【導(dǎo)讀】基于單片機(jī)的LED大屏幕顯示系統(tǒng)

　　

【正文】 際顯示圖 串口通信 隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代化的生產(chǎn)對智能化的要求越來越高，如何迅速獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)以便及時對生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)控，是其關(guān)鍵所在?，F(xiàn)在大量的智能儀器或數(shù)據(jù)采集模塊都采用了 RS—232 或 485 通訊接口，通過相應(yīng)的通訊協(xié)議，將測試、采集的數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)，以滿足各種形式的數(shù)據(jù)處理的要。 (以下簡 VB)是許多工程技術(shù)人員熟悉和常用的應(yīng)用程序開發(fā)軟件， VB 以其簡單易學(xué)、 32 位面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計等特點(diǎn)，倍受廣大計算機(jī)開發(fā)者的青睞，已廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域；如何用 VB編寫數(shù)據(jù)通訊程序，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，意義重大。 用 VB 開發(fā)串口通訊一般有兩種方法：一是采用 VB 自身的標(biāo)準(zhǔn)控件 Msm 來實(shí)現(xiàn)；另一種是利用 windows 的通訊 API函數(shù)。 通訊基礎(chǔ)知識 一般來說，計算機(jī)都有一個或多個串行端口，它們依次為 Com … ，這些串口還提供了外部設(shè)備與 PC 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信的通道。這些串口在 CPU 和外設(shè)之 間充當(dāng)解釋器的角色。當(dāng)字符數(shù)據(jù)從 CPU 發(fā)送給外設(shè)時，這些字符數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)換成串行比特流數(shù)據(jù)；當(dāng)接收數(shù)據(jù)時，比特流數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為字符數(shù)據(jù)傳遞給 CPU，再進(jìn)一2020屆 電子信息工程 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 步說，在操作系統(tǒng)方面， Windows 用通信驅(qū)動程序 ()調(diào)用 API 函數(shù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，當(dāng)用通信控件或聲明調(diào)用 API 函數(shù)時，它門由 COMM. DRV 解釋并傳遞給設(shè)備驅(qū)動程序，作為一個 vB 程序員，要編寫通信程序．只需知道通信控件提供給Windows 通信 API 函數(shù)的接口即可．換句話說，只需設(shè)定和監(jiān)視通信控件的屬性和事件即可。 Msm 通 訊控件簡介 Msm 控件串口具有完善的串口數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收功能。通過此控件， PC 機(jī)可以利用串行口與其它設(shè)備實(shí)現(xiàn)輕松連接，簡單高效地實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的通訊。此控件的事件響應(yīng)有兩種處理方式： 事件驅(qū)動方式：由 MSCoM 控件的 0nCoIm 事件捕獲并處理通訊錯誤及事件； 查詢方式：通過檢查 CogMd： vent 屬性的值來判斷事件和錯誤。 Msm 控件的主要屬性和方法 ：設(shè)置或返回串行端口號，其取值范圍為 1—99，缺省為 1。 、奇偶校驗(yàn) 位、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位。如：=“9600， n， 8， 1”。 ：打開或關(guān)閉串行端口。 ：該屬性為一閥值，它確定當(dāng)接收緩沖區(qū)內(nèi)字節(jié)個數(shù)達(dá)到或超過該值后就產(chǎn)生 Msm1—OnComm事件。 ：從接收緩沖區(qū)移走一串字符。 ：向發(fā)送緩種區(qū)傳送一字符串。 CommEvent屬性 如果在通訊過程中發(fā)生錯誤或事件，就會引發(fā) 0nCoIm事件并由 CoBndBvent 屬性代碼反映錯誤類型，可根據(jù)該屬 性值來執(zhí)行不同的程序操作或數(shù)據(jù)處理。 ： ComEventBreak：其值為 1001，收到了斷開信號 ComEventCTSTO：其值為 1002， Clear To Send Timeout。在發(fā)送字符時，在系統(tǒng)指定的 事件內(nèi)， CTS（ Clear To Send）線是低電平 ComEventDSRTO：其值為 1003， Data Set Ready Timeout。在發(fā)送字符時，在系統(tǒng)于騰達(dá)：基于單片機(jī)的 LED大屏幕顯示系統(tǒng) 30 指定的 事件內(nèi)， DSR（ Data Set Ready）線是低電平 ComEventFrame：其值為 1004，數(shù)據(jù)幀錯誤。硬件檢測到一個數(shù)據(jù)幀錯誤 ComEventOverrun ：其值為 1006，端口溢出。硬件中的字符尚未讀，下一個字符又到達(dá)，并且丟失 ComEventCDTO：其值為 1007， Carrier Detect Time。在發(fā)送字符時，在系統(tǒng)指定的事件內(nèi) CD（ Carrier Detect）線是低電平。 CD也稱為 RLSD（ Receive Line Singal Detect，接線信號檢測） ComEventRxOver：其值為 1008，接收緩沖區(qū)溢出。在接收緩 沖區(qū)中沒有空間 ComEventRxParity：其值為 1009，奇偶校驗(yàn)錯。硬件檢測到奇偶校驗(yàn)錯誤 7 ComEventTxFull：其值為 1010，發(fā)送緩沖區(qū)滿。在對發(fā)送字符排隊時，發(fā)送緩沖區(qū)滿 ComEventDCB：其值為 1011，檢取端口 DCB（ Device Control Blick）時發(fā)生了沒有預(yù)到的錯誤 ： ComEvSend：其值為 1，發(fā)送緩沖區(qū)中的字符數(shù)比 Sthreshold值低 ComEvReceive：其值為 2，接收到了 Rthreshold個字符。持續(xù)產(chǎn)生 該事件，直到使用了 Input屬性刪除了接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù) ComEvCTS：其值為 3， CTS（ Clear To Send）線改變 ComEvDSR：其值為 4， DSR（ Data Set Ready）線改變。當(dāng) DSR從 1到 0改變時，該事件發(fā)生 ComEvCD：其值為 5， CD（ Carrier Detect）線改變 ComEvRing6檢測到響鈴信號。一些 URAT（ Universal AsynchronousReciverTransmitters,通用異步收發(fā)器）不支持該事件 ComEvEOF：其值為 7，收到了 EOF字符（ ASCII字符 26） ： 表 常量 值 描述 ComlnvalidPropertyValue 380 無效屬性值 ComSetNotSupported 383 屬性只讀 ComSetNotSupported 394 屬性只讀 ComPortOpen 8000 端口打開時該存在無效 8001 超時設(shè)置必須比 0值大 ComPortInvalid 8002 無效的端口號 8003 屬性只在運(yùn)行時有效 2020屆 電子信息工程 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 8004 屬性在運(yùn)行時是只讀的 ComPortAleadyOpen 8005 端口已經(jīng)打開 8006 設(shè)備標(biāo)示符無效或不支持 8007 不支持設(shè)備的波特率 8008 指定的字節(jié)大小無效 8009 缺省參數(shù)錯誤 8010 硬件不可用 8011 函數(shù)不能分配隊列 ComNoOpen 8012 設(shè)備沒有打開 8013 設(shè)備已經(jīng)打開 8014 不能使用通信通知 ComSetCommStateFailed 8015 不能設(shè)置通行狀態(tài) 8016 不能設(shè)置通信時間屏蔽 ComPortNotOpen 8018 該存 在只在端口打開時有效 8019 該存在只在端口打開時有效 ComReadError 8020 通信設(shè)備讀錯誤 ComDCBError 8021 檢取端口設(shè)備控制塊時出現(xiàn)內(nèi)部錯誤 Msm控制使用示例 數(shù)據(jù)的發(fā)送 VB 發(fā)送數(shù)據(jù)有兩種：一、發(fā)送字符數(shù)據(jù)；二、發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù)。 在通訊中以單字符方式逐個發(fā)送數(shù)據(jù)時，每一個數(shù)據(jù)范圍是： 0—128。如發(fā)送 58給單片機(jī)則可以這樣表示： =Chr(50) 發(fā)送數(shù)據(jù)（ 16進(jìn)制） 在 通訊中以多字符方式發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送的是 ASCII碼值。如發(fā)送 “LED顯示屏 ”則可以這樣表示： Dim data as String 定義發(fā)送數(shù)據(jù)變量 data= “LED顯示屏 ” 給變量賦值 =data 發(fā)送數(shù)據(jù) 以發(fā)送字符方式時，發(fā)送的數(shù)據(jù)范圍只能是： 0—128，而單片機(jī)經(jīng)常處理的數(shù)據(jù)范圍是 0—255，那么怎么樣發(fā)送大于 128的數(shù)據(jù)呢？方法是采用二進(jìn)制方式發(fā)送數(shù)據(jù)。首先定義一個二進(jìn)制類型的數(shù)組，然后 把要發(fā)送的數(shù)值賦給二進(jìn)制數(shù)組，再通過 Msm發(fā)送。如發(fā)送數(shù)值 220的具體過程如下： 于騰達(dá)：基于單片機(jī)的 LED大屏幕顯示系統(tǒng) 32 Dim data(0) as byte 定義發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)組 Data(0)=220 給數(shù)組賦值 =data(0) 發(fā)送數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)的接受 接收數(shù)據(jù)有兩種方式，一、以文本方式接收（ InputMode=0）；二、以二進(jìn)制方式接收（ InputMode=1）。 在 InputMode=0的模式下，是以文本方 式接收數(shù)據(jù)，在接收數(shù)據(jù)之前，我們必須先定義一個字符串變量，用以接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)，具體過程如下： Dim receive As String * 1 定義接收數(shù)據(jù)變量 Select Case 判斷事件類型 Case EvReceive 事件類型為接收數(shù)據(jù) receive = 接收數(shù)據(jù) End Select 在 InputMode=1的模式下，是以二進(jìn)制方式接收數(shù)據(jù)，在接收數(shù)據(jù)之前，我們必須先義一個二進(jìn)制類型的數(shù)組，用以接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)，過程如下： Dimreceive(n) As Byte 定義接收數(shù)據(jù)變量 Select Case 判斷事件類型 Case EvReceive 事件類型為接收數(shù)據(jù) =1 接收方式為二進(jìn)制方式 For k=0 to n Receive(k) = 接收數(shù)據(jù) Next k End Select 2020屆 電子信息工程 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 第 6 章 Proteus 軟件仿真 Proteus 軟件介紹 Proteus 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真及印制電路板設(shè)計軟件，它可以仿真、分析各種模擬電路與集成電路，軟件提供了大量模擬與數(shù)字元器件及外部設(shè)備，各種虛擬儀器，特別是它具有對單片機(jī)及其外圍電路組成的綜合系統(tǒng)的交互仿真功能。 Proteus 主要由 ISIS 和 ARES 兩部分組成， ISIS 的主要功能是 原理圖設(shè)計及與電路原理圖的交互仿真， ARES 主要用于印制電路板的設(shè)計。 Proteus 的 ISIS 是一款 Labcenter 出品的電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和 IC，并支持單片機(jī)，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)。 軟件特點(diǎn) ，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢。 、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、 C 調(diào)試器、 SPI 調(diào)試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示 波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。 ： 68000 系列、 8051 系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。 ?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大 ，可仿真 5 AVR、 PIC。 軟件仿真 在本次實(shí)驗(yàn)中，首先通過大量的閱讀相關(guān)資料搞清楚各個結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)后就進(jìn)行了軟件仿真，因?yàn)閷?shí)際手中并沒有相關(guān)的資料，所以通過軟件仿真可以提高硬件設(shè)計成功的幾率， 本人在經(jīng)過幾周的軟件仿真，成功的完成了此設(shè)計所必于騰達(dá)：基于單片機(jī)的 LED大屏幕顯示系統(tǒng) 34 須的基本功能，軟件仿真如下圖所示： 圖 軟件仿真圖 2020屆 電子信息工程 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 第 7 章 PCB 結(jié)構(gòu)設(shè)計 PCB 設(shè)計平臺 本設(shè)計是采用 Protel 99SE 作為原理圖和 PCB 的繪制工具。 Protel 是目前國內(nèi)最流行的通用 EDA 軟件，它是將電路原理圖設(shè)計、 PCB 板圖設(shè)計、電路仿真和 PLD 設(shè)計等多個實(shí)用工具軟件組合后構(gòu)成的 EDA 工作平臺，是第一個將 EDA 軟件設(shè)計成基于 Windows 的普及型產(chǎn)品。 Protel 98 率先集成了軟件界面，Protel 99 增加了仿真功能 和 PLD 設(shè)計和信號完整性分析。 Protel 99SE 是 Protel 公司于 2020 年推出的一款 EDA 軟件，是 Protel 家族中性能較為穩(wěn)定的一個版本。它不僅是以前版本的升級，更是一個全面、集成、全 32 位的電路設(shè)計系統(tǒng)。 Protel 99SE 的功能十分強(qiáng)大，在電子電路設(shè)計領(lǐng)域占有極其重要的地位。 元件布局及 PCB 整體結(jié)構(gòu)工藝 本設(shè)計為產(chǎn)品化設(shè)計，因此首要考慮元件布局的緊湊性。對元件布局進(jìn)行優(yōu)化，能有效的降低布線難度和生產(chǎn)的工藝要求。布局要能使各 LED 點(diǎn)陣模塊緊密契合，還要注意各 PCB 之間的銜接，以便于 用戶擴(kuò)展顯示單元。 從布線難度、銅膜載流容量、 PCB 熱彎曲效應(yīng)和機(jī)械強(qiáng)度等方面考慮。本設(shè)計采用玻璃纖維 厚雙面 PCB 板。生產(chǎn)的時候選擇高溫阻焊、焊盤噴錫、雙面絲印工藝。這種工藝生產(chǎn)出來的 PCB 堅固美觀，易于焊接和維修。 布線工藝及準(zhǔn)則 布線的時候首先考慮的是正確性，其次逐步修改布局及走線使其美觀大方。在布通的基礎(chǔ)上，根據(jù) 100mil/A 的經(jīng)驗(yàn)載流容量修改高電流路徑走線寬度及過孔尺寸。寧寬勿窄！ 為進(jìn)一步提高條屏系統(tǒng)的電磁兼容性，除了在關(guān)鍵的地