【正文】 具體電路圖如圖 52 所示，將 MAX232 的第 10 端和第 9 端直接短接。經(jīng)過觀察，沒有這些現(xiàn)象出現(xiàn)。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。因此把硬件調(diào)試按照以下四部分分步來進行： （ 1）測試所有焊點是否有短路和虛焊的現(xiàn)象存在； （ 2）通電測試所有硬件芯片的輸入輸出電壓 是否在設(shè)計要求的范圍內(nèi)； （ 3）測試 ISP 下栽線的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)； （ 4）測試串口系統(tǒng)的通信功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。實物完成后必須對其進行調(diào)試，檢查設(shè)計功能是否實現(xiàn)了。為了減小軟件的修改和優(yōu)化難度，先把各子程序?qū)憺橐粋€可單獨執(zhí)行的完整程序。程序開始進入中斷等待，當 PC 機向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)時產(chǎn)生中斷接收允許位 RI 置 1，將SBUF（緩沖寄存器）中的值輸入到暫存器中進行數(shù)據(jù)處理。程序設(shè)計時還要考慮到中斷優(yōu)先級的問題。 CPU 屏蔽所有中斷。編程時通過設(shè)置其狀態(tài)來管理中斷系統(tǒng)。所以將元素數(shù)據(jù)進行邏輯位移便能產(chǎn)生上下移動的效果 [18]。所以當 ULN2803 選通時，而送入后一列的數(shù)據(jù)則相當于畫面左移移位，同理送入前一列數(shù)據(jù)相當于右移一位。將對應(yīng)元素的由低至高位依次從端口輸出具體做法為將元素向右邏輯移位后再與 0X01 相與，所得結(jié)果通過單片機端口輸出到串并轉(zhuǎn)換器的 A 端，鎖存在鎖存器里完成一列數(shù)據(jù)移位后再將其輸出。畫面顯示時選通的第 i 列對應(yīng)的數(shù)組元素為第 i 和 i+16 個元素 [16]。 本科生畢業(yè)論文 24 從 數(shù) 據(jù) 中 讀 取第 1 列 對 應(yīng) 的行 數(shù) 據(jù)選 通 第 2 列讀 取 所 需 要 顯示 的 數(shù) 據(jù) 至 顯示 寄 存 器選 通 第 1 列 選 通 第 1 6 列從 數(shù) 據(jù) 中 讀 取第 2 列 對 應(yīng) 的行 數(shù) 據(jù)從 數(shù) 據(jù) 中 讀 取第 1 6 列 對 應(yīng) 的行 數(shù) 據(jù)1 6 1 6 L E D 1 6 1 6 L E D 1 6 1 6 L E D選 通 L E D 第1 6 列選 通 L E D 第1 列選 通 L E D 第2 列按 數(shù) 據(jù) 導 通相 應(yīng) 行按 數(shù) 據(jù) 導 通相 應(yīng) 行按 數(shù) 據(jù) 導 通相 應(yīng) 行 圖 42 掃描顯示程序原理圖 點陣數(shù)據(jù)表達方式 該顯示系統(tǒng)的顯示數(shù)據(jù)采取縱向取模方向正向的數(shù)據(jù)存儲方式如圖 43， 圖 43 點陣數(shù)據(jù)原理圖 即數(shù)據(jù)是縱向的，一個像素對應(yīng)一個位。 顯示程序的設(shè)計 LED 顯示屏的顯示方式 LED 點陣屏顯示方式主要由靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示兩種。串行中斷包括發(fā)送中斷和接收中斷都是由軟件觸發(fā)。通信程序接收上位機數(shù)據(jù)，交給主程序處理再通過控制程序選擇不同的顯示程序進行顯示。 詳細硬件原理圖見附錄 1。使用這種級連的辦法可以避免 51 單片機晶振頻率低的弱點，更容易實現(xiàn)大屏幕的顯示。從端口輸出的顯示數(shù)據(jù)的顯示也要作出相應(yīng)的改變。 級連大屏幕 LED 顯示屏 要實現(xiàn) LED 的大屏幕顯示主要采用內(nèi)部譯碼器級連和多個單片機系統(tǒng)級連的方法。此時需要對民用的 220V 進行降壓整流為 5V直流電壓為顯示系統(tǒng)供電。 在通用的電平轉(zhuǎn)換芯片中 MAX232 系列的芯片以集成度高，單＋ 5V 電源工作，只需外接 5 個小電容即可完成 RS232C 與 TTL 電平之間的轉(zhuǎn)換而成為單片機本科生畢業(yè)論文 19 系統(tǒng)中的常用芯片。 圖 37 列驅(qū)動原理圖 通信系統(tǒng)硬件設(shè)計 AT89S51單片機具有全雙工串行 UART通道，支持單片機進行數(shù)據(jù)的串行傳輸。集電極輸出功率可達 50V600mA[13]。 P N P5 V譯 碼 器 輸 出 信 號輸 出 驅(qū) 動 L E D 屏eI0v 0v空 穴 空 穴電 子 圖 35 8550 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 本科生畢業(yè)論文 18 列驅(qū)動電路設(shè)計 列驅(qū)動采用 ULN2803。當譯碼器端口輸出為低電平時，發(fā)射極與基極電勢差為 5V－ 0v 基極中帶負電的電子越過 PN 結(jié)擴散到發(fā)射區(qū)。 PN 結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。當鎖存允許端 LE 為高電平時， O 隨數(shù)據(jù) D 而變。所以選擇鎖存器 74LS373 來完成這一功能。這就要求 74LS164 芯片的輸出要滿足鎖存芯片的高低電平區(qū)分范圍和頻率要求。串行數(shù)據(jù)輸入端（ A， B）可控制數(shù)據(jù)。而采用了譯碼電路后僅僅需要 7～ 9 個端口便可實現(xiàn)控制顯示。 譯碼電路設(shè)計 譯碼電路的功能是為了解決單片機 I/O 端口不足。因為沒有擴展外部程序存儲器所以將 EA 置為高電平。具體接法為： ， ， ， 分別接四塊 74LS164的 A 端，向 74LS164 送入串行數(shù)據(jù)經(jīng)過其轉(zhuǎn)換后并行輸出； 和 分別接列和行的 74LS164 的 CLOCK 端，產(chǎn)生移位脈沖是串行數(shù)據(jù)并行輸出； 和 接列 和行的 CLEAR 端，在一組數(shù)據(jù)完成串并轉(zhuǎn)換后清除 164 芯片中的內(nèi)容轉(zhuǎn)換新的數(shù)據(jù)；其中 還復(fù)用為 ISP 下載功能口。根據(jù)功能選擇一定的單片機端口添加外圍的器件，具體電路如圖 32 所示?？臻e方式停止CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作?？撮T狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針 6 個中斷源 三級程序加密鎖 4k 字節(jié)在系統(tǒng)編程（ ISP） Flash 閃速存儲器 AT89S51 簡介 AT89S51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 4k bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash只讀程序存儲器 ,器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 8051 指令系統(tǒng)及引腳。 在 51 系列單片機中選定一款合適的機型來作為控制單元的主控芯片。 （ 5）單片機由 ISP 下載線下載程序和供電，可不設(shè)立專用供電電源。 （ 2）驅(qū)動電路要能提供 LED 顯示所需范圍內(nèi)的電壓和電流要求。 根據(jù)硬件的功能結(jié)構(gòu)圖選取合適器件，器件不但要求能實現(xiàn)所要求的功能還要能兼容至整個系統(tǒng)之中。課題設(shè)計題目對顯示的實時性要求較低且所設(shè)計的顯示屏尺寸不大同時顯示 的內(nèi)容不多，所以實時顯示就沒有必要。 LED 顯示上位機的內(nèi)容一般有實時顯示和存儲顯示兩種方法。目前在單片機開發(fā)中普遍都是使用 KEIL C51 來進行編譯。 基于以上理由決定采用 C 語言為該顯示系統(tǒng)的編程語言。 C 可以進行許多機器級函數(shù)控制而不用匯編語言。 匯編語言 (Assembly Language)是面向機器的程序設(shè)計語言，是一種功能很強的程序設(shè)計語言，也是利用計算機所有硬件特性并能直接控制硬件的語言。編寫軟件之前得首先選擇一種合適的語言以及配套的編輯器和編譯軟件。 本科生畢業(yè)論文 8 單片機譯碼電路1 6 1 6 L E D顯 示 屏顯示驅(qū)動電路串行通信P C 機 圖 23 硬件設(shè)計方案 系統(tǒng)軟件方案 軟件的設(shè)計除了滿足設(shè)計功能外還必須要滿足易讀寫，方便下載和編譯。 51 系列單片機端口低電平時，吸入電流可達２０ｍＡ，具有一定的驅(qū)動能力；而為高電平時，輸出電流僅數(shù)十 μＡ甚至更?。娏鲗嶋H上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒有驅(qū)動能力，所以單片機不能直接驅(qū)動 LED 顯示屏顯示。所以構(gòu)建一個 1616 的 LED 點陣屏選用四塊 88 點陣模塊。目前市場上普遍采用的點陣模塊有 8 1616幾種；這兩種屏幕構(gòu)成方法各有有缺點，單個發(fā)光二極管構(gòu)成顯示屏優(yōu)點在于當單個的發(fā)光二極管出現(xiàn)問題時只需更換一個二極管即可，檢修的成本較低，缺點在于連接線路復(fù)雜；而點陣模塊構(gòu)成的方法卻正好與之相反，模塊構(gòu)成省約了大量的連線，不過當一個 LED 出現(xiàn)問題時同在一個模塊的所有 LED 都必須被更換。 LED 點陣顯示屏 顯示部分包括了一塊至少可以顯示一個漢字的顯示屏，以及驅(qū)動該顯示屏的驅(qū)動電路。單由軟件實現(xiàn)會增加 CPU 負擔，降低其利用率，故目前常采用硬件實現(xiàn)。在串行發(fā)送時，數(shù)據(jù)是一位一位按順序進行的，而計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)是并行的。計算機數(shù)據(jù)通信主要采用并行通信和串行通信兩種方式。當該腳作輸出腳使用時，則為高電平或低電平均可。 三種設(shè)計方式相比較各有優(yōu)點且都能夠?qū)崿F(xiàn)控制功能，但單片機的技術(shù)門檻較低開發(fā)成本也較低非常適合初學者進行學習和鍛煉使用。 （ 3） EDA EDA(即 Electronic Design Automation) 即電子設(shè)計自動化，它是以計算機為工具，在 EDA 軟件平臺上，對用硬件描述語言 HDL 完成的設(shè)計文件自動地邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真 ， 直至對于特定目標芯片進行適配編譯、邏輯影射和編程下載等?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信、便本科生畢業(yè)論文 5 攜式計算機和便攜式儀表、雷達、圖像、航空、家用電器、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域， DSP具有修正的哈佛結(jié)構(gòu)，多總線技術(shù)以及流水線結(jié)構(gòu)。隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展， NMOS 工藝單片機被 CMOS代替，并開始向 HMOS 過渡。它有很強的接口性能，非常適合于工業(yè)控制 ,因此又叫微控制器 (MCU)。上位機通過通信部分向控制部分發(fā)送控制指令和顯示內(nèi)容代碼，控制部分執(zhí)行顯示指令并將顯示代碼處理后控制顯示部分的顯示內(nèi)容和顯示方式 [3]。 本科生畢業(yè)論文 4 第 2章 方案論證與選擇 系統(tǒng)硬件方案 大多數(shù)的 LED 顯示屏都在戶外，所以對硬件的質(zhì)量要求非常的高。在硬件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)有單片機端口驅(qū)動能 力不足、驅(qū)動電路工作不穩(wěn)定等問題。 （ 3）軟件編寫 根據(jù)硬件特點和設(shè)計要求，軟件選用 C 語言編寫。最終選定了以 PC 機為上位機，單片機為核心控制器件，外加譯碼電路和驅(qū)動電路的設(shè)計方案。目前我國的信息行業(yè)發(fā)展迅速，作為主要平面顯示媒介的 LED 顯示屏的作用也越練越廣泛，相關(guān)的從業(yè)人員也會越來越緊缺。 未來 LED 顯示屏會向著標準化、規(guī)范化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化的方向發(fā)展 [2]。基礎(chǔ)材料的產(chǎn)業(yè)化。 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)形成了一批 LED 顯示屏科技隊伍，在全國 LED 顯示屏行業(yè)的從業(yè)人數(shù) 6000 人中，科技人員有 2800 多人，將近 50%。全國從事 LED 顯示屏的各類企業(yè)有 100 余家，從業(yè)人員近 6000 人，行業(yè)年度銷售總額近 8 億元人民幣， 1996 年、 1997 年的增長速度均保持 40%左右， 1998 年略有回落。（ 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、車站旅客引導信息顯示。 在短短的十來年中， LED 點陣顯示屏就以 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 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。利用不同的材料可以制造不同色彩的 LED 像素點。 35 參考文獻 30 系統(tǒng)