基于gprs的遠(yuǎn)程led顯示屏設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-20 23:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，顯示的花樣，屏幕亮度等工作參數(shù)。需要LED控制芯片具有較大的內(nèi)存和比較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。用戶操作界面主要給用戶提供一個(gè)簡單的操作方式，通過按鈕就可以發(fā)送所需要的顯示的類容到LED；軟件內(nèi)部主要完成網(wǎng)絡(luò)連接與點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。用戶通過運(yùn)行PC機(jī)應(yīng)用軟件，在其用戶操作界面上方便快捷的更新LED顯示內(nèi)容以及查看LED設(shè)備是否正常工作。因?yàn)閼?yīng)用軟件內(nèi)部已經(jīng)完成了現(xiàn)實(shí)信息的轉(zhuǎn)換，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接，屏幕運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測。用戶只需要點(diǎn)擊相關(guān)按鈕即可完成。 MFC界面編MFC是微軟基礎(chǔ)類庫的簡稱，他用C++類的思想，封裝了windows的API函數(shù)，提供了許多成熟的類，便于我們進(jìn)行界面開發(fā)。MFC相比于VB，更加的靈活，功能更加強(qiáng)大，既可以開發(fā)windows的圖像界面程序，也可以開發(fā)其他windows功能的應(yīng)用程序。所以我們不直接用 Windows API 函數(shù)進(jìn)行軟件開發(fā)，而是用基于MFC框架開發(fā)，大大簡化了應(yīng)用程序的開發(fā)步驟，我們科很輕松的開發(fā)出功能豐富的界面，再加上MFC庫，美化我們的界面。我們專注于功能的開發(fā)。 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)提取由于LED顯示是基于點(diǎn)陣的，所以我們要將文字轉(zhuǎn)換為點(diǎn)陣，然后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給LED顯示。由于我是在windows上編寫的控制軟件，我們使用MFC編寫應(yīng)用程序框架，用C++實(shí)現(xiàn)邏輯功能。取得某個(gè)字符或者漢子對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)比較簡單，直接從windows的矢量字體庫提取。使用GetGlyphOutline函數(shù)可以取得TrueType字體的輪廓數(shù)據(jù)。DWORD GetGlyphOutline( UINT nChar, UINT nFormat, LPGLYPHMETRICS lpgm, DWORD cbBuffer, LPVOID lpBuffer, const MAT2* lpmat2) const。4 顯示屏設(shè)計(jì)方法 硬件模塊框圖圖5 LED顯示屏硬件設(shè)計(jì)框圖 框圖說明LED顯示屏硬件模塊包括，有LED點(diǎn)陣屏，MCU主控模塊，GPRS無線模塊，MAX232串口通訊模塊組成。將GPRS模塊和串口模塊加到普通市面LED屏幕上，使LED顯示屏具有聯(lián)網(wǎng)的功能，既可以實(shí)現(xiàn)有線近距離控制和網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。主控模塊主要負(fù)責(zé)通過AT命令控制GPRS模塊通過互聯(lián)網(wǎng)連接到服務(wù)器，并接受和處理來自控制端的命令和顯示數(shù)據(jù)。另一方面主控模塊要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新LED顯示屏。另外還附加其他輔助模塊。加上光強(qiáng)度監(jiān)測模塊，用于自適應(yīng)屏幕亮度。加上電壓監(jiān)測模塊，用于溫度LED屏幕供電電壓，防止電壓波動(dòng)而導(dǎo)致屏幕抖動(dòng)和其他異常情況。 主控模塊設(shè)計(jì)LED顯示屏主控芯片硬件圖，主控芯片使用ARM公司的ARM32位CortexM3 CPU ，STM32f103,，最高工作頻率72MHz。單周期乘法和硬件除法。片上集成128KB的Flash存儲(chǔ)器。20KB的SRAM存儲(chǔ)器。 圖6 STM32擴(kuò)展模塊PCB圖 LED顯示屏電源有外部40A 5v的開關(guān)電源供電，此電源模從開關(guān)電源的輸出端取5v直流電源，給主控芯片上的stm32MCU和其他傳感器供電。圖7 電源模塊PCB圖串口模塊主要作用是用于主控模塊和PC直接通信，由于PC的串口是232電平，而主控芯片的串口是TTL電平，所以需要將這兩種電平相互轉(zhuǎn)換，才能是PC和主控模塊直接正常通信。這里我們使用的是MAX3232芯片。MAX3232收發(fā)器是采用專有低壓差發(fā)送器輸出級(jí)，。圖8 串口下載模塊PCB圖串口擴(kuò)展模塊主要是用于和GPRS模塊的連接。GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊是由GPRS移動(dòng)通信模塊和數(shù)據(jù)通信處理模塊兩大部分組成。該模塊利用中國移動(dòng)的GPRS（通用分組無線業(yè)務(wù)）技術(shù)，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)帶通信功能的終端的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線傳輸。模塊以GPRS通信技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)為核心，自動(dòng)完成監(jiān)控中心通過Internet發(fā)出的命令的接受解碼、終端返回?cái)?shù)據(jù)的編碼和發(fā)送?；贕SM公網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸具有通信范圍廣，傳輸穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。抄表器采用了大規(guī)模集成電路技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、抗干擾技術(shù)和RS48RS232通信技術(shù)。在線路的設(shè)計(jì)與元器件的選擇上以較大的環(huán)境適應(yīng)性為依據(jù)，確保了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。抄表器具有體積小、重量輕、穩(wěn)定性高、費(fèi)用低廉、安裝簡單、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。圖9 串口擴(kuò)展模塊PCB圖 STM32性能分析STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的ARM CortexM3內(nèi)核，按性能分成兩個(gè)不同的系列，STM32F103“增強(qiáng)型”系列和STM32F101“基本型”系列，增強(qiáng)型系列時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，是同類產(chǎn)品中性能最高的產(chǎn)品，基本型時(shí)鐘頻率為36MHz，以16位產(chǎn)品的價(jià)格得到比16位產(chǎn)品大幅提升的性能，是16位產(chǎn)品用戶的最佳選擇，兩個(gè)系列都內(nèi)置32K到128K的閃存，不同的是SRAM的最大容量和外設(shè)接口的組合,時(shí)鐘頻率72MHz時(shí)，從閃存執(zhí)行代碼，STM32功耗36mA，是32位市場上功耗最低的產(chǎn)品，我采用STM32完全可以滿足此項(xiàng)目的要求[3]。 Altium Designer PCB制作Altium Designer，它是一款功能強(qiáng)大的電子設(shè)計(jì)軟件，它的前身是protel，所以有用過protel軟件的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)它的操作界面大致相同，與前幾個(gè)版本相比altium designer 10具有的特點(diǎn)：Altium(前身為Protel國際有限公司)由NickMartin于1985年始創(chuàng)于塔斯馬尼亞州霍巴特，致力于開發(fā)基于PC的軟件，為印刷電路板提供輔助的設(shè)計(jì)。最初的DOS環(huán)境下的PCB設(shè)計(jì)工具在澳大利亞得到了電子業(yè)界的廣泛接受，在1986年中期，Altium通過經(jīng)銷商將設(shè)計(jì)軟件包出口到美國和歐洲，隨著PCB設(shè)計(jì)軟件包的成功，Altium公司開始擴(kuò)大其產(chǎn)品范圍，包括原理圖輸入、PCB自動(dòng)布線和自動(dòng)PCB器件布局軟件[4]。 軟件設(shè)計(jì)框圖圖10 LED顯示屏軟件設(shè)計(jì)框圖 框圖說明LED顯示屏上帶的MCU主控芯片通過GPRS模塊連接到互聯(lián)網(wǎng)，主動(dòng)與服務(wù)器PC機(jī)建立TCP/IP連接，服務(wù)器將LED加入待控制列表中。與此同時(shí)，MCU不斷從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中取出字符數(shù)據(jù)，然后根據(jù)字符內(nèi)碼從內(nèi)碼點(diǎn)陣存儲(chǔ)器里調(diào)出相應(yīng)的內(nèi)碼點(diǎn)陣，最后把點(diǎn)陣數(shù)據(jù)送到LED顯示屏顯示。將GPRS模塊和串口模塊加到普通市面LED屏幕上，既可以實(shí)現(xiàn)有線近距離控制和網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制。另外還附加其他輔助模塊。加上光強(qiáng)度監(jiān)測模塊，用于自適應(yīng)屏幕亮度。加上電壓監(jiān)測模塊，用于溫度LED屏幕供電電壓，防止電壓波動(dòng)而導(dǎo)致屏幕抖動(dòng)和其他異常情況。 LED動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)LED動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)主要是靠人眼的視覺停留原理。LED熄滅后，余暉的效應(yīng)，LED還會(huì)保持一段時(shí)間的亮度，由于人的視覺分辨率大概是20毫秒，如果以間隔20毫秒依次點(diǎn)亮一排LED，人眼就認(rèn)為是一條直線。LED的動(dòng)態(tài)掃描就說基于以上技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。 軟件流程圖開始結(jié)束網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制解析出服務(wù)器IP地址打開串口自動(dòng)調(diào)整格式控制命令讀取/設(shè)置工作狀態(tài) 登陸成功關(guān)閉按鈕按下NYNYYN本地串口控制登陸服務(wù)器顯示命令配置串口號(hào)配置波特率提取點(diǎn)陣數(shù)據(jù)用戶輸入檢測YN圖11 控制端軟件流程圖開始結(jié)束公網(wǎng)I
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