【正文】 位定時計(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 時時間范圍為 1～65536μ s。 機(jī)周時間與主振頻率有關(guān)，機(jī)器周期是時鐘周期的 12 倍，因此，機(jī)周時間=12/ fosc。當(dāng) fosc=12MHz 時， 1 機(jī)周 =1μ s。 圖 52 顯示驅(qū)動程序流程圖 圖 53 定時 /計(jì)數(shù)器 T0 工作方式 1 邏輯電路結(jié)構(gòu)圖 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 然后顯示驅(qū)動程序查詢當(dāng)前燃亮的行號，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給移位寄存器。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動程序先要關(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，重新打開顯示。 程序如下： void display() { unsigned char i,ia,j,tmp。 DATE_OUT=0XFF。 AB=0。 for(i=0。i16。i++) {SCK=0。 SCLT=0。 for(ia=2。ia0。) {ia。 tmp=~date[i*2+ia]。 for(j=0。j8。j++) { SCLH=0。 DATA=tmpamp。0x01。 tmp=1。 SCLH=1。 } } DATE_OUT|=0X14。 AB=1。 } j=64。 while(j)。 SCK=0。 SCK=1。} 本章小結(jié) 為了實(shí)現(xiàn)將漢字橫向移出和靜止的功能，將程序分成了多個模塊，對顯示的驅(qū)動程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 第 6 章 LED 顯示屏的調(diào)試及性能分析 一個單片機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過總體設(shè)計(jì)，完成了硬件和軟件設(shè)計(jì)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(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)上用模擬開發(fā)軟件進(jìn)行檢測和調(diào)試，然后進(jìn)行硬件的組裝與調(diào)試。 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)上對目標(biāo)電路原理圖和程序進(jìn)行檢測和調(diào)試。調(diào)試過程中單片機(jī)相應(yīng)輸入端由通用鍵盤和鼠標(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，以確定程序運(yùn)行有無錯誤。調(diào)試可按下列步驟進(jìn)行： 一． 目標(biāo)程序糾錯 該階段工作通常在目標(biāo)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(biāo)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(shè)計(jì)通常采用模塊程序設(shè)計(jì)，調(diào)試時可對一個個子程序分別進(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、 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)行時是否破壞現(xiàn)場，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)上開發(fā)和調(diào)試。調(diào)試和修改完畢后，對于實(shí)時性要求不高的應(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。 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 硬件調(diào)試 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。調(diào)試工作可以分為四步： 一． 目測檢查 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。 二． 通電檢查 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。 三． 檢查相應(yīng)芯片的邏輯關(guān)系 加電后檢查各芯片插座上相關(guān)引腳的電位，仔細(xì)測量相應(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。 調(diào)試結(jié)果如圖 61： 圖 61 調(diào)試結(jié)果圖 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 性能分析 系統(tǒng)通過調(diào)試組裝后一般即可正常工作。 LED 顯示屏的刷新頻率及顯示顯示效果是主要的性能指標(biāo)。顯示屏刷新率由定時器 T0 的溢出率和單片機(jī)的晶振頻率決定，表 61 給出了顯示屏采用的頻率及其對應(yīng)的定時器 T0 初值。 表 61 顯示屏刷新率（幀率）與 T0 初值關(guān)系表 刷新率 /Hz 25 50 75 85 100 120 T0 初值 OxEC78 OxF63C OxF830 OxF97E OxFA42 OxFB1E OxFBEE 從理論上來說 ， 24Hz 以上的刷新率就能看到連續(xù)穩(wěn)定的顯示，刷新率越高，顯示越穩(wěn)定，同時刷新率越高，顯示驅(qū)動程序占用的 CPU 時間也越多。實(shí)驗(yàn)證明，在目測條件下刷新率 40Hz 以下的畫面看起來閃爍較嚴(yán)重，刷新率 50Hz 以上的已基本覺察不出畫面閃爍，刷新率達(dá)到 85Hz 以上時再增加畫面閃爍沒有明顯改善。 顯示效果處理的內(nèi)容和方法非常廣泛，根據(jù)需求可做變動，在這里不做具體討論。 根據(jù)實(shí)踐證明，這個方案設(shè)計(jì)的 1616 點(diǎn)陣 LED 圖文顯示屏，結(jié)構(gòu)合理，成本較低，且較容易擴(kuò)展成更大的顯示屏；顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足；顯示圖形或文字穩(wěn)定、 清晰無串?dāng)_；可用靜止、移入移出等多種顯示方式顯示圖形或文字。 本章小結(jié) 本章主要是對硬件和軟件部分的調(diào)試，首先是對軟件的調(diào)試，使用軟件在PC 機(jī)上對原理圖和程序進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試完成后先對硬件進(jìn)行檢查，排除電源的故障，然后通電檢查，最后對顯示屏的刷新頻率等主要新能指標(biāo)進(jìn)行分析。 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 結(jié)論 本設(shè)計(jì)研究的是 16*16 點(diǎn)陣的 LED 文字顯示屏。 在設(shè)計(jì)的過程中，充分利用所學(xué)知識，綜合運(yùn)用各科知識，以單片機(jī)為核心，并且使用的 16*16 點(diǎn)陣 LED 顯示屏，使用了 CD74HC154E、 SN74HC595N 等芯片和點(diǎn)陣的模塊，此類芯片價格便宜，性能穩(wěn)定；在軟件調(diào)試環(huán)節(jié)使用 Keil 軟件，經(jīng)過多次調(diào)試，最后能夠?qū)崿F(xiàn)在一定的條件下顯示圖形和文字的功能，且穩(wěn)定、清晰無串?dāng)_。并且查詢了大量的相關(guān)資料，了解到 LED 顯示屏與其他的顯示屏相比，有著硬件少、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。 可以利用其電壓低和控制方法簡單的優(yōu)點(diǎn)，做成室內(nèi)大型燈飾；使用電腦，可以控制更多的 LED 數(shù)量來得到可變顏色絢麗多彩的效果；或是 構(gòu)成一塊大屏幕的一角，或者制作成一個四面體實(shí)現(xiàn)在廣場等公共場合的廣告顯示等功能。 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 參考文獻(xiàn) [1] 李全利 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M].高等教育出版社， 2021 [2] 張志良 .單片機(jī)原理及控制技術(shù) （第 2 版） [M].機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [3] 張毅剛 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 .高等教育出版社 [M]， 2021 [4] 李光飛 .單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo) （第 2 版） [M]．北京航空航天出版社，2021 [5] 李 華 .MCS51 單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) [M]．北京航空航天出版社， 1997 [6] 徐仁貴 .微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用 [M]． 機(jī)械工業(yè)出版社， 1998 [7] 諸昌鈐 .LED 顯示屏系 統(tǒng)原理及工程技術(shù) [M]．電子科技大學(xué)出版社， 2021 [8] 梅開鄉(xiāng) .數(shù)字邏輯電路 （第 2 版） [M]．電子工業(yè)出版社， 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SCLT=DATE_OUT^2。 //列數(shù)據(jù)鎖存位 sbit AB =DATE_OUT^3。 //行數(shù)據(jù)輸出位 sbit SCK =DATE_OUT^4。 //行掃描時鐘位 /**************************************************************************/ unsigned char date[32]。//32 字節(jié) RAM 做為 16*16 點(diǎn)陣屏顯示緩存 void display()。//做為點(diǎn)陣掃描函數(shù)，將顯示緩存的數(shù)據(jù)輸出到點(diǎn)陣屏 void display_time(unsigned int timer)。//指定時間掃描顯示 void displaymove(unsigned char *lp,unsigned char c,unsigned char timer)。//顯示漢字內(nèi)容的移動效果， LP 指向要顯示第一個字的首地址， C 表示顯示字的個數(shù) ,timer 是移動的速度 void displaymovetb(unsigned char din,unsigned char *lp,unsigned char timer)。 //上下移動內(nèi)容， din： 1 為向下， 0 為向上， lp 指向要移入的內(nèi)容， timer 為移動速度 void delay(unsigned int a)。//延時子函數(shù) code unsigned char dong[32]={/* 文字 : 東 */ /* 宋體 12。 此字體下對應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬 x 高 =16x16 */ 0x02,0x00,0x02,0x00,0x7F,0xFC,0x04,0x00,0x08,0x80,0x08,0x80,0x10,0x80,0x1F,0xF8, 0x00,0x80,0x08,0xA0,0x0C,0x90,0x18,0x88,0x10,0x8C,0x22,0x84,0x01,0x80,0x00,0x80}。 code unsigned char bei[32]={/* 文字 : 北 */ 東北石油大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 /* 宋體 12。 此字體下對 應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬 x 高 =16x16 */ 0x04,0x40,0x04,0x40,0x04,0x40,0x04,0x44,0x04,0x4E,0x7C,0x58,0x04,0x6