【文章內(nèi)容簡介】 部程序存儲器。 (11) XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 (12) XTAL2：來自反向振蕩器的輸出 [5]。 單片機系統(tǒng)電路設計 在本次設計中，單片機系統(tǒng)電路包括有時鐘電路和復位電路。時鐘電路的作用是給單片機提供工作時的時鐘信號，復位電路則保證單片機內(nèi)部程序有序的執(zhí)行，并可由外界手動復位。 時鐘電路單片機各個功能部件的運行都是以時鐘控制信號為基準的。因本設計的列驅(qū)動采用串行，需要更快的運行速度，所以選用 24MHz 的晶振。圖 24 時鐘電路 復位電路8計算機在啟動時都需要進行復位，這樣可以使 CPU 和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個初始的狀態(tài)并從這個初始狀態(tài)開始工作。單片機有一個復位引腳 RST，當振蕩器起振后RST 端會出現(xiàn) 2 個機器周期 (即 24 個時鐘周期)以上的高電平，使得單片機復位。當 RST端降為低電平后，單片機會退出復位并從初始狀態(tài)開始工作。復位電路有開關(guān)復位和自動上電復位兩種。本次設計采用的是這兩種方式的結(jié)合，不僅可以上電自動復位，而且可以通過按鍵在程序運行期間手動復位。電路設計如圖25所示。圖25 復位電路 切換按鍵電路設計按鍵是一種輸入設備，用戶可通過按鍵與單片機進行交流。按鍵的程序按實現(xiàn)的方式分為掃描方式和中斷方式。因本設計在實現(xiàn)顯示功能時采用掃描方式，故按鍵若采用掃描方式則會出現(xiàn)按鍵失靈的現(xiàn)象，所以本設計的按鍵使用中斷發(fā)，將按鍵連接在了外部中斷 0 的管腳上。電路設計如圖 26 所示。圖 26 按鍵電路 行驅(qū)動電路設計 LED 點陣屏在驅(qū)動時分為行方向和列方向，在行方向和列方向施加上電壓時，且保證9LED 處于正向偏置，則可點亮點陣屏上的像素點。16*48 的規(guī)格則表示在行方向上為 16行，一般行方向輸入要顯示信息的數(shù)據(jù)，列方向進行逐列掃描。因行方向傳輸數(shù)據(jù)，故采用并行的方式較容易實現(xiàn)。但單片機的驅(qū)動能力有限，所以要設計一個驅(qū)動電路。而74HC573 是擁有八路輸出的透明鎖存器，具有驅(qū)動能力強，八路并行輸入、并行輸出，輸入與輸出實時同步等特點，故選用兩塊該芯片進行行驅(qū)動。74HC573 管腳圖如圖 27 所示。 圖 27 74HC573 管腳圖 列驅(qū)動電路設計在列方向上一共有 48 列，而單片機才共 32 個 I/O 口，故不可能采用并行的方式，應考慮串行的方式，選擇合適的串行轉(zhuǎn)并行的芯片。74HC595 是具有 8 位移位寄存器和一個存儲器，具有三態(tài)輸出功能的芯片。 移位寄存器和存儲器有相互獨立的時鐘，并且支持多級級聯(lián)，能夠滿足本設計的需求，所以本設計采用 6 塊 74HC595 芯片級聯(lián)進行驅(qū)動列。列驅(qū)動級聯(lián)電路原理圖如圖 28 所示。10圖 28 列驅(qū)動級聯(lián)原理圖 LED 點陣屏設計本設計使用的 12 塊點陣屏采用以 8*8 為最小單元的點陣模塊拼合而成。點陣模塊如圖 29 所示。 圖 29 點陣模塊11圖 210 點陣模塊引腳排序圖 211 轉(zhuǎn)接板因該模塊的引腳排列無序，如圖 210 所示，使用不便，所以本設計中制作了一款轉(zhuǎn)接板從新排列模塊的引腳，轉(zhuǎn)接板的設計如圖 211 所示。 硬件電路原理圖整個動態(tài)電子廣告牌的硬件部分可以分為單片機系統(tǒng)、切換、行驅(qū)動、列驅(qū)動 LED點陣屏以及轉(zhuǎn)接板等。各個部分已在上文詳細介紹，整體的思路是以單片機 STC89C52為控制核心，將顯示信息數(shù)據(jù)輸入到行驅(qū)動芯片，將逐列掃描數(shù)據(jù)以并行的方式輸入到列驅(qū)動芯片，行、列驅(qū)動芯片共同工作將信息動態(tài)掃描到 LED 廣告顯示牌上，利用視覺暫留原理，使人看到整屏的信息。系統(tǒng)整體的硬件原理圖如圖 212 所示：12圖 212 硬件電路原理圖3. 軟件設計軟件是硬件的靈魂，是不可忽視的一個部分。動態(tài)電子廣告牌的軟件部分包括有主程序、中斷初始化程序、延遲程序、數(shù)據(jù)傳輸程序、顯示程序等。 編程語言介紹 C 語言是目前使用最廣泛的一種編程語言，相比較其他的編程語言而言，它的語言功能豐富、表達能力強、使用靈活方便、生成目標程序效率高、可移植性好，既具有高級語言的優(yōu)點，又具有低級語言的許多特點,還能夠用來編寫不依賴計算機硬件的應用程序及各種系統(tǒng)程序，是一種廣受歡迎、應用極為廣泛的程序設計語言。所以本設計的軟件部分采用 C 語言作為編程語言，整個設計程序采用了模塊化的思想，子程序之間具有通用性，編譯簡單，易于理解。 程序流程圖程序在運行的時候首先將顯示清空，然后初始化中斷，接著調(diào)用顯示函數(shù)傳輸信息13數(shù)據(jù)將信息在屏幕上顯示出來，如果發(fā)生外部中斷，則進行判斷，改變信息在屏幕上滾動的方式?？傮w設計流程圖如圖 31 所示。 圖 31 總體設計流程圖 子程序設計 中斷服務程序設計(1) 定時器中斷 STC89C52 具有兩個外部中斷：外部中斷 0 和外部中斷 1。在使用外部中斷前要設置中斷產(chǎn)生方式，打開相應的中斷開關(guān)，最后打開總中斷開關(guān)。當滿足中斷發(fā)生的條件時，單片機就會暫停當前的函數(shù)轉(zhuǎn)到中斷函數(shù)中，待中斷函數(shù)執(zhí)行完畢，返回到原暫停處繼續(xù)執(zhí)行原函數(shù)。因本設計要通過按鍵利用中斷程序改變顯示模式，故采用了設置一個標志位，在中斷中改變改標志位，在顯示程序中判斷該標志位，進行調(diào)用不同的顯示函數(shù)的思想。（1）中斷初始化函數(shù)：void IntConfiguration(){//設置 INT0IT0=1。//跳變沿出發(fā)方式（下降沿）EX0=1。//打開 INT0 的中斷允許。開始 清除顯示 初始化中斷 傳輸數(shù)據(jù)判斷顯示狀態(tài) 外部中斷點陣屏顯示14EA=1。//打開總中斷}（2）中斷函數(shù)：void Int0() interrupt 0 //外部中斷 0 的中斷函數(shù){Delay(1)。 //延時消抖if(K1==0)KeyValue++。if(KeyValue==2){shi=8。biao=0。}if(KeyValue==4){KeyValue=0。shi=4。biao=0。}} 顯示程序設計本設計的顯示函數(shù)設計思路如下：首先控制第一列顯示，延時一段時間，清空顯示，接著顯示第二列，延時并清空，如此循環(huán)直至四十八列全部顯示完畢，再顯示一輪，因顯示速度快，利用視覺暫留原理，使人可以看到整屏的內(nèi)容。 (1) 其中一種顯示模式的顯示函數(shù)void date4(char shi){uchar i,n,j,k。for(k=0。k32。k++)15{for(j=0。jshi。j++){for(n=0。n48。n++){for(i=0。in。i++){ SI=0。 SCK=1。 _nop_()。 SCK=0。} SI=1。 SCK=1。 _nop_()。 SCK=0。for(i=0。i(47n)。i++) { SI=0。 SCK=1。 _nop_()。 SCK=0。 }P1=0xff。P2=0xff。RCK=1。_nop_()。RCK=0。16P2=table[2*(n+k)+96]。P1=table[2*(n+k)+97]。delay()。 }} }biao=1。 }4. 系統(tǒng)仿真與調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，通過軟件調(diào)試及仿真可以初步檢查出系統(tǒng)錯誤，從而大大減少了硬件電路故障幾率，而仿真軟件是一個可以模擬單片機正常工作狀態(tài)的工具，它可以幫我們調(diào)試出正確的程序。硬件調(diào)試可以幫助查找出硬件電路上的錯誤，從而使設計的各項功能達到要求。 軟件仿真Proteus 軟件仿真就是將 Keil 軟件生成的 HEX 文件加入到原理圖的單片機中，然后經(jīng)過調(diào)試就可以得到仿真結(jié)果。通過仿真的結(jié)果可以初步地證實軟硬件系統(tǒng)的可行性，為后面硬件的焊接和程序燒錄確立可行性。因本設計所使用的點陣屏數(shù)量太多，在仿真中連線不便，故采用 16*16 的規(guī)格，因點陣屏拼合在一起才能看出顯示效果，而在拖動器件的時候線路就會變得雜亂無章，所以在仿真圖看起來比較凌亂。(1) 首先在 Keil 平臺上，新建個工程文件，創(chuàng)立個工程放在里面，選擇單片機型號。本次仿真采用的是 AT89C52 單片機。因為 STC89C52 與 MCS51 單片機產(chǎn)品兼容，所以這并不會對后來的仿真和程序燒錄造成影響。(2) 其次， 文件，輸入編寫的程序源代碼，進行程序編譯，確認程序沒有錯誤和警告，如圖 41 所示。17圖 41 確認程序無誤(3) 添加已創(chuàng)建的文件后，程序調(diào)試，在 Option For Target Target 1 窗口中選擇生成HEX 文件選項。(4) 完成上述設置后，點擊生成工程文件并生成 HEX 文件，現(xiàn)如圖