī) 難以實(shí)現(xiàn)的 特色和優(yōu)點(diǎn) ? ARM CortexM0 處理器，工作頻率高達(dá) 50 MHz ? ARM CortexM0 內(nèi)置可嵌套中斷向量控制器 (NVIC) ? 程序代碼的密度要比 8/16 位 MCU 更小 ? 閃存 ISP 命令可通過 UART 或 C_CAN 發(fā)出 ? 超快速模式下， 2 個(gè) I178。這就移位著當(dāng) 138 輸出高電平信號(hào)， 595移位移入 128 個(gè) 0 進(jìn)去時(shí)這是屏就會(huì)顯示 4 行且這 4 行是隔 4 個(gè)亮一行。由于程序執(zhí)行速度很快，肉眼看不出切換所以就看到一個(gè)完整的“ 1”了。程序?qū)懙竭@里出現(xiàn)了單片機(jī) 無法 解決的問題 —— RAM 的大小不夠用無法執(zhí)行程序。((numcode[7* fen1+3]4)|0x0f)。 圖 掃描輸出流程圖 （ 1） 列數(shù)據(jù)的移位 (74HC595 移位寄存器中 數(shù)據(jù)移位 ) 第一步 移位時(shí)鐘信號(hào)清零 關(guān)閉 74HC138D 譯碼器和 74HC595 移位寄存器 取緩沖區(qū)里的前 16 個(gè)字節(jié) 開始 16 個(gè)字節(jié) 是否掃完閉 給 SCLK1 一個(gè)上升沿開 74HC595 開74HC138 譯碼