【正文】 asic, Delphi等語言均可使用。接口數(shù)據(jù)傳輸一般采用較為簡單實(shí)用的MSComm控件〔19]實(shí)現(xiàn)串口通信功能，基本使用流程和直接使用API函數(shù)類似，通過控件來調(diào)用API函數(shù)完成串口通信。 下位機(jī)軟件采用C語言進(jìn)行開發(fā)〔20，采用AVR常用的編譯器ICC AVR}I39。’進(jìn)行編譯。ICC AVR編譯器是一種使用ANS I標(biāo)準(zhǔn)C語言來進(jìn)行開發(fā)AVR系列單片機(jī)程序的一個(gè)很好的C編譯器工具，它是一個(gè)綜合了編譯器和工程管理器的集成工作環(huán)境，可以在WIN98, WINNT, WINXP下運(yùn)行，源文件全部組織到工程之中，文件的編輯和工程構(gòu)建也在IDE環(huán)境中完成。并采用AVR Studio進(jìn)行仿真調(diào)試。2. 3小結(jié) 本章根據(jù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求，從系統(tǒng)的硬件和軟件件兩方面分別對(duì)系統(tǒng)的組成進(jìn)行闡述，并進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和可行性論證。 第三章硬件的詳細(xì)設(shè)計(jì) 本章將從下位機(jī)控制系統(tǒng)，LED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，手持智能終端控制，串口通信模塊，字模信息提取及存儲(chǔ)，時(shí)鐘芯片，報(bào)警器七個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，并說明工作原理。3. 1下位機(jī)控制系統(tǒng) 單片機(jī)1的控制系統(tǒng)框圖如下 ，單片機(jī)1控制系統(tǒng)采用控制器ATMega128，包括工作電路(晶振電路，復(fù)位電路，電源電路)，JTAG仿真接口電路，并設(shè)有RS485總線通信接口，時(shí)鐘芯片PCF8563接口，手持智能終端的無線接口，LED顯示屏接口1和LED顯示屏接口2，和報(bào)警器控制接口。 ATmega128是以Atmel的高密度非易失性內(nèi)存技術(shù)生產(chǎn)的，片內(nèi)ISP Flash可以通過SPI接口、通用編程器，或引導(dǎo)程序多次編程。引導(dǎo)程序可以使用任何接口來下載應(yīng)用程序到應(yīng)用Flash存儲(chǔ)器。在更新應(yīng)用Flash存儲(chǔ)器時(shí)引導(dǎo)Flash區(qū)的程序繼續(xù)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)RWW操作。通過將8位RISC CPU與系統(tǒng)內(nèi)可編程的Flash集成在一個(gè)芯片內(nèi)，ATmega128為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了靈活而低成本的方案。 ATmega128芯片引腳圖 單片機(jī)2的控制系統(tǒng)框圖如下: ，單片機(jī)1控制系統(tǒng)也采用控制器Mega128，包括工作電路(晶振電路，復(fù)位電路，電源電路)，JTAG仿真接口電路，并設(shè)有RS485總線通信接口，LED顯示屏接口，字模提取及存儲(chǔ)系統(tǒng)接口。 通過ATmega128進(jìn)行系統(tǒng)的控制，具有結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用靈活，且易于擴(kuò)展的待點(diǎn)。3. 2 LED屏點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 本系統(tǒng)的LED驅(qū)動(dòng)電路采用掃描方式進(jìn)行顯示，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器〔22]，各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器。由行譯碼器給出的行選通信號(hào)，從第一行開始，按順序依次對(duì)個(gè)行進(jìn)行掃描。根據(jù)各列鎖存的數(shù)據(jù)，確定相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器是否將該列與電源的另一端接通，接通的列，就在該行該列點(diǎn)亮相應(yīng)LED，未接通的列所對(duì)應(yīng)的LED熄滅。當(dāng)一行的掃描持續(xù)時(shí)間結(jié)束后，下一行又以同樣的方法進(jìn)行顯示。全部各行都掃描一遍后，又從第一行開始進(jìn)行下一個(gè)周期的掃描。只要一個(gè)掃描周期時(shí)間比人眼的暫留時(shí)間短(1/25秒)，就感覺不出閃爍。 3. 2. 1行信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路 行選通信號(hào)來源于單片機(jī)按照時(shí)序要求所給出的二進(jìn)制行號(hào)，為在一行顯示時(shí)間內(nèi)保持行號(hào)的穩(wěn)定，行號(hào)需經(jīng)鎖存器鎖存。采用譯碼器方案‘z,}，保證同一時(shí)刻選通一條行線，達(dá)到顯示的穩(wěn)定性。 以大小為64X32點(diǎn)的屏體為例，行掃描驅(qū)動(dòng)電路基本由2片74HC245, 4片74HC138譯碼器和16片APM4953組成。 74HC245是一片雙向收發(fā)器。引腳AO^A7} BO^B7是數(shù)據(jù)引腳，DIR決定數(shù)據(jù)的發(fā)送方向，DIR引腳為低電平時(shí)數(shù)據(jù)由A到B，為高電平時(shí)數(shù)據(jù)由B到A o /OE為片選使能端。從單片機(jī)引腳輸出的信號(hào)經(jīng)74HC245帶載能力加強(qiáng)。 74HC245芯片引腳圖 74HC138是TTL數(shù)字邏輯芯片，其功能是三輸入八輸出譯碼器，其真值表如表31。當(dāng)4, S腳為低電平，6腳為高電平時(shí)，1, 2, 3腳輸入有八種變化，則15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 7 (Y0, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5,Y6, Y7 ) 8個(gè)Z腳中的某一個(gè)會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)為低電平信號(hào)，即表示該腳譯碼選通。 74HC138內(nèi)部邏輯引腳圖表31 74HC138真值表 APM4953是雙P溝道增強(qiáng)型MOSF39。ET, S1和S2分別接電源，G1和G2是控制端,D1和D2分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)行信號(hào)。其引腳圖見圖3.39。70 APM4953芯片引腳圖‘.，‘.J‘1，.‘J.，1 Jiirrw 屏幕各個(gè)顯示單元((8X8)的行線全部連接在一起，行地址譯碼電路的基本〕作方法是通過4片38譯碼器74HC138產(chǎn)生32個(gè)行選信號(hào)，控制16片APM495驅(qū)動(dòng)整個(gè)顯示屏的行顯示。 顯示屏分為上下兩部分，各為16行，上半部分對(duì)應(yīng)列的列信號(hào)全部連接在一起分別由74HC595控制。74HC595是具有8位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出I能74HC595是一個(gè)八位的串行輸入三態(tài)并行輸出的移位寄存器，能直接驅(qū)動(dòng)LEl發(fā)光管，傳輸頻率高達(dá)100MHZ，而且可以級(jí)聯(lián)，非常適合LED顯示屏上數(shù)據(jù)白高速傳輸〔24]0 移位寄存器和存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。數(shù)據(jù)在SHcp的上升沿輸入，在STcp的」升沿進(jìn)入的存儲(chǔ)寄存器中去。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲(chǔ)R存器早一個(gè)脈沖。移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入(DS)，和一個(gè)串行輸出(Q7t和個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)側(cè)能OE時(shí)(為低電平)，存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。 74HC595各個(gè)引腳的功能: 表32引腳功能描述功能管腳擎功能oEMR DsVCCQ 17并行數(shù)據(jù)輸出口儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出口串行輸出口，接SPI總線的MISO接口存儲(chǔ)寄存器的時(shí)鐘脈沖輸入口移位寄存器的時(shí)鐘脈沖輸入口Pin 5Pin10Pin14Pin16非輸出使能端Pin12Pinll非芯片復(fù)位端串行數(shù)據(jù)輸入電源 Q口腳n 7n管Pi卜Pi 顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)按8位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放，顯示時(shí)把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器中。系統(tǒng)采用串行傳輸?shù)姆椒?，首先，單片機(jī)從存儲(chǔ)器中讀出8bit并行數(shù)據(jù)進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，按順序一位一位的輸出給列驅(qū)動(dòng)器。與此同時(shí)，列驅(qū)動(dòng)器中每一列都把當(dāng)前數(shù)據(jù)傳向后一列，并從前一列接收新數(shù)據(jù)，當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都己經(jīng)傳輸?shù)轿?，這一行的各列才能并行的進(jìn)行顯示。硬件采用74HC595移位寄存器，其具有一個(gè)8bit串入并出的移位寄存器和一個(gè)8bit輸出鎖存器結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨(dú)立的，對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來說，其能夠?qū)崿F(xiàn)串入并出的移位功能，對(duì)于列數(shù)據(jù)的顯示來說，具有并行鎖存的功能。每當(dāng)SHcp上升沿到來時(shí)，Ds引腳當(dāng)前電平值在移位寄存器中左移一位，在下一個(gè)上升沿到來時(shí)移位寄存器中的所有位都會(huì)向左移一位，同時(shí)Q7，也會(huì)串行輸出移位寄存器中高位的值，這樣連續(xù)進(jìn)行8次，就可以把數(shù)組中每一個(gè)數(shù)(8位的數(shù))送到移位寄存器。然后當(dāng)STcp上升沿到來時(shí)，移位寄存器的值將會(huì)被鎖存到鎖存器里，并從Q17引腳輸出。這樣本行已經(jīng)準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí)，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響本行的顯示