【導讀】陣顯示圖形和漢字。LED點陣顯示屏作為一種新興的顯示器件,是由多個獨立的LED發(fā)光二。LED行業(yè)已成為一個快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，市場空間巨大，前景廣闊。本畢業(yè)設計是基于單片機的電子工作牌的設計。該系統(tǒng)以STC公司生產(chǎn)的40腳單片。該電子工作牌可以顯示各種文字或單色圖像，全屏能顯示2個漢字，顯示采用動態(tài)。且可以通過按鍵控制動態(tài)顯示的速度。由串并轉(zhuǎn)換器74HC138譯碼器實現(xiàn)點陣16行控制，文中詳細介紹了LED點陣顯示的硬件。設計思路、硬件電路各個部分的功能及原理、相應軟件的程序設計，以及使用說明等。

　　

【正文】 系統(tǒng)軟件設計 22 是 是 否 否 圖 上下移子程序流程圖 讀入顯示的數(shù)據(jù) 開 始 選擇上下移的移動 方式 上 移 顯示數(shù)據(jù) 下 移 顯示數(shù)據(jù) 移位次數(shù)是否為 16 移位次數(shù)是否為 16 河南城建學院本科畢業(yè)設計（ 論文） 系統(tǒng)調(diào)試 23 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 一個單片機系統(tǒng)經(jīng)過總體設計，完成了硬件和軟件設計開發(fā)。元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲器中寫入編制好的應用程序，系統(tǒng)即可運行。但編制好的程序或焊接好的線路不能按預計的那樣正常工作是常見的事，多少會出現(xiàn)一些硬件、軟件上的錯誤。這就需要通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)錯誤并加以改正。調(diào)試可分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和 系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試 。在允許的條件下，根據(jù)本設計系統(tǒng)的需求性首先采用在 PC 機上用模擬開發(fā)軟件進行檢測和調(diào)試，然后進行硬件的組裝與調(diào)試。 系統(tǒng)硬件部分調(diào)試方法 硬件 調(diào)試主要是調(diào)試各部分的焊接是否合格和各芯片的輸出輸入電壓是否符合設計要求，最后測試各硬件部分能否完成設計功能。 單片機應用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的，許多硬件故障在軟件調(diào)試時才能發(fā)現(xiàn)，但通常要先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障。因此把硬件調(diào)試按照以下幾部分來進行： （ 1）測試所有焊點是否有短路和虛焊的現(xiàn)象存在； （ 2）根據(jù)硬件邏輯設計圖，仔細檢查樣機線路是否連接正確，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求，必要時可用萬用表檢測線路通斷情況； （ 3）通電測試所有硬件芯片的輸入輸出電壓是否在 設計要求的范圍內(nèi)， 在確保電源良好前提下，接通電源。最好在電源與其余電路之間串接一個電流表。若接通后電流很大，必須立即切斷電源。電源大得超出正常范圍，說明電路中有短路或故障。通電檢查的主要目的是看系統(tǒng)是否存在短路或由元器件損壞、裝配錯誤引起的電流異常； （ 4）加電后檢查各芯片插座上相關(guān)引腳的電位，仔細測量相應的輸入輸出電平是否正常。單片機系統(tǒng)大都是數(shù)字邏輯電路，使用電平檢查法可首先查出邏輯設計是否正確，選用器件和連接關(guān)系是否符合要求等。 （ 5）測試 ISP 下載線的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)； （ 6）測試 系統(tǒng)的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。 （ 7）通過焊接的硬件電路來測試系統(tǒng)的功能是否實現(xiàn)。 短路與虛焊檢測 檢測工具為萬用表，使用萬用表的短路報警功能，逐個測試相臨的兩個焊點檢測是否短路。按照電路圖檢測需要連接的兩點是否短路來檢測是否已經(jīng)連接上，以此來檢測虛焊的情況。檢測和修改完成后為下一步通電檢測排除了短路的危險和由于虛焊引起檢測結(jié)果不真實的麻煩。 上電測試 由于系統(tǒng)測試時是采用 USB 電源為系統(tǒng)電源，所以電源輸入都為 5V。顯示系統(tǒng)中單片機、譯碼器，鎖存器，驅(qū)動電路的電源電壓均要求為 5V 所以可同時直接接入。 上電后首先觀察電路是否有過熱，異味，冒煙的現(xiàn)象出現(xiàn)。經(jīng)過觀察，沒有這些現(xiàn)象河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng)調(diào)試 24 出現(xiàn)。然后測試各器件的電源，接地及一些電平應該固定的端口的電壓。測試的結(jié)果為：各器件電源端在 ～ 之間滿足器件的電源電壓要求，單片機端口在未接負載時端口電壓為 。 系統(tǒng)軟件調(diào)試方法 開發(fā)環(huán)境介紹 程序編寫采用 KEIL C51 環(huán)境下調(diào)試 ,KEIL C51 是美國 KEIL Software 公司出品的 51系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu) 性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。 KEIL C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 KEIL C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 軟件調(diào)試 由于已經(jīng)進行了硬件調(diào)試，所以軟件調(diào)試主要是軟件編譯和將各功能塊程序分別寫入以驗證其功能的可實現(xiàn)性。在 進行功能調(diào)試前必須用 KEIL C 對所有程序進行編譯，編譯成功生產(chǎn)可執(zhí)行的 .hex 后方可進行功能測試。 軟件調(diào)試采用脫機調(diào)試的方法，即完全用仿真器軟件在 PC 機上對目標電路原理圖和程序進行檢測和調(diào)試。調(diào)試過程中單片機相應輸入端由通用鍵盤和鼠標設定，運行狀態(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，以確定程序運行有無錯誤。調(diào)試可按下列步驟進行： 一． 目標程序糾錯 該階段工作通常在目標程序編輯時就完成。一般來說，仿真器軟件能給用戶輸入的程序指令糾錯，包括書寫格式、標號未定義或多重定義、轉(zhuǎn)移地 址溢出等錯誤。 二． 子程序功能調(diào)試 程序設計通常采用模塊程序設計，調(diào)試時可對一個個子程序分別進行調(diào)試，設置好入口條件，然后采用單步運行或斷點運行方式，檢查系統(tǒng) CPU 現(xiàn)場、 RAM 和 I/O 口狀態(tài)，看程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設計要求。 三． 整體程序綜合調(diào)試 即把各子程序整體連起來進入到綜合電路調(diào)試，看是否能實現(xiàn)預計的功能顯示。在這階段若發(fā)生故障，可以考慮各子程序在運行時是否破壞現(xiàn)場，數(shù)據(jù)緩沖單元是否發(fā)生沖突，標志位的建立和清除在設計上是否失誤，堆棧是否溢出，輸入輸出狀態(tài)是否正常等。 用軟件模擬器調(diào)試不需任何在線仿真器，也不需要用戶樣機，直接就可以在 PC 機上開發(fā)和調(diào)試。調(diào)試和修改完畢后，對于實時性要求不高的應用系統(tǒng)可以直接使用編程器將軟件固化在目標系統(tǒng) ROM 中，然后獨立投入運行 。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng)調(diào)試 25 系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試及結(jié)果 經(jīng)過硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，排除了硬件的連接問題和驗證了 系統(tǒng) 功能的可實現(xiàn)性。其余功能的軟件便可以在此基礎(chǔ)上調(diào)試驗證其功能的正確性。聯(lián)合調(diào)試的具體方法如下： （ 1）編寫一個逐點掃描的顯示程序，再結(jié)合硬件電路運行。這樣做的目的在于檢測各器件是否能夠正常運行和顯示屏的各個 LED 燈是否有損壞。 結(jié)果 LED 點陣 顯示屏中 所有都正常發(fā)亮 。 （ 2）將 主 程序 、 各種動態(tài)顯示程序 和其他程序整合起來 結(jié)合硬件電路進行調(diào)試。系統(tǒng)運行時顯示圖像比較清晰，各動態(tài)顯示效果也能夠?qū)崿F(xiàn) 。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 結(jié)論 26 第六章 結(jié) 論 經(jīng)過一段時間的工作，終于完成了 基于單片機的電子工作牌的設計 ，項目所要求的功能全部達到。通過這次設計收獲頗多，不僅是所作題目涉及到的軟硬件知識還有更為重要的實際經(jīng)驗和過程中所發(fā)現(xiàn)的問題。 接手題目之后從互聯(lián)網(wǎng)上對 LED 點陣 進行了詳細的資料收集，從 技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的兩方面對 LED 點陣 進行了了解。通過了解我認識到 LED 點陣 是一門當今應用非常廣泛的技術(shù)，整個產(chǎn)業(yè)每年都會有巨大的產(chǎn)值而且技術(shù)還在不斷發(fā)展和創(chuàng)新。 從設計之初就確定了參照大屏幕顯示屏的實現(xiàn)方法和實際情況設計一款小屏幕的 LED點陣顯示屏。在查閱了大量的大屏幕顯示屏資料后確定了題目的設計方案。整個設計采用STC89C52 做核心控制器， 74HC138 譯碼電路 做成行驅(qū)動 ， 74HC595 做成 列驅(qū)動。在實現(xiàn)這一設計的過程中所遇到的問題和困難給我留下了寶貴的經(jīng)驗和深刻教訓。這些經(jīng)驗和教訓是： （ 1）設計之前應該進 行大量的資料收集和分析，確定一個清晰的設計思路； （ 2） 器件選擇時要詳細閱讀器件使用手冊，不但要考慮器件的功能實現(xiàn)還要考慮器件在整個系統(tǒng)中的兼容性； （ 3） 硬件的系統(tǒng)的建立必須合理和穩(wěn)定，實物建立之前最好進行仿真這樣才能為軟件提供一個可靠的試驗平臺； （ 4）軟件的編寫不但要實現(xiàn)功能還要不斷的優(yōu)化、簡練、易讀。 隨著課題的進行，對 LED 點陣顯示 的了解也越來越深入。認為 LED 點陣 技術(shù)也會進一步發(fā)展， LED 點陣 應用將會更加廣泛。可以設想利用 LED 點陣 的高穩(wěn)定性和低能耗，再與無線通信技術(shù)相結(jié)合在沙漠深處或者人跡罕至 的雪山之顛樹立一塊依靠太陽能充電，通過無線傳輸方式更改顯示內(nèi)容的信息板為登山者提供指示和天氣信息，為沙漠迷路的人指引方向。 設計結(jié)束了，但學習還在繼續(xù)。我相信通過此次設計所得到的知識、心得、經(jīng)驗乃至感受都會讓我在以后的日子里受益匪淺。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 參考文獻 27 第七章 參考文獻 [1] 王磊，楊紅 . 射頻電路設計技術(shù) [M].北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020. 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