【文章內(nèi)容簡介】 入口用，不要作為輸出口用；；。 MAX232芯片的介紹圖8 MAX232電平轉(zhuǎn)換原理圖該產(chǎn)品是由德州儀器公司（ TI）推出的一款兼容RS232 標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232 電平是10v +10v ，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號(hào)電壓是TTL電平0 +5v,ma x232 就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2 驅(qū)動(dòng)器、2 接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA232F 電平[5]。該器件符合TIA/EIA232F 標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成5V TTL/CMOS 電平。每一個(gè)發(fā)送器將TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA232F 電平。單5V 電源工作兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器177。30V 輸入電平低電源電流：典型值是8mA符合甚至優(yōu)于ANSI 標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA232E 及ITU 單片機(jī)串口通信 設(shè)計(jì)目的通過本模塊設(shè)計(jì)了解實(shí)現(xiàn)串行通信的硬件環(huán)境、數(shù)據(jù)格式的協(xié)議、數(shù)據(jù)交換的協(xié)議，學(xué)習(xí)串口通信中斷方式的程序編寫方法，掌握單片機(jī)串行口簡易三線式通信的實(shí)現(xiàn)方法。 設(shè)計(jì)要求利用單片機(jī)串行口，實(shí)現(xiàn)與一臺(tái)計(jì)算機(jī)串行口之間的通信。計(jì)算機(jī)上運(yùn)行串口調(diào)試助手，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互傳，要求計(jì)算機(jī)傳給單片機(jī)的數(shù)據(jù)能夠用數(shù)碼管顯示，單片機(jī)傳給計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)能夠通過軟件界面顯示。 主要內(nèi)容51單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口[7]，所以單片機(jī)和電腦之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件，比如電腦的串口是RS232電平的，而單片機(jī)的串口是TTL電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，我們采用了專用芯片MAX232進(jìn)行轉(zhuǎn)換，雖然也可以用幾個(gè)三極管進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，但是還是用專用芯片更簡單可靠。我們采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的9針串口只連接其中的3根線：第5腳的GN、D第2腳的RXD、第3腳的TXD。這是最簡單的連接方法，但是對(duì)我們來說已經(jīng)足夠使用了，電路如下圖所示，MAX232的第10腳和單片機(jī)的11腳連接，第9腳和單片機(jī)的10腳連接，第15腳和單片機(jī)的20腳連接。實(shí)驗(yàn)室所提供的51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上已經(jīng)裝配好了全部硬件。圖9 TTL與MAX232電平轉(zhuǎn)換電路可以到網(wǎng)絡(luò)上下載并運(yùn)行這個(gè)串口調(diào)試軟件，這是一個(gè)綠色的軟件，無需安裝，可以直接在當(dāng)前位置運(yùn)行這個(gè)軟件。軟件界面如下圖6所示，我們先要設(shè)置一下串口通訊的參數(shù)，將波特率調(diào)整為9600,串口選擇為COM1，當(dāng)然將實(shí)驗(yàn)室提供的51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的串口也要和電腦的COM1連接，將燒寫有以下程序的單片機(jī)插入單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的萬能插座中，并接通51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的電源，這時(shí)只要按下K1一次，在串口調(diào)試助手軟件的接收區(qū)界面中就會(huì)增加一個(gè)“AF”字符，表示單片機(jī)向電腦發(fā)送“AF”字符成功。圖10 串口調(diào)試助手界面串口通信部分的源程序中的中斷程序如下所示：/中斷服務(wù)程序void serial() interrupt 4 //OK清零查詢，GET讀數(shù)查詢{ if(RI) //interrupt successfullyPCMCU發(fā)送數(shù)據(jù) { unsigned char ch。 ch=0。 RI = 0。 ch=SBUF。 RxBuf[count]=ch。 count++。 if(count32) { count=0。 } if((ch==39。\n39。)amp。amp。(RxBuf[count2]==39。\r39。)) { RxBuf[count]=39。\039。 count=0。 } } else { TI=0。 //onceitinterrupted ,clear the flag!!MCUPC發(fā)送數(shù)據(jù) transmitONE(RxBuf[0])。 transmitONE(RxBuf[1])。 transmitONE(RxBuf[2])。 transmitONE(RxBuf[3])。 transmitONE(RxBuf[4])。 transmitONE(RxBuf[5])。 transmitONE(RxBuf[6])。 transmit(end)。 } }在以上串口中斷的子程序中,我們設(shè)置了一個(gè)判斷條件,如果單片機(jī)處于收到來自外部的串口中斷的狀態(tài),則跳轉(zhuǎn)到接受數(shù)據(jù)狀態(tài),反之,如果狀態(tài)為發(fā)送數(shù)據(jù),則工作在發(fā)送多個(gè)字節(jié)的狀態(tài)。通過以上研究設(shè)計(jì)，已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與計(jì)算機(jī)串口數(shù)據(jù)的互發(fā)數(shù)據(jù)功能。 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED顯示該模塊分為兩部分內(nèi)容，一部分為單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示，另一部分為單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣顯示。 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管顯示在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，普遍使用成本低廉、配置靈活的數(shù)碼管（LED）做顯示器。常用的為4～8位八段LED數(shù)碼管顯示器，即需要4～8個(gè)LED數(shù)碼管。實(shí)現(xiàn)這種顯示的方法很多，但是，必須采用相應(yīng)的措施才能實(shí)現(xiàn)多個(gè)LED的顯示。本部分利用了動(dòng)態(tài)掃描的方法，利用該方法設(shè)計(jì)的多路LED數(shù)碼管顯示系統(tǒng)具有硬件設(shè)備簡單，可移植性好，成本低廉的特點(diǎn)，在各種儀表顯示系統(tǒng)中應(yīng)用效果良好。多位LED顯示時(shí)，常將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位I／O口控制，而共陰極點(diǎn)或共陽極點(diǎn)分別由另一個(gè)8位I／O口控制；也可采用并行擴(kuò)展口構(gòu)成顯示電路，通常，需要擴(kuò)展器件管腳的較多，價(jià)格較高。本部分利用單片機(jī)的一個(gè)并行I／O口實(shí)現(xiàn)多個(gè)LED顯示的簡單方法，圖11所示是該電路的硬件原理圖。其中，74LS138是3線－8線譯碼器，74LS04是6位非門，起反向驅(qū)動(dòng)作用，LED采用SM110561K型共陽極數(shù)碼管?！　D11 LED動(dòng)態(tài)掃描電路圖顯示時(shí)，其顯示數(shù)據(jù)從STC89LE52RC單片機(jī)的P1口輸出送往寄存器74LS254的A端，然后驅(qū)動(dòng)后將變成的并行數(shù)據(jù)從輸出端Q0～Q7輸出，將輸出的LED段選碼同時(shí)送往數(shù)碼管LED0～LED10。位選碼由單片機(jī)的P20～P24口輸出并經(jīng)譯碼器74LS138送往74LS04非門的輸入端，以對(duì)數(shù)碼管LED0～LED10進(jìn)行位選控制，這樣，11個(gè)數(shù)碼管便以10ms的時(shí)間間隔輪流顯示。由于人眼的殘留效應(yīng)，這11個(gè)數(shù)碼管看上去幾乎是同時(shí)顯示。LED的驅(qū)動(dòng)子如下：程序/************************數(shù)碼管顯示*************************/void LED_SHOW() { int i。 for(i=0。i12。i++) { P2=tab2[i]。//8位循環(huán)顯示，考慮數(shù)碼管點(diǎn)的位置 P1=led[tab[i]]。//數(shù)碼管段顯 if((i==8)amp。amp。(dot==0)) { P1amp。=0x7f。 } delay(10)。// delay(1)。//時(shí)間不能太短，否則閃爍 }}根據(jù)本部分的要求，我們需要用LED顯示11個(gè)數(shù)字，其代表的數(shù)據(jù)如下：第0～2數(shù)碼管顯示甲隊(duì)的得分；3～5數(shù)碼管顯示乙隊(duì)的得分；6數(shù)碼管顯示當(dāng)前的比賽場次；7～10數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)的時(shí)間。只要連接好硬件電路，編寫好軟件程序，LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)模塊可以很快完成。 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣顯示為了更加方便快捷地顯示各種實(shí)時(shí)信息，LED點(diǎn)陣顯示屏已經(jīng)慢慢融入了我們的生活。晚上街頭色彩絢麗的電子廣告牌,酒店門前醒目的滾動(dòng)字幕，大型商場車站的電子屏提示標(biāo)語，銀行證券交易所及交通路況等反映實(shí)時(shí)信息的顯示屏。本模塊中是采用一片STC89LE52RC單片機(jī)為核心器件， 16塊88 LED點(diǎn)陣數(shù)碼管以及其他一些中規(guī)模集成芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)的，能實(shí)現(xiàn)不同字體的左右滾動(dòng)及靜止顯示功能，并能調(diào)節(jié)其滾動(dòng)速度。本設(shè)計(jì)實(shí)用性強(qiáng)，操作簡單。1. 方案論證（1）顯示部分顯示部分是本次研究最核心的部分，對(duì)于LED88點(diǎn)陣顯示有以下兩種方案，分為動(dòng)態(tài)顯示子程序和靜態(tài)顯示子程序，動(dòng)態(tài)顯示與靜態(tài)顯示比較各有優(yōu)缺。方案一：靜態(tài)顯示，將一幀圖像中的每一個(gè)二極管的狀態(tài)分別用0 和1 表示,若為0 ,則表示LED 無電流,即暗狀態(tài)。若為1 則表示二極管被點(diǎn)亮。若給每一個(gè)發(fā)光二極管一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路,一幅畫面輸入以后,所有LED 的狀態(tài)保持到下一幅畫。對(duì)于靜態(tài)顯示方式方式,靜態(tài)顯示的亮度高，占用CPU的時(shí)間短，但它所需的譯碼驅(qū)動(dòng)裝置很多,引線多而復(fù)雜,成本高,且可靠性也較低。方案二：動(dòng)態(tài)顯示，對(duì)一幅畫面進(jìn)行分割,對(duì)組成畫面的各部分分別顯示,是動(dòng)態(tài)顯示方式。動(dòng)態(tài)顯示可以避免靜態(tài)顯示的問題，但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng),易造成亮度低,閃爍。因此合理的設(shè)計(jì)應(yīng)既保證驅(qū)動(dòng)電路易實(shí)現(xiàn),又要保證圖像穩(wěn)定,無閃爍[14]。動(dòng)態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式, 復(fù)用的程度不是無限增加的, 因?yàn)槔脛?dòng)態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實(shí)質(zhì)是利用了人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)間的長短, 發(fā)光的亮度等因素。我們通過模塊發(fā)現(xiàn), 當(dāng)掃描刷新頻率(發(fā)光二極管的停閃頻率) 為50Hz, 發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)間大于或等于1m s 時(shí), 顯示亮度較好, 無閃爍感。 鑒于上述原因, 我們采用方案二。（2）芯片選擇方案一：點(diǎn)陣的行列掃描全部選用單片機(jī)的I/O口來驅(qū)動(dòng)，占用大量I/O資源。方案二：點(diǎn)陣行掃描用單片機(jī)I/O口，列掃描用74HC154地址譯碼器，譯碼器只需二個(gè)I/O口控制，這樣就可以剩余更多的I/O資源做其他事情。綜合比較，我們采用方案二。88點(diǎn)陣數(shù)碼管：88 點(diǎn)陣LED的工作原理:只要其對(duì)應(yīng)的X、Y軸順向偏壓，即可使LED發(fā)亮。例如，想使左上角LED點(diǎn)亮，則X0=1,Y0=0即可,實(shí)際應(yīng)用時(shí)限流電阻可以放在X軸或Y軸。 圖12 88點(diǎn)陣LED外觀及引腳圖13 LED點(diǎn)陣及LED數(shù)碼管在PROTEUS下的仿真圖LED點(diǎn)陣顯示屏采用1616共256個(gè)象素的點(diǎn)陣顯示一個(gè)漢字，通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點(diǎn)陣的引腳分布。本部分中1616點(diǎn)陣塊的連線方式如下所述：將四個(gè)點(diǎn)陣按照同樣的方向排列，即有字一面向著同一方向，假設(shè)四個(gè)點(diǎn)陣的排列方式為： 00 01 10 11 說明：將00與01的行控制線一對(duì)一連接，10和11的行控制線一對(duì)一連接；00與10的列控制線一對(duì)一連接，01和11的列控制線一對(duì)一連接；最后，00和01的16根列控制線就是16x16的列控制線；00和10的行控制線就是16x16的行控制線。單片機(jī)STC89LE52RC按照設(shè)定的程序在P0和P2接口輸出與內(nèi)部漢字對(duì)應(yīng)的代碼電平送至LED點(diǎn)陣的行選線(高電平驅(qū)動(dòng))，從而選中相應(yīng)的象素LED發(fā)光，并利用人眼的視覺暫留特性合成整個(gè)漢字的顯示。我們以UCDOS中文宋體字庫為例，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國標(biāo)漢字庫中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)象素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256象素范圍內(nèi)的任何圖形。若采用STC89LE52RC單片機(jī)控制，由于單片機(jī)的總線為8位，一個(gè)字需要拆分為2個(gè)部分，下圖所示：圖14 漢字點(diǎn)陣顯示原理為了弄清楚漢字的點(diǎn)陣組成規(guī)律，首先通過列掃描方法獲取漢字的代碼。漢字可拆分為上部和下部，上部由816點(diǎn)陣組成，下部也由816點(diǎn)陣組成。本設(shè)計(jì)通過列掃描方法首先顯示左上角的第一列的上半部分，即第0列的P07～P00口，方向?yàn)镻07到P00，顯示漢字“大”時(shí)，由下往上排列為P07滅，P06滅,P05亮,P04滅,P03滅,P02滅,P01滅,P00滅，即二進(jìn)制00100000，轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制為20h。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，還是由下往上掃描，即從P20向P27，從圖11可以看到，這列全不亮，即為00000000，十六進(jìn)制為00h。依照這個(gè)方法轉(zhuǎn)向第二列、第三列，…，直至第十六列的掃描，一共掃描32個(gè)8位，可以得出漢字“大”的掃描代碼為：0x20,0x00,0x20,0x80,0x20,0x40,0x20,0x20,0x20,0x10,0x20,0x0C,0xA0,0x03,0x7F,0x00,0xA0,0x01,0x20,0x06,0x20,0x08,0x20,0x30,0x20,0x60,0x20,0xC0,0x20,0x40,0x00,0x00,由這個(gè)原理可以看出，無論顯示何種字體或圖像，都可以用這個(gè)方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。上述方法雖然能夠讓我們弄清楚漢字點(diǎn)陣代碼的獲取過程，但是依靠人工方法獲取漢字代碼是一件非常繁瑣的事情。為此，我們經(jīng)常采用字庫軟件查找字符代碼，軟件打開后輸入漢字，設(shè)置字體樣式大小和取模方式及取模走向，點(diǎn)擊“生成字?！笔M(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動(dòng)生成，把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)制到程序中即可。注：本設(shè)計(jì)取模方式為列掃描，取模走向?yàn)榈臀辉谇埃煮w為華文新魏，陽端IO口行驅(qū)動(dòng)順序由上往下：P00P07,P20P27。漢字點(diǎn)陣顯示一般有點(diǎn)掃描、行掃描和列掃描3種。為了符合視覺暫留要求，點(diǎn)掃描方法的掃描頻率必須大于1664=1024 Hz，周期小于1 ms即可。行掃描和列掃描方法的掃描頻率必須大于168=128 Hz， ms即可，但是一次驅(qū)動(dòng)一列或一行(8顆LED)時(shí)需外加驅(qū)動(dòng)電