【正文】 參考文獻(xiàn) [1] 康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分 [M].高等教育出版社 ,2020 [2] 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分 [M]. 高等教育出版社 ,2020 [3] 羅炎林 .數(shù)字電路 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [4] 郭天祥 .51單片機(jī) C語(yǔ)言教程 [M].電子工業(yè)出版社 ,2020 [5] 李華 . MCS51單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) .北航出版 社 ,2020，（ 69） [6] 朱月秀 .單片機(jī)原理與應(yīng)用 .科學(xué)出版社 ,2020 [7] 智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì) [M].徐愛(ài)鈞 北航出版社 ,2020,(47) [8] 張冰，蘇燕辰 著 .基于 RS485總線技術(shù)的微機(jī)與智能儀表的雙向通信設(shè)計(jì) [ J ].中國(guó)測(cè)試技術(shù)， 2020 [9] 楊欣、王玉鳳、劉湘黔 .51 單片機(jī)應(yīng)用從零開(kāi)始 , 清華大學(xué)出版社 。只要擴(kuò)展單片機(jī)的 IO 接口，并增加一些 LED 點(diǎn)陣和相關(guān)芯片，就能設(shè)計(jì)出更大面積、更多花樣的 LED 電子顯示屏。 因此在后續(xù)研究中我們可以將 手持端的控制器由單片機(jī)改為ARM9 芯片，其輸入裝置也由矩陣鍵盤改為觸摸屏，這樣可以通過(guò)使用 QT 等軟件編寫漢字輸入法的功能的程序，借助操作系統(tǒng)強(qiáng)大的功能，進(jìn)一步完善該系統(tǒng)的功能。 改進(jìn)措施 由于個(gè)人基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí)有限，還有許多地方需要改進(jìn)。通過(guò)我們?cè)囎鲈?課題 ，結(jié)果表明： 研究 由易到難，由單元到綜合，循序漸進(jìn)， 設(shè)計(jì) 內(nèi)容合理；課內(nèi)與課外結(jié)合，必做與選做結(jié)合， 設(shè)計(jì) 方法得當(dāng)。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我掌握了做科學(xué)研究的基本方法和思路，為今后的工作打下了基礎(chǔ)，現(xiàn)將感受總結(jié)如下： 總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的完成了一個(gè)課題，而是使我初步的掌握了科學(xué)研究的步驟與方法，鞏固了我的專業(yè)知識(shí)，練習(xí)了我的實(shí)際操作能力 。設(shè)計(jì)同時(shí)引用 MAX232 作為 LED 驅(qū)動(dòng)芯片，解決了多位 LED 數(shù)碼管同時(shí)顯示的問(wèn)題硬件結(jié)構(gòu)緊湊，成本底。本文主要介紹了單片機(jī)實(shí)現(xiàn)籃球記分牌的整個(gè)設(shè)計(jì)流程，采用 C語(yǔ)言編寫程序。硬件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是： LED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)、 串行通信設(shè)計(jì)以及輔助功能的設(shè)計(jì) 。為了更深入的理解并掌握大學(xué)所學(xué)內(nèi)容，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題選擇了由 魏勇 老師指導(dǎo)的“ 電子記分牌顯示端 ” 的設(shè)計(jì)與分析。我們的課程以數(shù)電、模電為基礎(chǔ)，進(jìn)一步又學(xué)習(xí)了單片微機(jī)原理與接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制、虛擬儀器等專業(yè)課程。 開(kāi)始 設(shè)置一幀顯示時(shí)間 設(shè)片選 1，指針查詢數(shù)據(jù)上部并顯示 設(shè)片選 2，指針查詢數(shù)據(jù)下部并顯示 關(guān)顯示并調(diào)整指針 是否顯示完 一幀時(shí)間是否到 結(jié)束 延時(shí) 延時(shí) 第 28 頁(yè)（共 40頁(yè)） 5 總結(jié) 設(shè)計(jì) 的收 獲與體會(huì) 為期 幾個(gè) 月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，也就意味著我的大學(xué)生活即將結(jié)束 ,但在這一個(gè)學(xué)期的時(shí)間里我學(xué)到了很多知識(shí)和技能。 程 序設(shè)計(jì)、調(diào)試與燒寫 根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和硬件的連接情況， 軟件程序主要由開(kāi)始、初始化、主程序、字庫(kù)組成。該字符用于接收端數(shù)據(jù)的同步。如果兩者數(shù)據(jù)不一致，可發(fā)回握手信號(hào)，要求重新發(fā)送。通過(guò)修改該字節(jié)，可以選擇顯示不同的隊(duì)名； 第 2個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)格式為 0x00,其默認(rèn)的數(shù)據(jù)范圍是 0～ 9，表示比賽的場(chǎng)次； 第 3和 4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)格式為 0x12， 0x28,其默認(rèn)的數(shù)據(jù)范圍是 0～ 59，表示比賽倒計(jì)時(shí)時(shí)間和分和秒； 第 5和 6個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)格式為 0x25， 0x23,其默認(rèn)的數(shù)據(jù)范圍是 0～ 99，表示比賽雙方的比分； 第二部分：重復(fù)以上第一部分的 7 個(gè)字節(jié)。 125 頻道，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要。本 設(shè)計(jì) 所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量只有 16bps，因此完全滿足要求。 b. 在 +10dBm 情況下，開(kāi)闊地帶的最大傳輸距離為 1000 米，而一般球場(chǎng)周圍 的活動(dòng)距離一般不超過(guò) 100 米，因此完全滿足本 設(shè)計(jì) 需求。因此完全滿足實(shí)際需求。 顯示端總功耗： ++9+=≈ 12W。 c. LED 數(shù)碼管的功耗：采用高亮 LED，每個(gè)數(shù)碼管功耗約為 300 mW，總功耗： 9*300=。 :STC89LE52 單片機(jī)正常工作模式典型功耗為47mA， 5V 供電情況下，兩塊系統(tǒng)板的功耗為： 5V*7mA*2=70mW。因此完全滿足實(shí)際需求。若采用容量為 2Ah/5V 鋰電池供電，工作時(shí)間為 2020/500=4 小時(shí)。 c. RF905 射頻模塊 TX Mode: 在 +10dBm 情況下，電流 為 30mA，低功耗 工作，待機(jī)模式下?tīng)顟B(tài)僅為 ，長(zhǎng)期處于 TX Mode 下，功耗為30mA*=100mW。 :STC89LE52 單片機(jī)正常工作模式典型功耗為4～ 7mA， 5V 供電情況下，兩塊系統(tǒng)板的功耗為： 5V*7mA*2=70mW。 ShockBurst RX 接收流程 ： A. 當(dāng) TRX_CE 為高、 TX_EN 為低時(shí)， RF905 進(jìn)入 ShockBurstTM 接收模式； B. 650us 后， RF905 不斷監(jiān)測(cè)，等待接收數(shù)據(jù)； C. 當(dāng) RF905 檢測(cè)到同一頻段的載波時(shí)，載波檢測(cè)引腳被置高； D. 當(dāng)接收到一個(gè)相匹配的地址， AM 引腳被置高； E. 當(dāng)一個(gè)正確的數(shù)據(jù)包接收完畢， RF905 自動(dòng)移去字頭、地址和 CRC 校驗(yàn) 位，然后把 DR引腳置高 F. 微控制器把 TRX_CE 置低， nRF905 進(jìn)入空閑模式； G. 微控制器通過(guò) SPI 口，以一定的速率把數(shù)據(jù)移到微控制器內(nèi)； H. 當(dāng)所有的數(shù)據(jù)接收完畢， nRF905 把 DR引腳和 AM引腳置低； I. nRF905 此時(shí)可以進(jìn)入 ShockBurstTM 接收模式、 ShockBurstTM 發(fā)送模式或關(guān)機(jī)模式。 RX Mode: (9) 標(biāo)準(zhǔn) DIP間距接口，便于嵌入式應(yīng)用 因此我們選用了 RF905 無(wú)線模塊作為本次 擴(kuò)展部分 的通信載體 [26] 。 實(shí)物 圖 第 20 頁(yè)（共 40頁(yè)） 圖 15 遙控電子記分牌顯示端的實(shí)物圖 擴(kuò)展 部分 遙控電子記分牌 該 模塊是 在綜合 設(shè)計(jì) 的基礎(chǔ)上，增加無(wú)線射頻模塊，實(shí)現(xiàn)遙控功能。為了符合視覺(jué)暫留要求，點(diǎn)掃描方法的掃描頻率必須大于 16 64=1024 Hz，周期小于 1 ms 即可。注：本設(shè)計(jì) 取模方式為列掃描，取模走向?yàn)榈臀辉谇埃煮w為華文新魏，陽(yáng)端 IO 口行驅(qū)動(dòng)順序由上往下： P00P07,P20P27。 上述方法雖然能夠讓我們弄清楚漢字點(diǎn)陣代碼的獲取過(guò)程，但是依靠人工方法獲取漢字代碼是一件非常繁瑣的事情。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，還是由下往上掃描，即從 P20 向 P27，從圖 11可以看到，這列全不亮，即為 00000000，十六進(jìn)制為 00h。漢字可拆分為上部和下部，上部由 8 16 點(diǎn)陣組成，下部也由 8 16 點(diǎn)陣組成。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在 256 象素范圍內(nèi)的任何 圖形。即國(guó)標(biāo)漢字庫(kù)中的每一個(gè)字均由 256 點(diǎn)陣來(lái)表示。 單片機(jī) STC89LE52RC 按照設(shè)定的程序在 P0和 P2 接口輸出與內(nèi)部漢字對(duì)應(yīng)的代碼電平送至 LED 點(diǎn)陣的行選線 (高電平驅(qū)動(dòng) )，從而選中相應(yīng)的象素 LED 發(fā)光，并利用人眼的視覺(jué)暫留特性合成整個(gè)漢字的顯示。 第 17 頁(yè)（共 40頁(yè)） 圖 12 8 8點(diǎn) 陣 LED外 觀 及引 腳 圖 13 LED點(diǎn) 陣及 LED數(shù)碼管在 PROTEUS下的仿真圖 LED 點(diǎn)陣顯示屏采用 16 16共 256 個(gè)象素的點(diǎn)陣顯示一個(gè)漢字，通過(guò)萬(wàn)用表檢測(cè)發(fā)光二極管的方法測(cè)試判斷出該點(diǎn)陣的引腳分布。 8 8 點(diǎn)陣數(shù)碼管： 8 8 點(diǎn)陣 LED 的工作原理 :只要其對(duì)應(yīng)的 X、 Y軸順向偏壓，即可使 LED發(fā)亮。 方案二：點(diǎn)陣行掃描用單片機(jī) I/O 口，列掃描用 74HC154 地址譯碼器，譯碼器只需二個(gè) I/O口控制，這樣就可以剩余更多的 I/O 資源做其他事情。 鑒于上述原因 , 我們采用方案二。動(dòng)態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式 , 復(fù)用的程度不是無(wú)限增加的 , 因?yàn)槔脛?dòng)態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實(shí)質(zhì)是利用了人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)短 , 發(fā)光的亮度等因素。動(dòng)態(tài)顯示可以避免靜態(tài)顯示的問(wèn)題，但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng) ,易造成亮度低 ,閃爍。對(duì)于靜態(tài)顯示方式方式 ,靜態(tài)顯示的亮度高，占用 CPU 的時(shí)間短，但它所需的譯碼驅(qū)動(dòng)裝置很多 ,引線多而復(fù)雜 ,成本高 ,且 可靠性也較低。若為 1 則表示二極管被點(diǎn)亮。 1. 方案論證 （ 1） 顯示部分 顯示部分是本次 研究 最核心的部分，對(duì)于 LED8 8 點(diǎn)陣顯示有以下兩種方案 ， 分為動(dòng)態(tài)顯示子程序和靜態(tài)顯示子程序，動(dòng)態(tài)顯示與靜態(tài)顯示比較各有優(yōu)缺。本 模塊 中是采用一片 STC89LE52RC 單片機(jī)為核心器件， 16塊 8 8 LED點(diǎn)陣數(shù)碼管以及其他一些中規(guī)模集成芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)的，能實(shí)現(xiàn)不同字體的左右滾動(dòng)及靜止顯示功能，并能調(diào)節(jié)其滾動(dòng)速度。 單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED 點(diǎn)陣顯示 為了更加方便快捷地顯示各種實(shí)時(shí)信息， LED 點(diǎn)陣顯示屏已經(jīng)慢慢融入了我們的生活。//時(shí)間不能太短，否則閃爍 } } 根據(jù)本 部分 的要求，我們需要用 LED 顯示 11 個(gè)數(shù)字，其代表的數(shù)據(jù)如下：第 0～ 2 數(shù)碼管顯示甲隊(duì)的得分； 3～ 5數(shù)碼管顯示乙隊(duì)的得分； 6數(shù)碼管顯示當(dāng)前的比賽場(chǎng)次； 7～ 10 數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)的時(shí)間。 } delay(10)。(dot==0)) { P1amp。//數(shù)碼管段顯 if((i==8)amp。i++) { 第 15 頁(yè)（共 40頁(yè)） P2=tab2[i]。 for(i=0。由于人眼的殘留效應(yīng)，這 11 個(gè)數(shù)碼管看上去幾乎是同時(shí)顯示。 第 14 頁(yè)（共 40頁(yè)） 圖 11 LED動(dòng)態(tài)掃描電路圖 顯示時(shí)，其顯示數(shù)據(jù)從 STC89LE52RC單片機(jī)的 P1口輸出送往寄存器 74LS254的 A 端，然后驅(qū)動(dòng)后將變成的并行數(shù)據(jù)從輸出端 Q0～ Q7輸出，將輸出的 LED段選碼同時(shí)送往數(shù)碼管 LED0～ LED10。本 部分 利用單片機(jī)的一個(gè)并行 I／ O口實(shí)現(xiàn)多個(gè) LED 顯示的簡(jiǎn)單方法， 圖 11所示是該電路的硬件原理圖。本 部分 利用了動(dòng)態(tài)掃描的方法，利用該方法設(shè)計(jì)的多路 LED 數(shù)碼管顯示系統(tǒng)具有硬件設(shè)備簡(jiǎn)單，可移植性好，成本低廉的特點(diǎn)，在各種儀表顯示系統(tǒng)中應(yīng)用效果良好。常用的為 4～ 8位八段 LED數(shù)碼管顯示器，即需要 4～ 8個(gè) LED 數(shù)碼管。 單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED 顯示 該 模塊 分為兩部分內(nèi)容，一部分為單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED 數(shù)碼管顯示，另一部分為單片機(jī)驅(qū)動(dòng) LED點(diǎn)陣顯示。 } } 在以上串口中斷的子程序中 ,我們?cè)O(shè)置了一個(gè)判斷條件 ,如果單片機(jī)處于收到來(lái)自外部的串口中斷的狀態(tài) ,則跳轉(zhuǎn)到接受數(shù)據(jù)狀態(tài) ,反之 ,如果狀態(tài)為發(fā)送數(shù)據(jù) ,則工作在發(fā)送多個(gè)字節(jié)的狀態(tài)。 transmitONE(RxBuf[6])。 transmitONE(RxBuf[4])。 transmitONE(RxBuf[2])。 //onceitinterrupted ,clear the flag!!MCUPC發(fā)送數(shù)據(jù) transmitONE(RxBuf[0])。 count=0。)) { RxBuf[count]=39。(RxBuf[count2]==39。)amp。 } if((ch==39。 count++。 ch=SBUF。 第 12 頁(yè)（共 40頁(yè)） ch=0。軟件界面如下圖 6 所示，我們先要設(shè)置一下串口通訊的參數(shù)，將波特率調(diào)整為 9600,串口選擇為 COM1，當(dāng)然將實(shí)驗(yàn)室提供的 51 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的串口也要和電腦的 COM1 連接，將燒寫有以下程序的單片機(jī)插入單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的萬(wàn)能插座中，并接通 51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板的電源，這時(shí)只要按下 K1一次，在 串口調(diào)試助手軟件的接收區(qū)界面中就會(huì)增加一個(gè)“ AF”字符，表示單片機(jī)向電腦發(fā)送“ AF”字符成功。實(shí)驗(yàn)室所提供的 51 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上已經(jīng)裝配好了全部硬件。我們采用了三線制連接串口，也就是說(shuō)和電腦的 9 針串口只連接其中的 3 根線：第 5 腳的 GN、 D 第 2 腳的 RXD、第 3腳的 TXD。 主要 內(nèi)容 51 單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口 [7]，所以單片機(jī)和電腦之 間可以方便地進(jìn)行串口通訊。 設(shè)計(jì) 要求 利用單片機(jī)串行口，實(shí)現(xiàn)與一臺(tái)計(jì)算機(jī)串行口之間的通信。 單 5V 電源工作 兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器及兩個(gè)接收器 177。 該器件符合 TIA/EIA232F 標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將 TIA/EIA232F 電平轉(zhuǎn)換成 5V TTL/CMOS 電平。 第 9 頁(yè)（共 40頁(yè)） MAX232 芯片的介紹 圖 8 MAX232電平轉(zhuǎn)換 原理圖 簡(jiǎn)介 該產(chǎn)品是由德州儀器公司（ TI）推出的一款兼容 RS232 標(biāo)準(zhǔn)的芯片。 由結(jié)構(gòu)圖與電路框圖可以知道 記分牌顯示終端的設(shè)計(jì) 有 以下兩個(gè)部分： 片機(jī)串