【文章內(nèi)容簡介】 制顯示屏控制器，擴(kuò)展鍵盤和相應(yīng)的接口實(shí)現(xiàn)多功能顯示控制，顯示屏顯示數(shù)字和字母亮度適中，應(yīng)無閃爍； 顯示屏通過 按鍵切換顯示數(shù)字和字母； 顯示屏能顯示 4 組特定數(shù)字或者英文字母組成的句子，通過按鍵切換顯示內(nèi)容； 能顯示 4 組特定漢字組成的句子，通過按鍵切換顯示內(nèi)容。 發(fā)揮部分 ： 自制 一臺簡易 16 行 *64 列點(diǎn)陣顯示的 LED 電子顯示屏； LED 顯示屏亮度連續(xù)可調(diào)； 實(shí)現(xiàn)信息的左右滾屏顯示，預(yù)存信息的定時(shí)循環(huán)顯示； 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)間的顯示，顯示屏數(shù)字顯示： 時(shí)∶分∶秒（例如 18∶ 38∶ 59）； 增大到 10 組（每組漢字 8 個(gè)或 16 個(gè)數(shù)字和 字符 ）預(yù)存信息 ，信息具有掉電保護(hù)； 實(shí)現(xiàn)和 PC 機(jī)通訊，通過 PC 機(jī)串口直接對顯示信息進(jìn)行更新（須做 PC 機(jī)客戶程序）。 創(chuàng)新部分 室溫的測量 定時(shí)鬧鈴 整點(diǎn)報(bào)時(shí) 非接觸止鬧 三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院自考本科畢業(yè)論文 7 方案論證 顯示部分 ： 顯示部分是本次設(shè)計(jì)最核心的部分，對于 LED8*8 點(diǎn)陣顯示有以下兩種方案： 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。對于靜態(tài)顯示方式，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，對一幅畫面進(jìn)行分割，對組成畫面的各部分分別顯示。動(dòng)態(tài)顯示方式，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，閃爍問題。因此合理的設(shè)計(jì)既應(yīng)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。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。我們通過實(shí)驗(yàn)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≥ 1ms 時(shí)，顯示亮度較好，無閃爍感 .。 鑒于上述原因，本設(shè)計(jì)采用方案二 。 數(shù)字時(shí)鐘是本設(shè)計(jì)的重要部分。根據(jù)需要，可利用兩種方案實(shí)現(xiàn)。 方案一：本方案完全用軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘。原理為：在單片機(jī)內(nèi)部存儲器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)鐘的時(shí)、分、秒信息。利用定時(shí)器與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn) 1 秒定時(shí)中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲器內(nèi)相應(yīng)的秒值加 1；若秒值達(dá)到 60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加 1；若分值達(dá)到 60，則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加 1；若時(shí)值達(dá)到 24，則清零時(shí)字節(jié)。該方案具有硬件電路簡單的特點(diǎn)，但當(dāng)單片機(jī)不上電，程序?qū)⒉粓?zhí)行。且由于每次執(zhí)行程序時(shí)，定時(shí)器都要重新賦初值，所以該時(shí)鐘精度不高。 方案二：本方案采用 Dallas 公司的專用時(shí)鐘芯片 DS1302。該芯片內(nèi)部采用三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院自考本科畢業(yè)論文 8 石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于 10ms/年，且具有完備的時(shí)鐘鬧鐘功能，因此，可直接對其以用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對簡單。為保證時(shí)鐘在電網(wǎng)電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內(nèi)部包含鋰電池。當(dāng)電網(wǎng)電壓不足或突然 掉電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到內(nèi)部鋰電池供電系統(tǒng)。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，鋰電池也能保證芯片的正常運(yùn)行，以備隨時(shí)提供正確的時(shí)間。 基于時(shí)鐘芯片的上述優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用方案二完成數(shù)字時(shí)鐘的功能。 溫度采集部分 進(jìn)行溫度測量是本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新部分，由于現(xiàn)在用品追求多樣化，多功能化，所以我們決定給系統(tǒng)加上溫度測量顯示模塊，方便人們的生活，使該設(shè)計(jì)具有人性化。 方案一：采用熱敏電阻，可滿足 40 攝氏度至 90 攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對于檢測小于 1 攝氏度的信號是不適用的。 方案 二：采用溫度傳感器 DS18B20。 DS18B20 可以滿足從 55 攝氏度至 +125攝氏度測量范圍，且 DS18B20 測量精度高，增值量為 攝氏度，在一秒內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字，測得的溫度值存儲在兩個(gè)八位的 RAM 中，單片機(jī)直接從中讀出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是溫度，使用方便。 基于 DS18B20 的以上優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)決定選取 DS18B20 來測量溫度。 芯片的選擇 方案一：采取并口輸入，占用大量 I/O 口資源。 方案二：選取串口輸入，使用較少，所以我們選用串口輸入。串口輸入我們可以選用芯片有 74HC59 74LS16 TPIC6B595。但是 74HC595 和 74LS164 兩種芯片必須加驅(qū)動(dòng)才能驅(qū)動(dòng) LED，而 TI 公司的 DMOS 器件 TPIC6B595，除具有 TTL 和 CMOS 器件中移位寄存器 595 的邏輯功能外，其最大的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)功率大，可直接用作 LED 的驅(qū)動(dòng)。 綜合以上比較，本設(shè)計(jì)決定選取 TPIC6B595 來驅(qū)動(dòng) LED 點(diǎn)陣。 三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院自考本科畢業(yè)論文 9 鬧鈴方式的選擇 方案一：采用蜂鳴器鬧鈴，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時(shí)間時(shí)，單片機(jī)向蜂鳴器送出高電平，蜂鳴器發(fā)生。采用蜂鳴器鬧鈴結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，但是發(fā)出的鬧鈴聲音單一。 方案二：采用錄音放音芯片 1420 鬧鈴，先對錄放音設(shè)備錄入一段音樂，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時(shí)間時(shí)，單片機(jī)控制錄放音設(shè)備放音。采用錄放音電路鈴聲可以自己預(yù)先設(shè)定一段自己喜歡的音樂，符合電器設(shè)備人性化的要求。且 1420 芯片可以分段錄音，還具有語音報(bào)時(shí)功能。 基于錄音放音芯片 1420 的以上優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)決定采用錄放音設(shè)備鬧鈴。 止鬧方式的選擇 一般鐘表都具有鬧鐘功能，到設(shè)定時(shí)間，便自動(dòng)啟動(dòng)鬧鐘，發(fā)出音樂提醒人們，再由人按下止鬧按鈕停止鬧鐘工作。 一般每天只能設(shè)置一次鬧鐘、并要由人按下按鈕止鬧，使用不是很方便。 智能處理器應(yīng)用可改變這種狀況，一天可按 自己需要設(shè)置鬧鐘的開關(guān)、多次鬧鐘設(shè)置并可用非接觸方式止鬧。 方案一：采取遠(yuǎn)程紅外遙控止鬧，遙控器發(fā)出特定紅外信號時(shí)，單片機(jī)接受到信號，向發(fā)音設(shè)備發(fā)出停止信號止鬧。紅外遙控止鬧控制距離遠(yuǎn)，但是價(jià)格昂貴，增加了制造成本。 方案二：采用 光電傳感器，當(dāng)光電傳感器向單片機(jī)接口送出一個(gè)低電平，單片機(jī)立即向發(fā)音設(shè)備發(fā)出停止信號止鬧。光電傳感器價(jià)格便宜，線路簡單，易于控制。 基于以上比較我們決定采用光電傳感器止鬧。 串口通訊芯片的選擇 AT89S52 串行口采用的是 TTL 電平，因此必須有電平轉(zhuǎn)換電路，可以選擇1488， 1489， MAX232A。 方案一：采用 1488 或 1489 芯片實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，但在使用中發(fā)現(xiàn)這兩種芯片可靠性不高，且需要正負(fù) 12V 電源，使用麻煩。 方案二：采用單電源電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232A 可以使電路變得簡單，可靠。 三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院自考本科畢業(yè)論文 10 基于以上分析，本設(shè)計(jì)選用方案二芯片 MAX232A。 電源模塊 方案一：采用干電池作為 LED 點(diǎn)陣系統(tǒng)的電源，由于點(diǎn)陣系統(tǒng)耗電量較大，使用干電池需經(jīng)常換電池，不符合節(jié)約型社會(huì)的要求。點(diǎn)陣系統(tǒng)要懸掛在墻上，電池總 量大，使用會(huì)有較大安全隱患。 方案二：采用 200W/5V 直流穩(wěn)壓電源作為系統(tǒng)電源，不僅功率上可以滿足系統(tǒng)需要，不需要更換電源，并且比較輕便，使用更加安全可靠。 基于以上分析，本設(shè)計(jì)決定采用方案二。 總體方案 工作原理 利用單片機(jī) AT89S52 作為本系統(tǒng)的中控模塊。單片機(jī)可把由 DS18BDS1302 讀來的數(shù)據(jù)利用軟件來進(jìn)行處理，從而把數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊，實(shí)現(xiàn)溫度、日歷的顯示。點(diǎn)陣 LED 電子顯示屏顯示器為主要的顯示模塊，把單片機(jī)傳來的數(shù)據(jù)顯示出來，并且可以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)顯示。利用光電傳感器來實(shí)現(xiàn)非接 觸止鬧功能。在顯示電路中，主要靠按鍵來實(shí)現(xiàn)各種顯示要求的選擇與切換。 總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)總體框圖如圖 1 三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院自考本科畢業(yè)論文 11 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) （單元電路設(shè)計(jì)及分析） AT89S52 單片機(jī)最小系統(tǒng) ： 最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位開關(guān)和電源部分。圖 2（見附錄 1）為AT89S52 單片機(jī)的最小系統(tǒng)。 溫度測量模塊 : 溫度測量傳感器采用 DALLAS 公司 DS18B20 單總線數(shù)字化溫度傳感器，測溫范圍為