【正文】 系統(tǒng)的軟件工具。Proteus 仿真技術即電子設計自動化。 圖 35：存儲電路 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 基于單片機的電子換號牌的設計 13 第 四 章 設計的仿真和調試 Proteus 功能介紹 在現(xiàn)代的電子設計中， Proteus 仿真技 術已經(jīng)稱為一種普遍的工具。行線輸出是低電平，一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 基于單片機的電子換號牌的設計 11 圖 33：顯示電路 按鍵部分設計 矩陣 式結構的 鍵盤 顯然比直接法要復雜一些，識別也要復雜一些，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的 單片機 的 I/O 口作為輸出端，而列線所接的 I/O口則作為輸入。 圖 31：總電路圖 電源電路設計 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 基于單片機的電子換號牌的設計 10 整個電路處在弱電供電狀態(tài)，而單片機供電是標準 5V，所以在設計的時候我們采用單片機正常工作時候的電壓設計，同時加上電容進行濾波，提高電源工作的穩(wěn)定性；另外為了能給數(shù)碼管顯示亮度的調節(jié)，我們也提供 +9V/+12V 的電源 /電池進行驅動部分電路的供電，以提高相應的電源的穩(wěn)定性，這樣根據(jù)電源不同 ，可以獲得不同的電壓，這樣可以給顯示驅動提供不同的電源，用來改變亮度。 設計的總電路圖 本電路設計主要分成四部分結構：電源部分，控制部分，顯示驅動部分，擴展部分；其中擴展部分又分為按鍵電路和存儲電路。其中單片機控制整個系統(tǒng)的運行，通過不斷的對鍵盤進行掃描，判斷是否有按下鍵，按一下了哪個一個鍵，從而執(zhí)行相應的操作。若某列為低，則該列 線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。若所有列線均為高電平，則 鍵盤 中無鍵按下。 判斷 鍵盤 中有無鍵按下 將全部行線 Y0Y3 置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。 圖 25： 3*4 矩陣鍵盤布局圖 矩陣鍵盤的識別方法 確定矩陣式 鍵盤 上 何鍵 被按下 ， 介紹一種 “行掃描法 ”。這樣，一個端口（如 P1 口）就可以構成 4*4=16 個按鍵，比之直接將端口線用于 鍵盤 多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構成 20 鍵的 鍵盤 ，而直接用端口線 則只能多出一鍵（ 9 鍵）。 矩陣鍵盤的結構和工作原理 在 鍵盤 中按鍵數(shù)量較多時，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成 矩陣形式。無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 基于單片機的電子換號牌的設計 8 行線通過上拉電阻接到 +5V 電源上。 矩陣鍵盤顯示的識別方法 矩陣 鍵盤 是單片機外部設備中所使用的排布類似于矩陣的鍵盤組 。 該電路的特點如下 : ULN2020 的每一對達林頓都串聯(lián)一個 的基極電阻 ,在 5V的工作電壓下它能與 TTL 和 CMOS 電路 直接相連 ,可以 直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。 輸入 5VTTL 電平，輸出可達500mA/50V。 圖 24： ULN2020 ULN2020 是大電流驅動陣列 ,多用于單片機、智能儀表、 PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中。 ULN2020 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達 500mA，并且能夠在關態(tài)時承受 50V 的電壓，輸出還 可以在高負載電流并行運行。 圖 22： TDA62783 管腳圖 管腳功能介紹： INPUT（ 18）是數(shù)據(jù)輸入端口 OUTPUT（ 1118）是放大后數(shù)據(jù)輸出端口 VCC（ 10）電源正極輸入端口 GND（ 9）電源接地端口 內部工作等效圖如 圖 23 所示。 驅動 IC（ TD62783 和 ULN2020）介紹 U1（ TD62783）是陽極驅動，專門驅動數(shù)碼管段顯示的驅動，是并行輸入行輸出數(shù)據(jù)結構，內部是一組達林頓管，作為電流放大和驅動供電要求 +5V ~ +35V 之間，同時每段數(shù)據(jù)輸出可以提供近 200MA 的電流需求，可以同時驅動 8段數(shù)碼管同時工作。 顯示效果 由于發(fā)光二極管基本上屬于電流敏感 器件 ，其正向壓降的分散性很大， 并且還與溫度有關，為了保證數(shù)碼管具有 良好的亮度均勻度，就需要使其具有恒定的工作電流，且不能受溫度及其它因素的影響。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。靜態(tài)驅動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用 I/O 端口多，如驅動 5 個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 58=40 根 I/O 端口來驅動，要知道一個 89S51 單片機可用的 I/O 端口才 32 個呢：） ，實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動，增加了硬件電路的復雜性。 靜態(tài)顯示驅動 : 靜態(tài) 驅動也稱直流驅動。選用時要注意產(chǎn)品尺寸 顏色，功耗，亮度，波長等。顏色有紅，綠，藍，黃等幾種。位數(shù)有半位， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 8， 10 位等等， LED 數(shù)碼管根據(jù) LED 的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解 LED 的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。 LED 數(shù)碼管介紹 LED 數(shù)碼管 （ LED Segment Displays）是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成 “8”字型的 器件 ，引線已在內部連接完成，只需 引出它們的各個筆劃，公共電極。此引腳為掉電保護后備電源之輸入引腳 顯示模塊介紹 本設計采用數(shù)碼管作為顯示模塊， 數(shù)碼管是一類價格便宜 使用 簡單，通過對其不同的管腳輸入相對的電流，使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示 時間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)的器件。 RST/VPD：復位輸入信號。當 EA=1 時， CPU 從片內 ROM 讀取指令； EA=0 時， CPU 從片外 ROM 讀取指令。 PSEN：外接程序存儲器讀選通信號。它的頻率為振蕩頻率的 1/6。 控制總線 —— ALE/PROG：地址鎖存允許 /編程信號線。 時鐘 —— XTAL1：片內振蕩器反相放大器的輸入端。 AT89C52 的主要性能 與 MCS51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 8Kbyte 字節(jié)可重復擦寫 flash 存儲器 1000 次擦寫周期 全靜態(tài)操作 :024MHz 時鐘頻率 三級加密程序存儲器 256x8 字節(jié)內部 RAM 32 個可編程 I/O 口 3 個 16 們定時器 /計數(shù)器 8 個中斷源 可編程串行 UART 通道 1 支持低功耗空閑及掉電模式 AT89C52 的內部引腳示意圖及各引腳功能 電源引腳 —— VCC 正常運行和編程校驗時為 5V 電源， VSS 為接地端。 AT89C52 有 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2 個讀寫口線， AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。 (4)節(jié)能功能：在不需要顯示時候可以進入低功耗功能，節(jié)能關閉顯示。 (2)存儲功能：需要存儲時候可以按下存儲 KEY 確認保存功能 ,可查看歷史數(shù)據(jù)。換人的數(shù)據(jù)，只需在換人那段時間顯示即可，不需要永久顯示，因而可以通過單片機內部的定時器進行定時，當定時到一定時間，自動關閉數(shù)碼管顯示，用戶也通過鍵盤按下某個鍵來手動關閉。單片機將從鍵盤輸入的有效數(shù)據(jù)，送往驅動電路，在驅動電路驅動下，數(shù)碼管顯示相應的數(shù)據(jù)。 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 基于單片機的電子換號牌的設計 2 第 一 章 設計的內容及要求 設計的內容 本系統(tǒng)由 3*4 陣列鍵盤，單片機，驅動電路，數(shù)碼管四個部分組成。換人或比賽延時信息一般需要由執(zhí)場在裁判席獲知后 ,利用按鍵人工將信息輸入換人牌 ,確認后在顯示器上顯示并到球場邊展示。s successful hosting of the 2020 Olympic Games, for sports more and more into the country, electronic products in the application of the sports fields will be more widely, the design of a simple change display device to meet the needs of actual substitutions, by using MCU, matrix keyboard, digital tube making clear the data have an input data, save data, either manually or automatically, save a query d