【正文】 項(xiàng)目的建立，如圖210所示。這里須注意，所設(shè)定的存儲(chǔ)路徑應(yīng)當(dāng)僅由英文字符組成，否則開發(fā)軟件將無法識(shí)別。圖26 選取PIC芯片型號(hào)為PIC16F723在新窗口中選取編譯器為“HITECH Universal ToolSuite”，并點(diǎn)擊“下一步（N）”如圖27所示。圖24 新建一個(gè)項(xiàng)目在彈出窗口中點(diǎn)擊“下一步（N）”，如圖25所示。[9]運(yùn)行MPLAB IDE ，軟件窗口如圖23所示。 MPLAB IDE簡介MPLAB IDE 是一種在 PC 機(jī)上運(yùn)行的軟件，用來為Microchip 單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用程序。用戶使用PowePCB軟件，可以完成PCB元件布局、布線設(shè)計(jì)等一些列PCB電路板開發(fā)所需對(duì)工作，極大地提高了PCB電路板的開發(fā)效率[8]。[7]此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使用OrCAD繪制顯示板的電路原理圖，并生成“.asc”格式的網(wǎng)絡(luò)文件，為PowerPCB提供可導(dǎo)入到網(wǎng)絡(luò)文件。OrCAD是一個(gè)混合名詞，反映了軟件的發(fā)源地：俄勒岡(Oregon)+ 計(jì)算器輔助設(shè)計(jì)（CAD）。LED_VDD為電路提供驅(qū)動(dòng)高電平輸入LED_VSS為電路提供接地端VSS為邏輯電路提供地信號(hào)低電平輸入VDD為邏輯電路提供高電平輸入 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使用OrCAD作為電路原理圖設(shè)計(jì)軟件，使用PowerPCB作為PCB開發(fā)軟件，使用MPLAB IDE 。表21 HT1632C芯片管腳定義（續(xù)）I片選信號(hào)輸入端。在每個(gè)時(shí)鐘的上升沿，數(shù)據(jù)寫入HT1632C芯片I讀數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)端。OSCI/O如果設(shè)置為片上RC主模式，系統(tǒng)時(shí)鐘源來自片上RC晶振，并且系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)由OSC管腳輸出；如果設(shè)置為從模式或者片外時(shí)鐘主模式，系統(tǒng)時(shí)鐘源是經(jīng)由OSC管腳得到的外部時(shí)鐘信號(hào)。[6]表21 HT1632C芯片管腳定義管腳名稱輸入/輸出 （I/0）描述ROW0～ROW23O行驅(qū)動(dòng)管腳，這些管腳驅(qū)動(dòng)LEDROW24/COM15～ROW31/COM18O驅(qū)動(dòng)LED輸出或者COM端輸出。[6]HT1632C芯片的管腳圖如圖22所示。該驅(qū)動(dòng)芯片是一款內(nèi)存映射LED顯示驅(qū)動(dòng)芯片，它可以選擇328或2416驅(qū)動(dòng)模式。UART模塊用于實(shí)現(xiàn)串行通信[4]；Timer0模塊作為看門狗定時(shí)器，可在串行通信發(fā)生故障時(shí)保證顯示屏工作的穩(wěn)定[5]。[2]此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所使用的PIC單片機(jī)型號(hào)為PIC16F723，其管腳圖如圖21所示。第二章 基礎(chǔ)理論背景 PIC單片機(jī)概述PIC系列單片機(jī)是Microchip所開發(fā)單片機(jī)的主打型號(hào)，其CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，采用Harvard雙總線結(jié)構(gòu)，具有運(yùn)行速度快，工作電壓低，功耗小，輸入輸出直接驅(qū)動(dòng)能力較大等優(yōu)點(diǎn)?！?0*2 LED Smartie”顯示屏雖然僅僅實(shí)現(xiàn)了更改顯示內(nèi)容與顯示亮度這兩項(xiàng)基本功能，但通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們已得到開發(fā)此類顯示屏的基本框架。首先，“20*2 LED Smartie”可顯示常用ASCII碼字符，能用于顯示英文信息，具有一定的實(shí)用價(jià)值。用戶只需操作上位機(jī)軟件即可簡便地實(shí)現(xiàn)對(duì)“20*2 LED Smartie”顯示屏的控制。最終產(chǎn)品通過miniUSB線與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)通信后，其命令、數(shù)據(jù)的控制流向如圖11所示。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使用Sure Electronics公司的DEDD210驅(qū)動(dòng)板作為“20*2 LED Smartie”顯示屏的驅(qū)動(dòng)板，使用開源軟件“LCD Smartie”作為上位機(jī)軟件?！?0*2 LED Smartie”顯示屏是一個(gè)簡易的可顯示202個(gè)字符的LED點(diǎn)陣顯示屏，所顯示的字符為57點(diǎn)陣常用ASCII碼字符。在LED顯示的眾多應(yīng)用領(lǐng)域中，交通信息的顯示是其中的重要應(yīng)用領(lǐng)域之一，各類信息顯示設(shè)備成為機(jī)場、火車站、碼頭、公交車站、高速公路、城市道路、停車場等面向公眾發(fā)布信息的主導(dǎo)手段，其中，LED顯示以其高亮度、高可靠性等特點(diǎn)受到青睞。第三階段從1999年開始，紅、純綠、純藍(lán)LED管大量涌入中國，同時(shí)國內(nèi)企業(yè)進(jìn)行了深入的技術(shù)研發(fā)工作，使用紅、綠、藍(lán)三原色LED的全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，并大量進(jìn)入體育場館、會(huì)展中心、廣場等公共場所，從而將國內(nèi)的大屏幕帶入全彩時(shí)代。視頻控制、圖像處理、光纖通信等技術(shù)的應(yīng)用將LED顯示屏提升到了一個(gè)新的臺(tái)階。用于顯示文字和簡單圖片，主要應(yīng)用在車站、金融證券、銀行、郵局等公共場所，作為公共信息顯示工具。 Dot Matrix Display Board目 錄第一章 緒論 1 LED顯示屏的發(fā)展 1 1第二章 基礎(chǔ)理論背景 3 PIC單片機(jī)概述 3 LED驅(qū)動(dòng)芯片HT1632C概述 3 5 OrCAD簡介 5 PowerPCB簡介 5 MPLAB IDE簡介 5第三章 硬件部分 12 12 12 138 LED點(diǎn)陣模塊 13 局部原理圖 13 15 15 16 18第四章 軟件部分 19 Smartie 19 19 19 19 22 23 23 23 24 27第五章 系統(tǒng)測(cè)試 33 33 33 34結(jié)束語 36致 謝 37參考文獻(xiàn) 38附錄一：驅(qū)動(dòng)板原理圖 39附錄二：顯示板原理圖 41附錄三：程序代碼 42南京郵電大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒論 LED顯示屏的發(fā)展[1]LED顯示屏是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的新型平板顯示器件，由于具有亮度高、畫面清晰、色彩鮮艷等優(yōu)點(diǎn)，它在公眾多媒體顯示領(lǐng)域一枝獨(dú)秀，且市場空間巨大，LED顯示屏市場也隨技術(shù)發(fā)展而不斷攀升。此畢業(yè)設(shè)計(jì)所開發(fā)出的產(chǎn)品具有一定的實(shí)用價(jià)值，若加以改進(jìn)（如增加無線模塊，光敏元件等），可實(shí)現(xiàn)更多功能。摘 要本設(shè)計(jì)旨在開發(fā)一個(gè)簡單的LED 12816點(diǎn)陣顯示板，該顯示板的開發(fā)包括硬件開發(fā)與軟件開發(fā)兩部分：硬件部分開發(fā)，在OrCAD環(huán)境中繪制顯示板的原理圖，在PowerPCB環(huán)境中繪制顯示板的PCB電路圖；軟件部分，在MPLAB IDE環(huán)境中完成對(duì)PIC單片機(jī)的程序開發(fā)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最終成果為完成工裝的LED點(diǎn)陣顯示屏，PC機(jī)通過miniUSB線與顯示屏連接，用戶可通過PC機(jī)向顯示屏發(fā)送命令或數(shù)據(jù)，進(jìn)而控制顯示屏的顯示。關(guān)鍵詞：LED；點(diǎn)陣顯示屏ABSTRACT This project includes hardware designing and software designing. OrCAD is used for the schematic designing, PowerPCB is used for the PCB designing, and MPLAB IDE is used for the programme. This project generates a LED dot matrix display board, which is industrial packed. PC may connect with it via a miniUSB line, and users may use the PC to send mands or data to the LED dot matrix display board. This product is useful, and it may have more functions if it is modified, such as add a wireless module, a photoactive module and so on.Key words：LED。LED顯示屏的發(fā)展可大致可以分為以下幾個(gè)階段：第一階段為1990年到1995年，主要是單色和16級(jí)雙色圖文屏。第二階段是1995年到1999年，出現(xiàn)了64級(jí)、256級(jí)灰度的雙基色視頻屏。LED顯示屏控制所專用的大規(guī)模集成電路芯片也在此時(shí)由國內(nèi)企業(yè)開發(fā)出來并得以廣泛應(yīng)用。隨著LED原材料市場的迅猛發(fā)展，表面貼裝器件于2001年面世，主要用在室內(nèi)全彩屏，并且以其亮度高、色彩鮮艷、溫度低的特性，可隨意調(diào)整的點(diǎn)間距，被不同價(jià)位需求者所接受，在短短兩年多時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品銷售額已超過3億元，表面貼裝全彩色LED顯示屏應(yīng)用市場進(jìn)入新世紀(jì)。[3]首先，將此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最終作品命名為“20*2 LED Smartie”顯示屏。PC機(jī)通過miniUSB線與顯示屏連接并實(shí)現(xiàn)通信，通過向“20*2 LED Smartie”顯示屏發(fā)送控制命令和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示板顯示內(nèi)容及顯示亮度的控制。而本人則主要負(fù)責(zé)LED點(diǎn)陣顯示板的設(shè)計(jì)開發(fā)，PIC單片機(jī)程序編寫以及“20*2 LED Smartie”顯示屏整機(jī)工裝的設(shè)計(jì)和組裝。圖11 “20*2 LED Smartie”顯示屏命令、數(shù)據(jù)流向示意圖 上位機(jī)軟件“LCD Smartie”通過串口將命令、數(shù)據(jù)發(fā)送給“20*2 LED Smartie”顯示屏驅(qū)動(dòng)板的PIC單片機(jī)，PIC單片機(jī)根據(jù)所接收到的來自上位機(jī)的命令、數(shù)據(jù)，向顯示屏的各個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片HT1632C發(fā)送控制命令與數(shù)據(jù)。鑒于LED顯示屏的迅猛發(fā)展勢(shì)頭，我認(rèn)為利用所學(xué)知識(shí)去設(shè)計(jì)制造一塊簡易的LED顯示屏作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)有著不小的意義。此外，此顯示屏亦可作為學(xué)習(xí)工具使用，為今后感興趣的同學(xué)開發(fā)功能更為復(fù)雜的LED點(diǎn)陣顯示屏提供一定幫助。將來可以此此框架為基礎(chǔ)，不斷完善或革新，開發(fā)功能更為復(fù)雜、用途更為廣泛的LED顯示屏。在辦公自動(dòng)化設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品、電訊通信、智能儀器儀表、汽車電子、金融電子、工業(yè)控制不同領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，PIC系列單片機(jī)在世界單片機(jī)市場份額排名中逐年提高，發(fā)展非常迅速。[3]圖21 PIC16F723管腳圖PIC16F723單片機(jī)集成了許多模塊，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要使用UART模塊和Timer0模塊。 LED驅(qū)動(dòng)芯片HT1632C概述HT1632C芯片是由Holtek公司生產(chǎn)的LED驅(qū)動(dòng)芯片。通過使用軟件指令PWM控制，該芯片支持16級(jí)的LED亮度控制。[6]圖22 HT1632C芯片管腳圖HT1632C芯片的管腳定義如表21所述。各個(gè)COM管腳均是雙向端口COM0～COM7I/OCOM輸出端，各個(gè)COM端均是雙向端口SYNCI/O如果設(shè)置為片上RC主模式或片外時(shí)鐘主模式，SYN管腳將輸出同步信號(hào)；如果設(shè)置為從模式，SYN管腳將接收同步信號(hào)輸入。DATAI/O串行數(shù)據(jù)輸入輸出，I寫數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)端。在每個(gè)時(shí)鐘的上升沿，數(shù)據(jù)從HT1632C芯片讀出。當(dāng)輸入高電平時(shí)，HT1632C芯片不被是能；當(dāng)輸入低電平時(shí)，HT1632C芯片被是能。 OrCAD簡介OrCAD 是一套在PC上極受歡迎的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件，專門用來讓電子工程師設(shè)計(jì)電路圖及相關(guān)圖表，設(shè)計(jì)印刷電路板所用的印刷圖，及電路的仿真之用。OrCAD Pspice 為美國OrCAD公司在1998年與Microsim公司合并之后，將其眾所皆知Pspice整合到原先OrCAD系統(tǒng)（包含「電路圖輸入」的OrCAD Capture、「印刷電路板布局」的OrCAD Layout及「可編程邏輯（Programmable Logic）電路合成」的OrCAD Exerpss）內(nèi)的一套計(jì)算機(jī)輔助電路分析軟件。 PowerPCB簡介PowerPCB是一款PCB開發(fā)軟件，可以方便地導(dǎo)入多種格式的網(wǎng)絡(luò)文件，并進(jìn)行PCB電路板的設(shè)計(jì)開發(fā)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)使用PowePCB軟件導(dǎo)入由OrCAD軟件所生成的“.asc”格式網(wǎng)絡(luò)文件，從而完成對(duì)各種元件的布局與布線工作。由于它提供了一種單一的集成環(huán)境來為嵌入式單片機(jī)開發(fā)程序代碼，因此被稱為集成開發(fā)環(huán)境或 IDE。圖23 MPLAB IDE 單擊“Project”菜單，選取“Project Wizard”，新建一個(gè)項(xiàng)目，如圖24所示。圖25 Project Wizard彈出窗口點(diǎn)擊“下一步（N）”后，選取PIC芯片型號(hào)為“PIC16F723”，并點(diǎn)擊“下一步（N）”如圖26所示。圖27 選取編譯器在新窗口中設(shè)定項(xiàng)目的存儲(chǔ)路徑，并點(diǎn)擊“下一步（N）”，如圖28所示。圖28 設(shè)定項(xiàng)目存儲(chǔ)路徑在新窗口中，不添加任何文件，點(diǎn)擊“下一步（N）”，如圖29所示。圖210 完成新項(xiàng)目的建立當(dāng)完成了新項(xiàng)目的建立后，即可在此項(xiàng)目中添加頭文件（Header Files）和源文件（Source Files）了。圖211 “20*2 LED Smartie”所需的頭文件、源文件當(dāng)把PIC Kit2連接到PC機(jī)上后，即可配置編程器為PICKit2了。圖212 配置編程器為PICKit2完成編程后，即可點(diǎn)擊“Program”按鈕向單片機(jī)燒寫程序。圖213 向單片機(jī)燒寫程序第三章 硬件部分“20*2 LED Smartie”顯示屏須通過miniUSB線與PC機(jī)連接，接收來自上位機(jī)軟件所發(fā)送來的命令、數(shù)據(jù)進(jìn)而顯示不同的效果。圖31 整體設(shè)計(jì)框圖此次畢業(yè)設(shè)計(jì)所使用的核心控制芯片為Microchip公司生產(chǎn)的PIC16F723芯片，而基于PIC16F723單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)板由Sure Electronics公司提供，產(chǎn)品號(hào)為DEDD210。該驅(qū)動(dòng)板已將PIC16F723單片機(jī)的大部分引腳引出到兩個(gè)28 Pin的護(hù)邊插座上。DEDD210的外觀如圖32所示。該顯示板在設(shè)計(jì)時(shí)須充分考慮到DEDD210驅(qū)動(dòng)板的接口設(shè)置，以能夠通過IDC排線方便地與驅(qū)動(dòng)板相連接。本文將在附錄二中給出顯示板的原理圖。所以為了外部電路連接方便，須選用88行共陰列共陽、發(fā)光直徑為3mm的LED點(diǎn)陣模塊。