【正文】 下面分別解析各種顯示效果的原理 ： 文字左移： 其移動(dòng)原理是 將 顯示在第一列的數(shù)據(jù)就丟棄了，把第二列的數(shù)據(jù)送到第一列上顯示，依次移動(dòng)顯示一屏，顯示一段時(shí)間再進(jìn)行一次移動(dòng)， 這樣 人們看起來(lái) 就呈現(xiàn)出 移動(dòng)的 效果 了 ； 文字 右移：和左移的原理一樣，只是將最右邊的第一列數(shù)據(jù)丟棄掉，將右邊第二列數(shù)據(jù)送到第一列上顯示 ； 文字上移： 所謂上移就是 將文字 向上移動(dòng)顯示，其基本原理是 將第一行的數(shù)據(jù)丟棄掉，第二行的數(shù)據(jù) 送到第一行顯示；同理，下移的基本原理也是一樣； 上 疊加顯示： 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 21 頁(yè) 共 36 頁(yè) 即第一行顯示完后繼續(xù)保留顯示，接著顯示第二行，待顯示完第 16 行后，就可以顯示。這樣就算完成了單片機(jī)對(duì) LED 顯示屏的行掃描控制。按 LED 點(diǎn)陣片在屏幕上的排列順序，單片機(jī)先對(duì)第 1 排的第 1 片 LED 點(diǎn)陣片的列驅(qū)動(dòng)鎖存器，寫入從 單片機(jī) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀得的字模數(shù)據(jù)，接著對(duì)第 2 片、第 3 片 ， 直到這一排的最后一片都寫完字模數(shù)據(jù)后，單片機(jī)再對(duì)這一排的行驅(qū)動(dòng)鎖存器寫行掃描信號(hào)，于是第 1 排第 1 行與字模數(shù)據(jù)相關(guān)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。LED 顯示屏顯示的內(nèi)容一般按字模的形式存放在單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，字模是 8 位二進(jìn)制數(shù)。在行掃描驅(qū)動(dòng)的 工作方式下，同一排 LED 點(diǎn)陣片的同名行控制引腳是并接在一條線上的，最后連接在一個(gè)行驅(qū)動(dòng)電路上；行驅(qū)動(dòng)電路中也一定有一片鎖存器，用來(lái)鎖存行掃描信號(hào)。 所以，只有當(dāng) 掃描頻率達(dá)到一定的界限時(shí)就不會(huì)引起閃爍感覺(jué)，通常稱這個(gè)頻率為臨界閃爍頻率。行掃描方式又分為 8 行掃描和 16 行掃描兩種 ，本設(shè)計(jì)采用 16 行掃描 。 漢字顯示效果 編程 與調(diào)試 要實(shí)現(xiàn)漢字的移動(dòng)，就要先弄清其顯示的原理， LED 顯示屏的基本工作原理是動(dòng)態(tài)掃描。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下 編譯 后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil軟件 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。運(yùn)行 Keil 軟件需要 WIN20xx、 WINXP、 WIN7 等 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 20 頁(yè) 共 36 頁(yè) 操作系統(tǒng)。 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)軟件 本系統(tǒng)編程與調(diào)試采用 Keil μVision3， Keil 是 美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)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(shì)，因而易學(xué)易用。該軟件有兩種工作模式：字符模式和圖形模式；默認(rèn)的工作模式是 字符 模式。 該 軟件有幾種輸出格式如 十 進(jìn)制、十六進(jìn)制 和 C 語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言格式。 （ 3） 模塊的長(zhǎng)度適中，模塊語(yǔ)句的長(zhǎng)度常采用 20～ 100 的范圍較適合，因?yàn)槟K太長(zhǎng)，對(duì)于理解和調(diào)試會(huì)發(fā)生困難，失去模塊化的優(yōu)越性；若是 太短，則為模塊所做的連接，通信等工作開(kāi)銷太大，又很不值得。 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 19 頁(yè) 共 36 頁(yè) （ 2） 模塊之間控制耦合應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，模塊之間的數(shù)據(jù)耦合應(yīng)最小，這就是模塊間的低耦合。 劃分模塊必須根據(jù)任務(wù)確定，模塊的劃分具有相當(dāng)?shù)撵`活 性，但也并不是說(shuō)靈活得可以任意劃分。 模塊說(shuō)明中應(yīng)包含對(duì)模塊功能，所用基本算法，模塊的 入口 參數(shù)和出口參數(shù)，以及它們的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和調(diào)用情況等，還應(yīng)該說(shuō)明程序中哪些數(shù)據(jù)應(yīng)該放在公共數(shù)據(jù)區(qū)可以由所有模塊訪問(wèn)，哪些數(shù)據(jù)則應(yīng)該在有直接從屬關(guān)系的模塊間傳送等。劃分模塊是一個(gè)自頂向下的程序設(shè)計(jì)過(guò)程。 其主 程序流程圖如圖 31 所示： 圖 31 主程序流程圖 分程序模塊調(diào)試的優(yōu)點(diǎn)是：?jiǎn)蝹€(gè)程序模塊易于編寫，調(diào)試和修改；便于分工，可由多個(gè)程序員編寫、調(diào)試，有利于加快工作速度；程序易讀性好；程序的修改可局部化進(jìn)行；頻繁使用的功能可以編制成模塊存在庫(kù)里供多個(gè)任務(wù)使用。 第三種就是直接結(jié)合硬件進(jìn)行調(diào)試， 其大致過(guò)程是：計(jì)算機(jī)軟 件把編譯好的程序通過(guò)串行口、并行口或者 USB 口傳輸?shù)接布娐钒逯?，這樣就可以 按事先編好的程序逐個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試。 它可以使我 大大縮減設(shè)計(jì)時(shí)間、耗資也大為減少，也可以降低電路制造的風(fēng)險(xiǎn)。課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)是 畢業(yè)生 走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。 它具有智能原理圖設(shè)計(jì)、完善的電路仿真功能、獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真以及實(shí)用的 PCB 設(shè)計(jì)平臺(tái)四大功能。Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換 到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 本次設(shè)計(jì)使用的仿真軟件 是 Proteus 仿真軟件， Proteus 軟件 是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 。 第二種是利用仿真軟件 進(jìn)行調(diào)試， 仿真軟件可以模仿實(shí)際電路 進(jìn)行軟件調(diào)試 。 軟件調(diào)試 相 對(duì)于硬件調(diào)試來(lái)說(shuō)， 測(cè)試 步驟 更 復(fù)雜更 困難 。 調(diào)試分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩大部分 ，其中硬件調(diào)試包括 單片機(jī)最小系統(tǒng) 及各功能模塊電路和 LED 點(diǎn)陣顯示屏的測(cè)試 ；軟件調(diào)試 包括各功能模塊的 測(cè)試。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向顯示屏體傳送數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號(hào)和其他控制信號(hào)，配合完成 LED 顯示屏的掃描工作。 LED 點(diǎn)陣顯示屏成品如圖 215 所示： 圖 215 LED 點(diǎn)陣顯示屏實(shí)物圖 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 17 頁(yè) 共 36 頁(yè) 3 系統(tǒng) 軟件 設(shè)計(jì)與 調(diào)試 顯示屏軟件的主要功能 是向屏體提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。由于 LED 點(diǎn)陣顯示屏使用的是雙面板，所以要檢測(cè)上層和下層之間電路的連接，各導(dǎo)線之間是否有短路、開(kāi)路等一些常見(jiàn)的問(wèn)題。在對(duì)電路板進(jìn)行調(diào)試時(shí)，先對(duì)已經(jīng)焊接好的電路板進(jìn)行上電測(cè)試， 看是否能夠正常工作，接著進(jìn)一步檢測(cè)各功能模塊電路能否正常工作。對(duì)于單片機(jī)板上 電源 電路，應(yīng)先檢查電壓轉(zhuǎn)換 電路 輸出是否正常。 在 將 芯片裝上 電路板 之前，先用萬(wàn)用表測(cè)試各個(gè)芯片供電以及接地引腳的電壓是否正常。焊接過(guò) 程中，元件不能焊太久，否則有可能損壞元件，這會(huì)給后期工作帶來(lái)很多麻煩。為了能對(duì)好過(guò)孔需要用電熨斗印制。 繪制好 PCB 圖后，接下來(lái)就是轉(zhuǎn)印 PCB 板，由于在設(shè)計(jì) LED 點(diǎn)陣屏電路中線路很多，如果使用單面板則需要很多跳線，則本次使用雙面板進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （ 3） 重量太大的元件：此類元件應(yīng)該有支架固定，而對(duì)于又大又重、發(fā)熱量多的元件，不宜安裝在電路板上。 （ 2） 高頻元件：高頻元件之間的連線越短越好，設(shè)法減小連線的分布參數(shù)和相互之間的電磁干擾，易受干擾的元件不能離得太近。 布線的 時(shí)候首先考慮的是正確性，其次逐步修改布局及走線使其美觀大方。所以在繪制原理圖時(shí)必須要仔細(xì)確保電路無(wú)誤。 首先，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定好各功能模塊，計(jì)算各元器件的參數(shù)，然后繪制原理圖。按照系統(tǒng)功能劃分， Protel 99se 主要包含 電路工程設(shè)計(jì)和電路仿真與 PLD 倆大部分。 原理圖繪制和 PCB 電路 板的制作 在本設(shè)計(jì)中，原理圖的繪制采用 Protel 99se 繪圖軟件， Protel 99se 是 Protel 公司于20xx 年推出的一款 EDA 軟件，是 Protel 家族中性能較為穩(wěn)定的一個(gè)版本。 其電路連接如圖 214 所示： 圖 214 報(bào)警電路硬件電路圖 PCB 電路板的 設(shè)計(jì)與調(diào)試 硬件設(shè)計(jì)部分一般是經(jīng)過(guò)原理圖繪制和 PCB 板的制作、電路板的焊接 這幾個(gè)步驟 。 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 15 頁(yè) 共 36 頁(yè) 報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì) 本報(bào)警電路是用來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度 上限 報(bào)警和鬧鈴響鈴作用的， 它由 基極限流電阻、三極管、蜂鳴器組成。 當(dāng)紅外接收頭沒(méi)有接收到 遙控 器發(fā)送來(lái)的紅外線 時(shí) ，其輸出端輸出高電平（約 +5V）。 當(dāng)有按鍵時(shí)就會(huì)產(chǎn)一個(gè) 低電平和 高電平的起始碼，緊接著是 26 位系統(tǒng)碼，此系統(tǒng)碼能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾，接下來(lái)是 8 位數(shù)據(jù)碼和 8 位數(shù)據(jù)反碼 ， 間隔 23ms 的高電平后，再發(fā)一個(gè)與 起 始碼完全一樣的結(jié)束碼 ，如圖 212 所示： 圖 212 遙控按鍵產(chǎn)生的波形 以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “0” ；以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “1” ，其波形如圖213 所示 ： 圖 213 二進(jìn)制碼值 “ 0”和“ 1”波形 圖 解碼器硬件以 STC12C5A60S2 高速單片機(jī)為核心 ，如圖 211 所示，圖中只給出接收紅外遙控信號(hào)的部分電路。 為了降低設(shè) 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 14 頁(yè) 共 36 頁(yè) 計(jì)成本，簡(jiǎn)化硬件電路以及簡(jiǎn)化程序，本設(shè)計(jì)采用一體化紅外接收管。指令譯碼器將編碼指令信號(hào)進(jìn)行譯碼，最后由驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路實(shí)現(xiàn)各種指令的操作控制（機(jī)構(gòu)）。當(dāng)按下指令鍵或推動(dòng)操作桿時(shí)，指令編碼電路產(chǎn)生所需的指令編碼信號(hào)，指令編碼信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，再由驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大后由發(fā)射電路向外發(fā)射經(jīng)調(diào)制定的指令編碼信號(hào) 即 發(fā)射部分包括 矩陣 鍵盤、編碼調(diào) 制、 LED 紅外發(fā)送器；接收電路一般由接收電路、放大電路、調(diào)制電路、指令譯碼電路、驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行電路(機(jī)構(gòu) )等幾部分組成。 紅外遙控的發(fā)射電路是采用 紅外發(fā)光二極管 來(lái)發(fā)出經(jīng)過(guò)調(diào)制的紅外光波；紅外接收電路由 紅外 接收二極管 、三極管 、 硅光電池組成，它們將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，再送后置放大器。 其電路連接如圖 211 所示： 圖 211 一體化紅外接 收管 1838 硬件連接圖 其 中 1 腳是輸出口接單片機(jī)； 2 腳接地；三腳接電源。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空凋機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長(zhǎng)為 ～ ；中紅外線，波長(zhǎng)為 ～ ；遠(yuǎn)紅外線，波長(zhǎng)為 ～ l000μm 之間。因此得到結(jié)論：太陽(yáng)光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見(jiàn)的光線，這就是紅外線 ，它 也可以當(dāng)作傳輸 的 媒介 。 紅外接收電路模塊設(shè)計(jì) 紅外線是太陽(yáng)光線中眾多不可見(jiàn)光線中的一種，由德國(guó)科學(xué)家霍胥爾于 1800 年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射 ,他將太陽(yáng)光用三棱鏡分解開(kāi)，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計(jì)，試圖測(cè)量各種顏色的光的加熱效應(yīng)。 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開(kāi)始。數(shù)據(jù)在時(shí)鐘（ SCLK）的上升沿串行輸入，前 8 位指定訪問(wèn)地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時(shí)鐘周期，讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)，寫操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、FFH(讀 )。 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。如果在傳送過(guò)程當(dāng)中置 RST 為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。位 5～ 1 指示操作單元的地址；最低位 R/W 為讀 /寫控制位： R/W=0，表示 DS1302 接收完指令后要進(jìn)行寫操作； R/W=1，表示 DS1302接收完指令后執(zhí)行讀操作，命令字節(jié)總是從最低位開(kāi)始輸出 。 DS1302 與 CPU的連接需要三條線，即 SCLK(7)、 I/O(6)、 RST(5)。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )。上電運(yùn)行時(shí)，在 Vcc 之前， RST 必須保持低電平。當(dāng) RST 為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作。 RST是復(fù)位 /片選線，通過(guò)把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)， DS1302 由 Vcc1 供電。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供 電。 其管腳圖及應(yīng)用電路如圖210 所示： 圖 210 DS1302 硬件連接圖 桂林電子 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 第 12 頁(yè) 共 36 頁(yè) 在 DS1302 的引腳排列 里 ， Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源 。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用 于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。故在本次 電路設(shè)計(jì)中采用 DS1302 時(shí)鐘芯片， DS1302 是美