【導(dǎo)讀】陣顯示圖形和漢字。LED點(diǎn)陣顯示屏作為一種新興的顯示器件,是由多個(gè)獨(dú)立的LED發(fā)光二。LED行業(yè)已成為一個(gè)快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)空間巨大，前景廣闊。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的電子工作牌的設(shè)計(jì)。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(gè)漢字，顯示采用動(dòng)態(tài)。且可以通過(guò)按鍵控制動(dòng)態(tài)顯示的速度。由串并轉(zhuǎn)換器74HC138譯碼器實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣16行控制，文中詳細(xì)介紹了LED點(diǎn)陣顯示的硬件。設(shè)計(jì)思路、硬件電路各個(gè)部分的功能及原理、相應(yīng)軟件的程序設(shè)計(jì)，以及使用說(shuō)明等。

　　

【正文】 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 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(kāi) 始 選擇上下移的移動(dòng) 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(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 系統(tǒng)調(diào)試 23 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 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、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(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。 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(shè)計(jì)要求，最后測(cè)試各硬件部分能否完成設(shè)計(jì)功能。 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開(kāi)的，許多硬件故障在軟件調(diào)試時(shí)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(lái)進(jìn)行： （ 1）測(cè)試所有焊點(diǎn)是否有短路和虛焊的現(xiàn)象存在； （ 2）根據(jù)硬件邏輯設(shè)計(jì)圖，仔細(xì)檢查樣機(jī)線路是否連接正確，并核對(duì)元器件的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否符合要求，必要時(shí)可用萬(wàn)用表檢測(cè)線路通斷情況； （ 3）通電測(cè)試所有硬件芯片的輸入輸出電壓是否在 設(shè)計(jì)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(gè)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(shuō)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(cuò)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(xì)測(cè)量相應(yīng)的輸入輸出電平是否正常。單片機(jī)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(shè)計(jì)是否正確，選用器件和連接關(guān)系是否符合要求等。 （ 5）測(cè)試 ISP 下載線的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)； （ 6）測(cè)試 系統(tǒng)的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。 （ 7）通過(guò)焊接的硬件電路來(lái)測(cè)試系統(tǒng)的功能是否實(shí)現(xiàn)。 短路與虛焊檢測(cè) 檢測(cè)工具為萬(wàn)用表，使用萬(wàn)用表的短路報(bào)警功能，逐個(gè)測(cè)試相臨的兩個(gè)焊點(diǎn)檢測(cè)是否短路。按照電路圖檢測(cè)需要連接的兩點(diǎn)是否短路來(lái)檢測(cè)是否已經(jīng)連接上，以此來(lái)檢測(cè)虛焊的情況。檢測(cè)和修改完成后為下一步通電檢測(cè)排除了短路的危險(xiǎn)和由于虛焊引起檢測(cè)結(jié)果不真實(shí)的麻煩。 上電測(cè)試 由于系統(tǒng)測(cè)試時(shí)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(jī)、譯碼器，鎖存器，驅(qū)動(dòng)電路的電源電壓均要求為 5V 所以可同時(shí)直接接入。 上電后首先觀察電路是否有過(guò)熱，異味，冒煙的現(xiàn)象出現(xiàn)。經(jīng)過(guò)觀察，沒(méi)有這些現(xiàn)象河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)調(diào)試 24 出現(xiàn)。然后測(cè)試各器件的電源，接地及一些電平應(yīng)該固定的端口的電壓。測(cè)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(jī)端口在未接負(fù)載時(shí)端口電壓為 。 系統(tǒng)軟件調(diào)試方法 開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹 程序編寫(xiě)采用 KEIL C51 環(huán)境下調(diào)試 ,KEIL C51 是美國(guó) KEIL Software 公司出品的 51系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu) 性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C 來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。 KEIL C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 KEIL C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 軟件調(diào)試 由于已經(jīng)進(jìn)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(xiě)入以驗(yàn)證其功能的可實(shí)現(xiàn)性。在 進(jìn)行功能調(diào)試前必須用 KEIL C 對(duì)所有程序進(jìn)行編譯，編譯成功生產(chǎn)可執(zhí)行的 .hex 后方可進(jìn)行功能測(cè)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)程序編輯時(shí)就完成。一般來(lái)說(shuō)，仿真器軟件能給用戶輸入的程序指令糾錯(cuò)，包括書(shū)寫(xiě)格式、標(biāo)號(hào)未定義或多重定義、轉(zhuǎn)移地 址溢出等錯(cuò)誤。 二． 子程序功能調(diào)試 程序設(shè)計(jì)通常采用模塊程序設(shè)計(jì)，調(diào)試時(shí)可對(duì)一個(gè)個(gè)子程序分別進(jìn)行調(diào)試，設(shè)置好入口條件，然后采用單步運(yùn)行或斷點(diǎn)運(yùn)行方式，檢查系統(tǒng) CPU 現(xiàn)場(chǎng)、 RAM 和 I/O 口狀態(tài)，看程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。 三． 整體程序綜合調(diào)試 即把各子程序整體連起來(lái)進(jìn)入到綜合電路調(diào)試，看是否能實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)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(yùn)行時(shí)是否破壞現(xiàn)場(chǎng)，數(shù)據(jù)緩沖單元是否發(fā)生沖突，標(biāo)志位的建立和清除在設(shè)計(jì)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(jī)，直接就可以在 PC 機(jī)上開(kāi)發(fā)和調(diào)試。調(diào)試和修改完畢后，對(duì)于實(shí)時(shí)性要求不高的應(yīng)用系統(tǒng)可以直接使用編程器將軟件固化在目標(biāo)系統(tǒng) ROM 中，然后獨(dú)立投入運(yùn)行 。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(guò)硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，排除了硬件的連接問(wèn)題和驗(yàn)證了 系統(tǒng) 功能的可實(shí)現(xiàn)性。其余功能的軟件便可以在此基礎(chǔ)上調(diào)試驗(yàn)證其功能的正確性。聯(lián)合調(diào)試的具體方法如下： （ 1）編寫(xiě)一個(gè)逐點(diǎn)掃描的顯示程序，再結(jié)合硬件電路運(yùn)行。這樣做的目的在于檢測(cè)各器件是否能夠正常運(yùn)行和顯示屏的各個(gè) LED 燈是否有損壞。 結(jié)果 LED 點(diǎn)陣 顯示屏中 所有都正常發(fā)亮 。 （ 2）將 主 程序 、 各種動(dòng)態(tài)顯示程序 和其他程序整合起來(lái) 結(jié)合硬件電路進(jìn)行調(diào)試。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)顯示圖像比較清晰，各動(dòng)態(tài)顯示效果也能夠?qū)崿F(xiàn) 。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 結(jié)論 26 第六章 結(jié) 論 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的工作，終于完成了 基于單片機(jī)的電子工作牌的設(shè)計(jì) ，項(xiàng)目所要求的功能全部達(dá)到。通過(guò)這次設(shè)計(jì)收獲頗多，不僅是所作題目涉及到的軟硬件知識(shí)還有更為重要的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和過(guò)程中所發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。 接手題目之后從互聯(lián)網(wǎng)上對(duì) LED 點(diǎn)陣 進(jìn)行了詳細(xì)的資料收集，從 技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的兩方面對(duì) LED 點(diǎn)陣 進(jìn)行了了解。通過(guò)了解我認(rèn)識(shí)到 LED 點(diǎn)陣 是一門(mén)當(dāng)今應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)每年都會(huì)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(shè)計(jì)之初就確定了參照大屏幕顯示屏的實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)際情況設(shè)計(jì)一款小屏幕的 LED點(diǎn)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(shè)計(jì)方案。整個(gè)設(shè)計(jì)采用STC89C52 做核心控制器， 74HC138 譯碼電路 做成行驅(qū)動(dòng) ， 74HC595 做成 列驅(qū)動(dòng)。在實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)的過(guò)程中所遇到的問(wèn)題和困難給我留下了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和深刻教訓(xùn)。這些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)是： （ 1）設(shè)計(jì)之前應(yīng)該進(jìn) 行大量的資料收集和分析，確定一個(gè)清晰的設(shè)計(jì)思路； （ 2） 器件選擇時(shí)要詳細(xì)閱讀器件使用手冊(cè)，不但要考慮器件的功能實(shí)現(xiàn)還要考慮器件在整個(gè)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(shí)物建立之前最好進(jìn)行仿真這樣才能為軟件提供一個(gè)可靠的試驗(yàn)平臺(tái)； （ 4）軟件的編寫(xiě)不但要實(shí)現(xiàn)功能還要不斷的優(yōu)化、簡(jiǎn)練、易讀。 隨著課題的進(jìn)行，對(duì) LED 點(diǎn)陣顯示 的了解也越來(lái)越深入。認(rèn)為 LED 點(diǎn)陣 技術(shù)也會(huì)進(jìn)一步發(fā)展， LED 點(diǎn)陣 應(yīng)用將會(huì)更加廣泛?？梢栽O(shè)想利用 LED 點(diǎn)陣 的高穩(wěn)定性和低能耗，再與無(wú)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(shù)立一塊依靠太陽(yáng)能充電，通過(guò)無(wú)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(shè)計(jì)結(jié)束了，但學(xué)習(xí)還在繼續(xù)。我相信通過(guò)此次設(shè)計(jì)所得到的知識(shí)、心得、經(jīng)驗(yàn)?zāi)酥粮惺芏紩?huì)讓我在以后的日子里受益匪淺。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 參考文獻(xiàn) 27 第七章 參考文獻(xiàn) [1] 王磊，楊紅 . 射頻電路設(shè)計(jì)技術(shù) [M].北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020. 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