【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過(guò)的材料。均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。和文字，顯示圖形或文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。移出等顯示方式。[4]李光飛編著：《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)》（第2版）．北京：北京航空航天出版社，[9]楊素行主編：《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程》（第2版）．北京：高等教育出版社，

　　

【正文】 應(yīng)），其余 15個(gè)全為 “ 1” ，這種譯碼輸出稱為低電平 有 效；四線 — 十六線譯碼器邏輯形式為： 01230 AAAAY ? ， 01231 AAAAY ? ， 01232 AAAAY ? ， 01233 AAAAY ? ， 01234 AAAAY ? ，01235 AAAAY ? ， 01236 AAAAY ? ， 01237 AAAAY ? ， 01238 AAAAY ? ， 01239 AAAAY ? ，012310 AAAAY ? ， 012311 AAAAY ? ， 012312 AAAAY ? ， 012313 AAAAY ? ， 012314 AAAAY ? ，012315 AAAAY ? 。 表 3． 2 74HC154 譯碼器的真值表 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 1 R10R16R8R15R13R6R17R18R9R12R5 R7R3200ΩR4R14R11Q8Q10Q9Q6Q14Q5Q11Q12Q7Q130 OUT11 OUT22 OUT33 OUT44 OUT55 OUT66 OUT77 OUT88 OUT99 OUT1010 OUT1111 OUT1312 OUT1413 OUT1514 OUT1615 OUT17G118G219D20C21B22A23U2 74HC154Q4Q3Q2Q18550Q15Q16VCCP1.0P1.1P1.2P1.3P1.7200Ω16個(gè)855016個(gè)GNDLED0LED1LED2LED3LED4LED5LED6LED7LED8LED9 LED10 LED11 LED12 LED13 LED14 LED153． 4． 2 行驅(qū)動(dòng)電路 行驅(qū)動(dòng)電路相對(duì)簡(jiǎn)單。行選通信號(hào)來(lái)源于單片機(jī)按照時(shí)序要求所給出的二進(jìn)制信號(hào)，每次更新行號(hào)（開(kāi)始掃描新的一行）時(shí)，由單片機(jī)輸出 4 位二進(jìn)制行號(hào)，行號(hào)經(jīng) 4/16 線譯碼器譯碼后，生成 16 條行選通信號(hào)線，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的行線 。采用譯碼器的方案，還可以保證同一時(shí)刻只選通一條行線，從而達(dá)到顯示的穩(wěn)定性。 行驅(qū)動(dòng)電路原理如 圖 39 所示 ： 圖39 行驅(qū)動(dòng)電路原理圖 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 1 行選通信號(hào)從 74HC154 的 0Y ～ 15Y 端輸出，某一端輸出低電平即為有效，而其它端 輸出均為高電平的信號(hào) 無(wú)效 。 如 0Y 端輸出低電平，此信號(hào) 傳至相應(yīng)的 PNP 型三極管 Q1，此時(shí)，三極管的基極為低電平，因此，發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，三極管導(dǎo)通， 其集電極再 將高電平加于 LED 陣列的對(duì)應(yīng)的行上，即將此行選通；而同時(shí) 74HC154 的其它端輸出高電平而致使該行對(duì)應(yīng) 的 三極管截止，從而所對(duì)應(yīng) LED行線不被選通。 行選通按順序從 0Y ～ 15Y ， 全部各行都 選通 一 遍 之后 又 重 新開(kāi)始， 這就是行驅(qū)動(dòng)電路的逐行掃描過(guò)程。行信號(hào) A、 B、 C、 D 的順序變化范圍從 0000、 00000至 l111，來(lái)一個(gè)選通信號(hào)，行信號(hào)順序就變化一次，其頻率由掃描電路決定。 由于行驅(qū)動(dòng)電路一條行線上要帶動(dòng) 16列的 LED 進(jìn)行顯示，按每一 LED 器件 20mA電流計(jì)算， 16 個(gè) LED 同時(shí)發(fā)光時(shí)，就需要 16 20=320mA 的驅(qū)動(dòng)電流，選用三極管8550 作為驅(qū)動(dòng)管可以 在邏輯功能和驅(qū)動(dòng)能力上符合 LED 的驅(qū)動(dòng)要求。 3． 5 LED 顯示屏電路 LED 顯示屏是將發(fā)光二極管按行按列布置的，驅(qū)動(dòng)時(shí)也就按行按列驅(qū)動(dòng)。 在掃描驅(qū)動(dòng)方式下可以按行掃描按列控制，當(dāng)然也可以按列掃描按行控制。 LED 顯示屏現(xiàn)多采用多塊 8 8 點(diǎn)陣顯示單元拼接而成。本文 就是 使用 4 塊 SBM1388 型號(hào)的 實(shí)驗(yàn)?zāi)K組成 1616 點(diǎn)陣，以滿足漢字顯示的要求 。 8 8 LED 點(diǎn)陣是最基本的點(diǎn)陣顯示模塊，理解 了 8 8 LED 點(diǎn)陣的工作原理就可以基本掌握 LED 點(diǎn)陣顯示技術(shù)。 8 8 點(diǎn)陣 LED結(jié)構(gòu)如圖 310 所示 ，其等效電路如圖 311 所示 ： 圖 310 88 點(diǎn)陣 LED 結(jié)構(gòu)圖 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 1 從圖中 （本圖的 LED陣列采用共陽(yáng)的接法） 可以看出， 8 8 點(diǎn)陣共需要 64 個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上 。要實(shí)現(xiàn)顯示圖形或字體，只需考慮其顯示方式， 通過(guò)編程控制各顯示點(diǎn)對(duì)應(yīng) LED 陽(yáng)極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點(diǎn)的亮滅。 當(dāng)采用按行掃描按列控制的驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，LED 顯示屏 8 行的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。行驅(qū)動(dòng)器一行的行線連接到電源的一端，列驅(qū)動(dòng)器一列的列線連接到電源的另一端。 應(yīng)用時(shí)還應(yīng)在各條行線或列線上接上限流電阻。 掃描中控制電路將 行線的 1 到 8 輪流 接通 高 電位， 使連接到各該行的全部 LED 器件接通正電源，但具體那一個(gè) LED 導(dǎo)通，還要看它的負(fù)電源是否接通，這就是列控制的任務(wù)了。 當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一列置 0 電平，則相應(yīng)的二極管就亮； 反之則不亮。 例如：如果想使屏幕左上角 LED 點(diǎn)亮，左下角 LED 熄滅的話，在掃描到第一行時(shí)，第一列的電位就應(yīng)該為低，而掃描到第八行時(shí)第一列的電位就應(yīng)該為高。這樣行線上只管一行一行的輪流導(dǎo)通，列線上進(jìn)行通斷控制，實(shí)現(xiàn)了行掃描列控制的驅(qū)動(dòng)方式。 以上就是 16 16 點(diǎn)陣 LED 電子顯示屏系統(tǒng)硬件部分的各功能模塊分述，經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)論證 后和就可以整體結(jié)合在一起， 再根據(jù)設(shè)計(jì)配備好各元器件實(shí)物，通過(guò)組裝后 等在單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器里放入編制好的程序即可成為一個(gè)完整的應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)綜合電路原理圖見(jiàn)附錄一。 圖 311 88 點(diǎn)陣 LED 等效電路圖 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 1 第四章 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì) 在單片機(jī)系統(tǒng)中，硬件是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件則是在硬件的基礎(chǔ)上對(duì)其合理的調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng) 所要完成的任務(wù)。軟件的設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序。其任務(wù)是在總 體設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定程序結(jié)構(gòu)，分配內(nèi) RAM 資源，劃分功能模塊，然后進(jìn)行主程序和各模塊程序的設(shè)計(jì)，最后連接起來(lái)成為一個(gè)完 整的應(yīng) 用程序。 在進(jìn) 行系統(tǒng) 總體設(shè)計(jì)時(shí)，曾經(jīng)規(guī)劃過(guò)軟件結(jié)構(gòu)，但由于硬件系統(tǒng)尚未仔細(xì)確定，軟件結(jié)構(gòu)框圖十分粗糙，當(dāng)硬件設(shè)計(jì)接口擴(kuò)展及各功能模塊與 CPU 連接關(guān)系確定后，就能夠具體明確對(duì)軟件設(shè)計(jì)的要求。 本設(shè)計(jì)的 LED 顯示屏軟件的主要功能是向屏體提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。 根據(jù) 軟件分層次設(shè)計(jì)的原理，可把顯示屏的軟件系統(tǒng)分成兩大層：第一層是底層的顯示驅(qū)動(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號(hào)和其它控制信號(hào)，配合完成 LED 顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)程序由定時(shí) 器 T0 中斷程序?qū)崿F(xiàn)。系統(tǒng)應(yīng)用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化）、顯示效果處理等工作，由主程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。 從有利于實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的直觀，易于記憶和檢查，可讀性較好和使語(yǔ)言程序占用較少的單片機(jī)存儲(chǔ)空間，實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)可以快速的執(zhí)行指令的角度 考慮，本設(shè)計(jì)中顯示屏程序采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。 4． 1 系統(tǒng)主程序 系統(tǒng)主程序的總體結(jié)構(gòu)如圖 41 所示。 系統(tǒng)的主程序開(kāi)始以后，首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，包括設(shè)置串口、定時(shí)器、中斷和端口；然后 LED 顯示屏進(jìn)入開(kāi)機(jī)狀態(tài)，轉(zhuǎn)入正常的顯示。首先是向上滾動(dòng)顯示“單片機(jī)是工業(yè)中最基本的應(yīng)用方式” 15 個(gè)漢字 ，每個(gè)字停留時(shí)間約 ； 接著 再 向上滾動(dòng) 顯 示“我愛(ài)單片機(jī) ”這 5 個(gè)漢字。由于單片機(jī)沒(méi)有停機(jī)指令，所以可以設(shè)置系統(tǒng)程序不斷地循環(huán)執(zhí)行上述顯示效果。 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)屬中斷方式，絕大多數(shù)功能在中斷服務(wù)子程序中完成。根據(jù)總體結(jié)構(gòu)，可將程序劃分為幾個(gè)功能 化 模塊： 串行口中斷服務(wù)程序、 多字滾動(dòng)顯示子程序、單字顯示子程序、掃描程序。 各個(gè)模塊可進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)、調(diào)試和查錯(cuò)，最終再連接成一個(gè)整體。這樣可方便程序調(diào)用，程序整體層次清晰，結(jié)構(gòu)一目了然，方便閱讀。 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 1 進(jìn)入中斷 定時(shí)器賦初值 讀取行號(hào)并增 1 送新行顯示數(shù)據(jù) 消 隱 切換顯示數(shù)據(jù) 送新行號(hào)、打開(kāi)顯示 退出中斷 圖 42 顯示驅(qū)動(dòng)程序流程圖 開(kāi) 始 系統(tǒng)初始化 “上滾屏”顯示效果 循環(huán)掃描顯示 圖 41 系統(tǒng)主程 序的總體結(jié)構(gòu) 4． 2 顯示驅(qū) 動(dòng) 程序 圖 42 為顯示驅(qū)動(dòng)程序（顯示屏掃描函數(shù)）流程圖。根據(jù)流程圖可以編寫(xiě)出 相應(yīng)的顯示程序。 顯示驅(qū)動(dòng)程序在進(jìn)入中斷后首先要對(duì)定時(shí)器 T0 重新賦初值，以保證顯示屏刷 新率的穩(wěn)定， 1/16 掃描顯示屏的刷新率（幀 頻）計(jì)算公式 如 下： 刷新率（幀頻） =161 T0 溢出率 =161 )65536(12 0tfosc ? 其中 fosc 為晶振頻率， t0 為定時(shí)器 T0初值（工作在 16位定時(shí)器模式）。 T0初值 =2N －機(jī)周時(shí)間定時(shí)時(shí)間 其中 N 與工作方式有關(guān)，本設(shè)計(jì)定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作 于 方式 1， 如圖 43 所示，方重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 1 式 1 構(gòu)成一個(gè) 16 位定時(shí)計(jì)數(shù)器， 即 N=16。 方式 1 最大計(jì)數(shù)值為 216=65536 ，若 fosc=12MHz，則定時(shí)時(shí)間范圍為 1～ 65536μ s。 機(jī)周時(shí)間與 主振頻率有關(guān)，機(jī)器周期是時(shí)鐘周期的 12 倍，因此，機(jī)周時(shí)間 =12/ fosc。當(dāng) fosc=12MHz 時(shí)， 1 機(jī)周 =1μ s。 然后顯示驅(qū)動(dòng)程序查詢當(dāng)前燃亮的行號(hào)，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口發(fā)送給移位寄存器。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)程序先要關(guān)閉顯示屏，即消隱，等顯示數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器并鎖存，然后再輸出新的行號(hào)，重新打開(kāi)顯示。顯示程序給出了各控制信號(hào)和顯示數(shù)據(jù)，其作用及相互配合關(guān)系均已在硬件部分作過(guò)介紹，相應(yīng)的程序部分在清單的注釋區(qū)內(nèi)分別進(jìn)行了說(shuō)明 ，在此不再一一詳述。 系統(tǒng)程序清單見(jiàn)附錄二。 圖 43 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 工作方式 1 邏輯電路結(jié)構(gòu)圖 重慶信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院 1 第五章 調(diào)試及性能 分析 一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)總體設(shè)計(jì)，完成了硬件和軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器中寫(xiě)入編制好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)即可運(yùn)行。但編制好的程序或焊接好的線路不能 按預(yù)計(jì)的那樣正常工作是常見(jiàn)的事，多少會(huì)出現(xiàn)一些硬件、軟件上的錯(cuò)誤。這就需要通過(guò)調(diào)試來(lái)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并加以改正。調(diào)試可分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。在允許的條件下 ， 根據(jù)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的需求性 首先采用在 PC 機(jī)上用模擬開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)試，然后進(jìn)行硬件的組裝與調(diào)試。 5． 1 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試采用脫機(jī)調(diào)試的方法，即完全用 仿 真器軟件在 PC 機(jī)上對(duì)目標(biāo)電路原理圖和程序進(jìn)行 檢測(cè)和調(diào)試。調(diào)試 過(guò)程 中單片機(jī)相應(yīng)輸入端由通用鍵盤(pán) 和鼠標(biāo)設(shè)定，運(yùn)行 狀態(tài) 、各寄存器狀態(tài)、端口狀態(tài)等都可以 在 CRT 指定的窗口區(qū)域 顯示出來(lái) ，以確定程序運(yùn)行有無(wú)錯(cuò)誤 。調(diào)試可按下列步驟進(jìn)行： 一． 目標(biāo)程序糾錯(cuò) 該階段工作通常在目標(biāo)