【正文】 GND 地 RST 復(fù)位腳 I/O 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳 SCLK 串行時鐘 Vcc1,Vcc2 電源供電管腳 串行通信 C 1+1V+2C 13C 2+4C 25V6T 2O7R 2I8R 2O9T 2I10T 1I11R 1O12R 1I13T 1O14G N D15V C C16U6M A X 2 32 C P EC60 .1C10 .1C20 .1C30 .1162738495R S 2 32P D 0P D 1+5+5 圖 串行通信電路 這是 232 串口通信的一個典型電路， Max232 產(chǎn)品是由德州儀器公司（ TI）推出的一款兼容 RS232 標準的芯片。 時鐘 /RAM 的讀 /寫蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達 31個字節(jié)的字符組方式通信。 DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到三個口線 (1)RES(復(fù)位 )， (2) I/O(數(shù)據(jù)線 )， (3)SCLK(串行時鐘 )。 圖 復(fù)位電路 實時時鐘 DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一個實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM， 通過簡單的串行接口與單片機進行通信。 C 1 41 0 u FC 1 51 0 u F+3+5C 1 70 .1 uG N D1V IN3V O U T 12V O U T 24A11 1 1 7 3 .3 V 圖 電源轉(zhuǎn)換電路原理 晶振電路 由于 MSP430有三個晶振源，兩個外部晶振，一個內(nèi)部 RC晶振，所以在晶振電路中我連了兩個外部晶振一個 32768Hz,另一個是 8MHz。 電源電路 本系統(tǒng)需要使用 +5V和 +3． 3V的直流穩(wěn)壓電源，其中 MSP430Fl49 及部分外圍器件需要 +3． 3V電源，另外部分需要 +5V 電源。 MSP430系列單片機的所有外圍模塊的控制都是通過特殊寄存器來實現(xiàn)的，故其程序的編寫相對簡單。 2)高效 16位 RISCCPU， 27條指令， 8MHz時鐘頻率時，指令周期時間為 125ns，絕大多數(shù)指令在一個時鐘周期完成； 32kHz 時鐘頻率時， 16 位 MSP430 單片機的執(zhí)行速度高于典型的 8位單片機 20MHz時鐘頻率時的執(zhí)行速度。 圖 單片機 MSP430的各個引腳 單片機 MSP430 的特點 MSP430F149 芯片是美國 TI 公司推出的超低功耗微處理器，有 60KB+256 字節(jié) FLASH， 2KBRAM，包括基本時鐘模塊、看門狗定時器、帶 3個捕獲／比較寄存器和 PWM輸出的 16 位定時器、帶 7個捕獲／比較寄存器和 PWM輸出的 16位定時器、 2個具有中斷功能的 8位并行端口、 4個 8位并行端口、模擬比 較器、 12位A／ D轉(zhuǎn)換器、 2個串行通信接口等模塊。 硬件電路的總體設(shè)計 本設(shè)計硬件部分包括上位機和下位機兩個部分，即充當采集數(shù) 據(jù)的主機，和接收數(shù)據(jù)，并顯示出來的從機，由此可見，主機的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜一下，包括時鐘模塊，溫度、光照采集電路，串口以及無線模塊，從機相對簡單一下，除了單片機典型最小系統(tǒng)電路，只要接上無線模塊，用以接收主機發(fā)出的數(shù)據(jù)，還有點陣模塊，將外界的信息顯示出來就可以了。為該模塊化 LED 顯示屏控制系統(tǒng)具有更加方便和靈活性，特對系統(tǒng)的硬件做了精心設(shè)計。 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)置 由第二章的系統(tǒng)整體設(shè)計方案的確定，我們開始著手選擇各個模塊所使用的硬件。 最終方案的確定 綜上所述，在本次設(shè)計中單片機選定為 MSP430，無線模塊選定為 NRF2401，點陣屏選定位 LED 點陣單色圖文顯示屏且驅(qū)動模塊為動態(tài)掃描。該方法能驅(qū)動較多的 LED，控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機的資源。這種方法可以直接驅(qū)動 LED，原理簡單，驅(qū)動能力強，LED的亮度也可以通過限流電阻調(diào)節(jié)，非常方便，但此種方法太浪費單片機 的 I/O口，只適合于較小的系統(tǒng)。 其中的 LED 點陣單色圖文動態(tài)條幅屏（ 下文中簡稱 條屏），因為成本低廉、可靠性高、顯示效果優(yōu)良，所以成為點陣式 LED 漢字廣告屏中的主流產(chǎn)品。 按顯示器件分類 LED 數(shù)碼顯示屏：顯示器件為 7 段碼數(shù)碼管，適于制作時鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的 電子顯示屏。 雙基色顯示屏：紅和綠雙基色， 256 級灰度、可以顯示 65536 種顏色。 將以上三種芯片進行對比 ， 從距離，硬件復(fù)雜度和編程方面考慮， 選擇方案三 中 nordic 公司出品的 NRF2401 芯片構(gòu)成無線通信模塊 。 NRF2401 模塊 挪威 nordic 公司推出的單片射頻發(fā)射器芯片 NRF2401 基本特征如下： 全球開放 ISM 頻段免許可證使用； 最高工作速率 1Mbps，高效 GFSK 調(diào)制，抗干擾能力強，適合工業(yè)控制場合； 可直接接各種單片機使用，軟件編程非常方便； 收發(fā)完成中斷標志，每次最多可發(fā) 28 字節(jié)； CLK， DATA， DR 三線接口，軟件編簡單。 單次最多可發(fā)送接收 32 字節(jié)，并可軟件設(shè)置發(fā)送 /接收緩沖區(qū)大小 2/4/8/16/32字節(jié) ， 其配置非常方便， 功耗比較低，由于頻段的限制，本方案放棄。 最高發(fā)射速率 50KBPS， 10dbm 發(fā)射功率條件下，配置外置鞭狀天線有效通信距離在 300 米左右 。另外他帶有硬件乘法器在處理一些運算時速度也較快，基于以上各種優(yōu)點，最終方案確定為單片機 msp430。 時鐘，溫度傳感器和無線模 塊，以及廣告屏的編程，上位機與下位機的軟件流程設(shè)計思路如下：下位機上電后，先初始化內(nèi)部變量、時鐘、信息采集及通信模塊，然后進行信息采集，下位機將采集到的信息通過無線模塊依次發(fā)送出去，上位機采集到時鐘，溫度以及光照信息之后，將日期時間，環(huán)境溫度及光信息顯示在液晶顯示模塊上，然后保存在 EEROM里面，掉電不丟失。主機通過采集溫度、日期、光照等信息并將其顯示到 LED廣告屏上。在保證程序沒有錯誤的情況下，將 msp430 發(fā)送程序和 msp430 接收程序分別燒到相應(yīng)的兩個單片機內(nèi)，這樣即完成了軟件部分。 （ 3）深入研究該課題涉及到的軟件知識，并用 C語言編寫程序，最后仿真，將仿真結(jié)果記錄下來并進行分析。目前，對于那些需要顯示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相對比較低的場合，使用大、小屏幕 LED點陣顯示器是比較經(jīng)濟適用的，它可以用單片機控制實現(xiàn)顯示字符、數(shù)字、漢字和簡單圖形，可以根據(jù)需要使用不同字號、字 型。 隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展， LED顯示屏作為信息傳播的一種重要手段成為現(xiàn)代信息化社會的一個閃亮標志。在我國改革開放之后，特別是進入 90 年代國民經(jīng)濟高速增長，對公眾場合發(fā)布信息的需求日益強烈， LED顯示屏的出現(xiàn)正好適應(yīng)了這一市場形勢，因而在 LED顯示屏的設(shè)計制造技術(shù)與應(yīng)用水平上都得到了迅速的提高，生產(chǎn)也得到了迅速的發(fā)展，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，成為光電子行業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。它是集微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、計算機技術(shù)、 信息處理技術(shù)于一體的顯示系統(tǒng)，是目前國際上極為先進的顯示媒體。進入八十年代后， LED在發(fā)光波長范圍和性能方面大大提高，并開始形成平板顯示產(chǎn)品即 LED 顯示屏。例如，本 文所要論述的通過單片機來控制LED點陣顯示。以前采用硬件電路實現(xiàn)的大部分控制功能，正在用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)。我們可以開發(fā)利用單片機系統(tǒng)以獲得很高的經(jīng)濟效益。正因為單片機有如此多的優(yōu)點，因此其應(yīng)用領(lǐng)域之廣，幾乎到了無孔不入的地步。 研究課題的目的與意義 單片機自 20世紀 70年代問世以來，以極其高的性能價格比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。 這類的點陣屏常用的通信方式是經(jīng)過一條 RS232 串口線與電腦連接更換信息，操作簡單，使用方便，但是硬件連接上也會有一些局限性，因為需要連接的線比較多，如果要采集遠距離信息需要的傳輸線太長，影響精確度。 據(jù) 調(diào)查顯示，人們接收的信息有 2/3的信息是通過眼睛取得的。 NRF2401 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） III 目 錄 第 1 章 緒論 ..................................................................................................................................... 1 引言 ............................................................................................................................... 1 研究課題的目的與意義 ............................................................................................... 1 課題研究的主要內(nèi)容 ................................................................................................... 2 第二章 論文方案設(shè)計 ..................................................................................................................... 4 系統(tǒng)方案總體分析 ....................................................................................................... 4 單片機的選擇 ............................................................................................................... 4 C51單片機 ............................................................................................................ 4 Mega16單片機 ...................................................................................................... 5 MSP430單片機 ...................................................................................................... 5 無線模塊的選擇 ........................................................................................................... 5 NRF905 模塊 ............................................................................................................ 5 CC1020 模塊 .......................................................................................................... 6 NRF2401 模塊 ........................................................................................................ 6 LED廣告屏 的選擇 ........................................................................................................ 7 按顏色分類 ............................................................................................................ 7 按顯示器件分類 ......................