【正文】 左移一位N ON ON OY E SN O時(shí)間顯示溫度顯示漢字移動顯示按鍵調(diào)整顯示當(dāng)前時(shí)間Y E SY E SY E S是否顯示完所有漢字 ？是否移完一個(gè)漢字 ？是否移完一個(gè)漢字 ？圖 按鍵選擇流程圖25 / 47 中斷數(shù)據(jù)處理上位機(jī)發(fā)送到控制卡上的漢字編碼是通過中斷接收數(shù)據(jù)（SBUF）再存入外部存儲器 AT24C64 存儲器中，單片機(jī)通過讀取存儲器的地址把數(shù)據(jù)送入 74HC595 的數(shù)據(jù)線上，通過行列掃描把存儲的數(shù)據(jù)顯示在 LED 顯 示屏上。表 幀格式制定通信協(xié)議如下握手同步頭顯示模式刷新率左移速度定格時(shí)間顯示內(nèi)容字符數(shù)高位字符數(shù)低位內(nèi)碼首地址結(jié)束命令字 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)上位機(jī)發(fā)送漢字編碼后，單片機(jī)中斷檢測到 RI 置高電平則進(jìn)入中斷程序并接受上位機(jī)發(fā)送過來的漢字內(nèi)碼，按地址編碼的方式存儲到 E2PROM 中，單片機(jī)再不斷從存儲器里按地址 編碼所存儲的信息去讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)然后送入 32*64 單色點(diǎn)陣屏顯示，具體流程見圖 所示0xA0 0xFA1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B 1B nB、 、 1B24 / 47結(jié)束串口初始化存入 A T 2 4 C 6 4關(guān)閉中斷提取數(shù)據(jù)顯示開始Y E SY E SY E SN ON 0N O上位機(jī)是否有數(shù)據(jù) ？是否有握手信號 ?判斷中斷是打開 ？圖 下位機(jī)接收數(shù)據(jù)流程圖AT24C64 存儲數(shù)據(jù)后調(diào)用顯示函數(shù)可以通過按鍵改變顯示屏內(nèi)容，按鍵 一直是處于不斷的掃描狀態(tài)當(dāng)檢測到有低電平時(shí)，就跳轉(zhuǎn)進(jìn)入相應(yīng)的按鍵執(zhí)行程序，LED 顯示屏就 顯示按鍵對應(yīng)的顯示內(nèi)容。上位機(jī)與下位機(jī)通信的時(shí)候?yàn)榱俗R別通信數(shù)據(jù)的所代表的含義,所以必須有通信協(xié)議。當(dāng)漢字作為ASC( )函數(shù)的參數(shù)時(shí) ，返回的是 漢字機(jī)內(nèi)碼，經(jīng) HEX()函數(shù)轉(zhuǎn)換即可得到漢字機(jī)內(nèi)碼的十六進(jìn)制數(shù)，再通過公式()就可以得到漢字的首地址，有了漢字的首地址再從字庫中提取漢字代碼，再經(jīng)過擴(kuò)展取兩次字模得到 32*64 的點(diǎn)陣字模。對于不同的字庫，漢字代碼起始位置的計(jì)算方法可能存在差異，例如 HZK16 若以 ADDRESS 表示首地址， Q 表示區(qū)碼，W表示位碼，經(jīng)分析和實(shí)踐得出 HZK16 中漢字首地址計(jì)算公式為：ADDRESS = 32 [( Q1 ) 94 +( W1 )] （式 ）在 中，獲取漢字區(qū)位碼可以用 ASC( )函數(shù)和 HEX( )函數(shù)，函數(shù) ASC( )返回一個(gè) Integer 數(shù)據(jù)，代表字符串中首字母的字符代碼。 國標(biāo)碼和區(qū)位碼的關(guān)系是：國標(biāo)碼高字節(jié) = 區(qū)碼 + 20H （式 ） 國標(biāo)碼低字節(jié) = 位碼 + 20H （式 ）所以，機(jī)內(nèi)碼與國標(biāo)碼和區(qū)位碼的關(guān)系是：機(jī)內(nèi)碼高字節(jié) = 國標(biāo)碼高字節(jié) + 80H = 區(qū)碼 + A0H （式 ）機(jī)內(nèi)碼低字節(jié) = 國標(biāo)碼低字節(jié) + 80H = 位碼 + A0H （式 ）22 / 47字模代碼按照區(qū)位碼的順序在字庫中以二進(jìn)制格式存儲，每個(gè)漢字占用 32 個(gè)字節(jié)。國標(biāo)碼 和區(qū)位碼都有 94 個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)又都有 94 個(gè)位。在漢字系統(tǒng)中使用機(jī)內(nèi)碼形式存儲漢字，國標(biāo)碼的最高位置 l 作為漢字的機(jī)內(nèi)碼。 \hzk16 For Binary As 1 //打開漢字庫Get 1, bb + n, zw(n)初始化控件屬性返回字符邊界檢查字符串轉(zhuǎn)為內(nèi)碼計(jì)算控件當(dāng)前值生成數(shù)據(jù)幀打開串口發(fā)送數(shù)據(jù)關(guān)閉串口返回窗體加載事件 窗體加載事件選擇路徑選擇文件打開文件返回打開文件事件保存文件框內(nèi)數(shù)據(jù)返回保存事件圖 上位機(jī)軟件事件流程 漢字字模的提取方法HZKl6*16 點(diǎn)陣漢字字庫可以在中文操作軟件( UCDOS)中找到現(xiàn)成的文件。 Mid(aa, 3, 2)) amp。HA1) + (CLng(amp。H amp。 Hex(zw(i))End IfIf i Mod 16 = 0 Then = ( + Chr(13) + Chr(10))End IfCall hexSendSleep 20 = Next iErase zw() 39。 Hex(zw(i)) amp。 Hex(zw(i)) //加入 0x 的十六進(jìn)制Else = amp。 , = amp。 0x0 amp。For i = 1 To 32 Step 1 39。沒有像 C 語言一樣 的具體流程，只能將各主要控件的主要事件響20 / 47應(yīng)作簡要流程說明，具體流程圖如 所示。這樣的設(shè)計(jì)，緊湊美觀， 堅(jiān)固耐用。 對于通信電纜的選擇，本設(shè)計(jì)是將通信線和電源輸入合并在一個(gè) DB9 連接器上。在同等 輸出功率下，開關(guān)電源的體積只有線性電源的四分之一，重量為線性電源的十分之一。正好滿足條屏的應(yīng)用場合。因此，在許多場合，開關(guān)電源已逐步取代線性電源。 開關(guān)電源在 LED 屏應(yīng)用中的優(yōu)勢使用開關(guān)電源，相對于線性電源來說，有以下幾個(gè)明顯的優(yōu)勢。10A 的電流容量對于條屏系統(tǒng) 3A 的滿負(fù)荷電流仍有 較大的余量。同時(shí)，條屏一般是全天候工作， 對電源系統(tǒng)的長時(shí)間工作的穩(wěn)定性要求較高。在 LED 全滅的狀態(tài)下，耗電電流為 60mA 左右；在 LED 全亮的情況下，工作 電流可以達(dá)到 3A；在滾動顯示 漢字的時(shí)候，耗 電約為 500mA 左右。為保證單片機(jī)等集成電路的穩(wěn)定工作，要求電源電壓的最大波動范圍在 之間。因此不適合做遠(yuǎn)距離通信，但是對于條屏，通信 15 米的通信距離已經(jīng)足夠。RS232C 規(guī)定最大的負(fù)載電容為 2500pF，這個(gè)電容限制了傳輸距離和傳輸速率，由于 RS232C 的發(fā)送器和接收器之 間具有公共信號地（GND），屬于非平衡 電壓型傳輸電路，不使用差分信號傳輸，因此不具備抗共模干擾的能力，共模噪聲會耦合到信號中。RS232C 是由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）正式公布的，在異步串行通信中應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線。本設(shè)計(jì) 采用 RS232C 串行通信方式。 GNDEIOBVCS1820kΩR9圖 溫度采集電路 MAX232 串行通信電路設(shè)計(jì)要使上位機(jī)能對條屏進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，顯示內(nèi)容更新等操作，就離不開和上位機(jī)的通信。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。C。C 范圍內(nèi),精度為177。C~ +125176?，F(xiàn)在新一代的“DS1820”體積更小、更經(jīng)濟(jì)、更靈活。現(xiàn)場溫度直”接口的溫度傳感器。 2176。DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn) 品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時(shí) 提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力，可以對時(shí)間進(jìn)行不掉電保存。采用三線接口與CPU 進(jìn) 行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。74HC138 為 3 線—8 線譯碼器，其工作原理為：當(dāng)一個(gè)選通端（G1）為高電平，另外兩個(gè)選通端 G2A 和 G2B 為低電平時(shí)，可將地址端（A 、B、C）的二進(jìn)制 編碼在Ｙ０至Ｙ７對應(yīng)的輸出端以低電平譯出，當(dāng)數(shù)據(jù)超過８位之后，電平拉高后可對１６數(shù)據(jù)操作。再經(jīng)過驅(qū)動管驅(qū)動對應(yīng)的行線。Q1234567GND839。穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，旁路掉電源中的高頻脈動成份。輕則對周圍無線電環(huán)15 / 47境造成電磁污染，重則使系統(tǒng)時(shí)鐘紊亂，邏輯錯誤。 由于 LED 顯示屏的工作 電流時(shí)刻在變化，造成了系統(tǒng)電壓的波動。它輸入端允許 500nS的上升（下降）時(shí)間,對嚴(yán)重畸形的時(shí)鐘脈沖仍能檢測。74HC595 在 5V 供電的時(shí)候能夠達(dá)到 30MHz 的時(shí)鐘速度，每個(gè)并行輸出端口均能承受 20mA 的灌電流和拉電流。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的控制卡接有標(biāo)準(zhǔn)的 T08 接口和 T12 接口，也適合其它型號的點(diǎn)陣屏使用本控制卡，因此控制卡的設(shè)計(jì)非常重要。4 硬件電路設(shè)計(jì) LED 控制卡電路設(shè)計(jì) LED 點(diǎn)陣屏控制卡是整個(gè) LED 顯示屏的核心控制器件，它集成了 STC12C5A60S2 主控芯片、時(shí)鐘芯片、溫度傳感器、存儲芯片、串口轉(zhuǎn)換電路為一體的控制器，它是控制點(diǎn)陣屏的核心部分，各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)必須經(jīng)過控制卡的控制。 這些字模數(shù)據(jù)就存 儲在 32 字節(jié)的字模數(shù)據(jù)緩存區(qū)中。并通過一定的算法，把上位機(jī)發(fā)送的漢字編碼轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 GB2312 漢字編碼。該緩存區(qū)與 Display_Buffer 編址連續(xù)。該算法是將 Display_Buffer 和 Temp_Buffer 中的數(shù)據(jù)首尾相接地左移一位，并不斷把 Temp_Buffer 移入 Display_Buffe。其它大部分顯示效果如：左移六字暫停，全屏定格顯示等都是以逐位左移為基礎(chǔ)。遵循結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)思路,把單片機(jī)在顯示模式時(shí)所有工作量分為以下三個(gè)任務(wù)：(1)、掃 描顯示任務(wù)：掃描顯示任務(wù)負(fù)責(zé)把 Display_Buffer 中的數(shù)據(jù)依次發(fā)送到列驅(qū)動器 74HC595，并按嚴(yán)格的時(shí)序高電平選通十六根行掃描線（Y0—Y15），使每一列數(shù)據(jù)對應(yīng)著一個(gè)行線狀態(tài)。進(jìn)入下載模式后從上位機(jī)傳送來的數(shù)據(jù)經(jīng)過 MAX232 串口存放到單片機(jī)內(nèi)部的擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲區(qū)，在 AT24C64 存儲區(qū)中開辟 192 字節(jié)（1536 位）動態(tài)顯示緩沖區(qū)Display_Buffer 和 32 字節(jié)的字模數(shù)據(jù)緩存區(qū) Temp_Buffer,兩個(gè)緩存區(qū)編址連續(xù)。 工作原理分析單片機(jī)上電復(fù)位后，先從外部存儲器 E2PROM 讀取上次存儲在內(nèi)部的顯示模式，在 32*64 單色屏中上半屏存儲時(shí)間、溫度等數(shù)據(jù)。MCU 通用 I/O 口來驅(qū)動行掃描驅(qū)動電 路。而每個(gè)顯示單元的列數(shù)據(jù)則由 16 位移位鎖存器并行輸出口提供。整個(gè)顯示單元由一個(gè)32*64 點(diǎn)陣的 LED 模 塊和一個(gè) 32 位寬的移位 鎖存器（串行—并行轉(zhuǎn)換器）構(gòu)成。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及原理分析通過對各種方案的比較與分析，初步構(gòu)建硬件系統(tǒng)框圖如圖 所示。11 / 47CPU 不僅能通過指令將某個(gè)功能 單元電路掛靠或摘離總線，還可對該單元的工作狀況進(jìn)行檢測，從而實(shí)現(xiàn)對硬件系統(tǒng)既簡單又靈活的擴(kuò)展與控制。它通過 SDA（串行數(shù)據(jù)線）及 SCL（串行時(shí)鐘線 ）兩根線和連在總線上的上位機(jī)進(jìn)行通信，并根據(jù)地址識別每個(gè)器件。連接 總線的器件的輸出必須是集電極或漏極開路，以具有線“與” 功能。FLASH 存儲器的擦除過程相對費(fèi)時(shí)，且擦除流程相對復(fù)雜。通常 NOR 型比 較適合存儲程序代 碼，其隨機(jī)讀寫速度快，容量一般較小，且價(jià)格較高，一般只能整塊讀寫數(shù)據(jù)，隨機(jī)存取能力差。因此需要在單片機(jī)外部擴(kuò)展大容量的 E2PROM。照此計(jì)算，若有 256 個(gè)需要顯示的字符，則至少需要 32B256=8192 字節(jié)（8KB）的E2PROM 存儲空間。在條屏顯示的 過程中按規(guī)定的方式取出 E2PROM 中的字模數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。經(jīng)過上面方案的比較最終確定選擇方案一，選用STC12C5A60S2 單片機(jī)作為本次設(shè)計(jì)的核心控制器，其內(nèi)部資源豐富、成本比較低廉各項(xiàng)功能均能滿足本設(shè)計(jì)的要求。ARM 與 FPGA 的組合更是功能強(qiáng)大，除了海量存儲技術(shù)，無線更新技術(shù)外，還能實(shí)時(shí)地顯示視頻信號。因此其運(yùn)算能力非常強(qiáng)大，內(nèi)部資源也十分豐富，極大的簡化了硬件設(shè)計(jì)的難度，縮短了開發(fā)周期。方案三：以 ARM（32 位 RISC 架構(gòu)高性能微 處理器）為控制器的LED 顯示屏。因此被運(yùn)用于雙基色、三基色的顯示系統(tǒng)。是近年來新興的可編程邏輯器件。9 / 47其內(nèi)部資源對于點(diǎn)陣單元模塊確定的條屏 LED 顯示屏，無論從存儲容量還是單片機(jī)的執(zhí)行速度都能很好的適用單元點(diǎn)陣模塊確定的LED 顯示屏方案二：以 FPGA（復(fù)雜可編程邏輯門陣列）為控制器的 LED 顯示屏。方案一：以單片機(jī)（STC12C5A60S2 高速單片機(jī)）為控制器的LED 顯示屏。從單片機(jī)，到 FPGA，直到現(xiàn)在的 ARM 處理器。而本設(shè)計(jì)使用是一塊完整的32*64 的點(diǎn)陣屏，能同時(shí)顯示 8 個(gè)漢字。因此為了在較遠(yuǎn)距離處獲得清晰的視覺效果，本設(shè)計(jì)選擇方案二，采用 32 個(gè) 88 點(diǎn) 陣單元，像素直徑 5mm 的 LED 模塊拼接成32*64 的 LED 顯示屏。方案一： 的小型 發(fā)光二極管組成的 8*8 的點(diǎn)陣模塊，發(fā)光亮度不足，電流過大時(shí)易燒壞，遠(yuǎn)距離觀看視覺效果模糊一般把 的屏作為室內(nèi)屏使用。(3)、能存 儲 16＊16 點(diǎn)陣漢字不少于 64 個(gè)。3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)與方案論證 設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)的任務(wù)要求完成可以控制兼容 T12 和 T08 顯示屏單元板并可擴(kuò)展顯示單元數(shù)目的單色動態(tài)調(diào)幅屏(1)、顯 示區(qū)域：單色顯示 64＊32 點(diǎn)。在幀切換的時(shí)候還要加入余輝消除處理。因而發(fā)光效率比前者高。如果用行線來做掃描線，則每 16 次循環(huán)，每行 LED 就能亮一次，其發(fā)光視覺平均亮度為直流情況下的 1/16。例如 0601 條屏（每行 6 個(gè)漢字，共 1 行），行線有 16 根，列線有 96 根 [10]。這就是動態(tài)掃描的原理。 如果高速地進(jìn)行（1）到（9）的循環(huán)，且兩個(gè)步驟間的間隔時(shí)間小于 1/24 秒，由于視覺暫留。下面用偽代碼描述動態(tài)顯示的過程。6 / 47圖 用動態(tài)掃描顯示字