【正文】 雖然大家來自不同專業(yè)相處時(shí)間也不長，但大家共同的愛好相同的目標(biāo)使得大家互相扶持共同努力。在課題設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，以及畢業(yè)論文的寫作、修改和定稿過程中，得到了老師和同學(xué)們的熱心幫助。我相信通過此次設(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。 隨著課題的進(jìn)行，對 LED 點(diǎn)陣顯示 的了解也越來越深入。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。通過這次設(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)和過程中所發(fā)現(xiàn)的問題。 結(jié)果 LED 點(diǎn)陣 顯示屏中 所有都正常發(fā)亮 。 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)過硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，排除了硬件的連接問題和驗(yàn)證了 系統(tǒng) 功能的可實(shí)現(xiàn)性。 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。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(cuò)誤。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢。 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(jī) 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(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 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)。按照電路圖檢測需要連接的兩點(diǎn)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。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。最好在電源與其余電路之間串接一個(gè)電流表。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。元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器中寫入編制好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)即可運(yùn)行。圖 左右移子程序流程圖。 系統(tǒng)主 程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件采用 C 語言編寫，按照模塊化的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)。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)，最后連接起來成為一個(gè)完整的應(yīng)用程序。 現(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符 “B” 的過程。 在這種形式的 LED 點(diǎn)陣模塊中，若在某行線上施加高電平（用 “1” 表示），在某列線上施加低電平（用 “0” 表示）。 以 88 點(diǎn)陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。 點(diǎn)陣式 LED 漢字廣告屏絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。 圖 8*8 單色 LED 模塊內(nèi)部電路 LED 點(diǎn)陣顯示器 單塊使用時(shí)，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 19 號(hào)．如 5x7 點(diǎn)陣顯示器用于顯示西文字母． 58 點(diǎn)陣顯示器用于顯示中 西文， 8x8 點(diǎn)陣 可以 用于顯示 簡單的 中文文字，也可用于 簡單 圖形顯示。 根據(jù)像素顏色的數(shù)目可分為單色、雙基色、三基色等。 ISP的提出改變了傳統(tǒng)硬件系統(tǒng)開發(fā)的流程，大大方便了開發(fā)者，加快了開發(fā)速度 ， 將單片機(jī)和 USB 總線相結(jié)合，進(jìn)行 ISP 下載。 ISP 技術(shù)是未來發(fā)展的方向，其優(yōu)勢是無需編程器就可進(jìn)行單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)和開發(fā)，單片機(jī)器件可直接焊接到電路板上，調(diào)試結(jié)束即為成品，免去調(diào)試時(shí)由于頻繁插入取出對器件和電路板造成的損壞和帶來的不便 。 具體電路如圖 所示 、圖 74HC595 引腳圖、表 74HC595 個(gè)引腳功能。移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（ DS），和一個(gè)串行輸出（ Q7） ,和一個(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)使能 OE時(shí)（為低電平），存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線 。如圖 為 74HC138 的引腳圖，表 74HC138 集成譯碼器功能表。大大減少了 I/O 口的占用數(shù)目，為單片機(jī)擴(kuò)展其他功能預(yù)留下來了空間。兩個(gè) 74HC138 相互級(jí)聯(lián)成 4 線 16 線譯碼器，三級(jí)管 Q1Q16 接顯示屏X1X16 解決了顯示屏供電不足的問題， A,B,C 為 138 譯碼器的三個(gè)地址輸入。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 13 圖 上電自動(dòng)復(fù)位 圖 按鈕復(fù)位 上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路給電容 C 充電加至 RST 引腳的一個(gè)短的高電平信號(hào)，此信號(hào)隨著 Vcc 對電容 C 的充電過程而逐漸回落，即 RST 引腳上的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容 C 的充電時(shí)間。對于外接時(shí)鐘電路，要求 XTAL1 腳接外部震蕩器信號(hào)， XTAL2 腳懸空，對于外部振蕩器信號(hào)并無特殊要求，只要保證一定的脈沖寬度，時(shí)鐘頻率低于 12MHz 即可。根據(jù)硬件電路的不同，常用的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)有兩種方式 ,一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，如 圖 所示，另一種是外部時(shí)鐘方式 ,如圖 所示。 11. 通用異步 串行口 （ UART），還可用定時(shí)器 軟件 實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART。 8. 具有 EEPROM 功能。 8K 字節(jié) 。最高運(yùn)作頻率 35MHz， 6T/12T 可選。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復(fù)位電路， 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4 個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。如果微處理器在外部 執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。然而要注意的是： 每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2 口輸出地址的高八位。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)，P1 口作為第八位地址接收。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 STC89C52 單片機(jī)管腳說明如下： VCC：供電電壓。顯然，采用并行方式時(shí)，從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。 采用 掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每一行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。因此在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計(jì)，而采用另外一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。 （ 4）單片機(jī)要能接收 獨(dú)立鍵盤電路 的指令和顯示內(nèi)容且能夠處理后控制 LED 顯示屏的顯示，并且端口驅(qū)動(dòng) 能力要足以驅(qū)動(dòng)譯碼電路。通過查 閱資料和對比最終的硬件原理圖如圖 所示。 因此軟件設(shè)計(jì)最終方案為采用 C 語言為程序語言， KEL C51 為編譯工具 進(jìn)行程序的編河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 功能要求與方案選擇 7 譯。 系統(tǒng)軟件編譯工具選擇 C 語言編寫的程序并不能被單片機(jī)直接執(zhí)行還需要編譯為單片機(jī)可執(zhí)行的機(jī)器語言。與匯編相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：對單片機(jī)的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對 51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)有初步了 解；寄存器分配、不同存儲(chǔ)器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)可由編譯器管理；程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分為不同的函數(shù)。其具有執(zhí)行速度快，占內(nèi)存空間少等優(yōu)點(diǎn)，但在編寫復(fù)雜程序時(shí)具有明顯的局限性，匯編語言依賴于具體的機(jī)型，不能通用，也不能在不同機(jī)型之間移植。最后還要選擇一款與所選單片機(jī)的下載器或下載軟件來把編寫的程序下載到單片機(jī)中執(zhí)行。 51 系列單片機(jī)端口低電平時(shí)，吸入電流可達(dá) 20 mA，具有一定的驅(qū)動(dòng)能力；而為高電平時(shí)，輸出電流僅數(shù)十 μ Ａ甚至更小（電流實(shí)際上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒有驅(qū)動(dòng)能力，所以單片機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng) LED 顯示屏顯示 ，所以 在單片機(jī) 和顯示屏之間還需要增加以功能放大位目的的驅(qū)動(dòng)電路。所以構(gòu)建一個(gè) 16 32 的LED 點(diǎn)陣屏選用 八 塊 88 點(diǎn)陣模塊。構(gòu)成 LED 屏幕的方法有兩種，一是由單個(gè)的發(fā)光二極管逐點(diǎn)連接起來，如圖 所示；二是選用一些由單個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的 LED 點(diǎn)陣子模塊構(gòu)成大的 LED 點(diǎn)陣模塊。所以在控制部分方案的選擇中選定 51 系列單片機(jī)作為控制部分的核心器件?，F(xiàn)在市場上常用的單片機(jī)主要有 MCS5 AVR、 ARM、 PIC 等。除此之外單片機(jī)還具有低電壓和低功耗的特點(diǎn)。 控制部分主要部分是單片機(jī)， 單片機(jī)是集成了 CPU， ROM， RAM 和 I/ O 口的微型計(jì)算機(jī)。為方便檢修和維護(hù)硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)常常采用模塊化的設(shè)計(jì)方法。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 功能要求與方案選擇 4 第二章 功能要求與方案選擇 功能要求 本方案設(shè)計(jì)一個(gè) 以 LED 點(diǎn)陣形式的電子工作牌 ,具體要求滿足以下條件： 51 單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)的微控制器； 點(diǎn)陣顯示屏可用來顯示文字， 還可以內(nèi)置豐富的圖形動(dòng)作表情，以及多 種動(dòng)作顯示方式和動(dòng)作變換速度 ； LED 點(diǎn)陣顯示屏的動(dòng)作顯示方式和動(dòng)作變換速度。在硬 件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)有單片機(jī)端口驅(qū)動(dòng)能力不足、驅(qū)動(dòng)電路工作不穩(wěn)定等問題。 （ 3）軟件編寫 根據(jù)硬件特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，軟件選用 C51 語言進(jìn)行編寫，利用 KEIL C51 軟件進(jìn)行軟件的編寫和調(diào)試。最終選定了單片機(jī) STC89C52 為核心控制器件，外加譯碼電路、驅(qū)動(dòng)電路、獨(dú)立鍵盤電路和 16*32LED 點(diǎn)陣顯示屏電路的設(shè)計(jì)方案。 針對不同行業(yè)、不同客戶的需求不同，對于電子工作牌的功能要求也不盡相同。因此此課題不論是對自己的就業(yè)還是對我國 LED 顯示技術(shù)的發(fā)展都有非?，F(xiàn)實(shí)與積極的意義。并且對大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的一些理論進(jìn)行了實(shí)踐，使我們對所學(xué)過的理論知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多種方向發(fā)展，其趨勢將進(jìn)一步向著 CMOS 化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展，其功能也將越來 越豐富，速度也越來越快。利用單片機(jī)對外部器件進(jìn)行控制是十分方便簡單的， 對 LED 點(diǎn)陣顯示屏的操作也是非常簡易。（ 7）郵政、電信、商場購物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示。（ 3）港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。 LED 點(diǎn)陣顯示屏以 亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn) 迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。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)，以及使用說明等。 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)。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) [論 文 ] 題 目： 基于單片機(jī)的電子工作牌的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 完成時(shí)間： 2020年 5 月 20日 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 I 摘 要 LED 點(diǎn)陣顯示屏是一種簡單的漢字顯示器，具有價(jià)廉、易于控制、使用壽命長等特點(diǎn)， 在大型商場、車站、碼頭、地鐵站以及各類辦事窗口等越來越多的場所需要用 LED 點(diǎn)陣 顯示圖形和漢字。該系統(tǒng)以 STC 公司生產(chǎn)的 40 腳單片機(jī) STC89C52 為核心，外加譯碼電路，顯示驅(qū)動(dòng)電路和 16*32 的點(diǎn)陣顯示屏等部分組成的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 ： STC89C52 單片機(jī) LED 點(diǎn)陣顯示屏 動(dòng)態(tài)顯示 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） Abstract II Abstract LED dot matrix display Chinese characters display is a s