【正文】 源充電方式，提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302 用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄上，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄，因此廣泛應(yīng)用于測量系統(tǒng)中。當(dāng) Vcc2Vcc1+，由 Vcc2 向 DS1302供電，當(dāng) Vcc2 Vcc1 時，由 Vcc1 向 DS1302 供電。該引腳有兩個功能：第一，CE 開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；其次， CE 提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā? 4． 3． 2 DS1302 的工作原理 DS1302 工作時為了對任何數(shù)據(jù)傳送 進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳（ RST）置為高電平且將 8 位地址和命令信息裝入移位寄存器。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為 8+8（ 8 位地址 +8 位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為 8 加最多可達(dá) 248 的數(shù)據(jù)。串行外圍設(shè)備接口 SPI（ Serial Peripheral Interface）總線技術(shù)是 Motorola 公司推出的一種同步串行接口。 SPI 總線是一種三線同步總線，因其硬件功能很強(qiáng)，所以，與 SPI 有關(guān)的軟件就相當(dāng)簡單，使 CPU有更多的時間處理其他事務(wù)。用于 CPU與各種外圍器件進(jìn)行全雙工、同步串行通訊?？梢援?dāng)作主機(jī)或從機(jī)工作 。發(fā)送結(jié)束中斷標(biāo)志 ?？偩€競爭保護(hù)等。 我們現(xiàn)在已經(jīng)知道了控制寄存器和 RAM 的邏輯地址，接著就需要知道如何通過外部接口來訪問這些資源。 物理上， DS1302 的通訊接口由 3 個口線組成，即 RST， SCLK， I/O。具體的讀寫時序參考圖 5， 但是請注意，無論是哪種同步通訊類型的串行接口，都是對時鐘信號敏感的，而且一般數(shù)據(jù)寫入有效是在上升沿，讀出有效是在下降沿（ DS1302 正是如此的，但是在芯片手冊里沒有明確說明），如果不是特別確定，則把程序設(shè)計成這樣：平時 SCLK 保持低電平，在時鐘變動前設(shè)置數(shù)據(jù)， 在時鐘變動后讀取數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)操作總是在 SCLK 保持為低電平的時候，相鄰的操作之間間隔有一個上升沿和一個下降沿。 圖 時鐘 芯片與單片機(jī)的接口 4． 4 串口 通信電路設(shè)計 4． 4． 1 通信協(xié)議的選擇 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。本設(shè)計采用RS232C 串行通信方式?，F(xiàn)在，計算機(jī)上的串行通信端口（ RS232C）是標(biāo)準(zhǔn)配置端口，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，計算機(jī)上一般都有 1～ 2 個標(biāo)準(zhǔn) RS232C 串口，即通道 COM1 和 COM2。在不使用調(diào)制解調(diào)器（ MODEM）時， RS232C 能夠可靠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笸ㄐ啪嚯x為 15 米。 RS232C 規(guī)定的邏輯電平與一般微處理器、單片機(jī)的邏輯電 平是不同的，邏輯 1(MARK) ＝ 3V～ 15V，邏輯 0(SPACE) ＝ ＋ 3～＋ 15V。實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的方法可以使用分立元件，也可以使用專用 RS232C 電平轉(zhuǎn)換芯片。 4． 4． 2 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片 特點 本設(shè)計就是利用 MAXIM公司的單電源芯片 MAX232來完成單片機(jī) TTL到RS232C 電平的轉(zhuǎn)換。它符合所有的 RS232C 技術(shù)規(guī)范，只要單一 +5V電源供電；片載電荷泵，具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V電壓 V+、 V ；低功耗，典型供電電流 5mA；內(nèi)部集成 2 個 RS232C 驅(qū)動器，內(nèi)部集成 2 個 RS232C 接收器。 MAX232 的引腳排列及功能描述見表 （摘錄自 MAX232 官方數(shù)據(jù)手冊） 腳號 引腳名稱 引腳功能描述 腳號 引腳名稱 引腳功能描述 1 C1+ 泵電容 1 正極 9 R2OUT 第二組 TTL/CMOS電平輸出 2 V+ 正電源濾波 10 T2IN 第二組 TTL/CMOS電平輸入 3 C1 泵電容 1 負(fù)極 11 T1IN 第一組 TTL/CMOS電平輸入 4 C2+ 泵電容 2 正極 12 R1OUT 第一組 TTL/CMOS電平輸出 5 C2 泵電容 2 負(fù)極 13 R1IN 第一組 RS232 電 平輸入 6 V 負(fù)電源濾波 14 T1OUT 第一組 RS232 電平輸出 7 T2OUT 第二組 RS232電平輸出 15 GND 地 8 R2IN 第二組 RS232電平輸入 16 VCC 電源 +5V 表 MAX232 引腳功能及封裝 4． 4． 3 單片機(jī)與 PC 間通信接口電路設(shè)計 根據(jù)本條屏的需要，設(shè)計單片機(jī)與 PC 間通信接口電路如圖 示。 4． 5 對于系統(tǒng)電源及通信電纜的選擇 4． 5． 1 對于 LED 顯示屏的電源要求 本系統(tǒng)沒有設(shè)置獨立的 5V穩(wěn)壓器件，因此要求外部能對其提供相對穩(wěn)定的電壓。 由于是小型設(shè)計，電源的電流與阻值問題基本可以忽略，所以只是采用了 PC機(jī)的 USB 端口供電。四個 輕觸開關(guān)的功能分別是進(jìn)行模式的選擇、 SET 模式選擇和調(diào)節(jié)作用。各板塊之間采用 30cm的杜邦線進(jìn)行相連。 Protel 是目前國內(nèi)最流行的通用 EDA 軟件，它是將電路原理圖設(shè)計、 PCB板圖設(shè)計、電路仿真和 PLD 設(shè)計等多個實用工具軟件組合后構(gòu)成的 EDA 工作平臺，是第一個將 EDA 軟 件設(shè)計成基于 Windows 的普及型產(chǎn)品。 Protel 99SE 是 Protel 公司于 2020 年推出的一款 EDA 軟件，是 Protel 家族中性能較為穩(wěn)定的一個版本。 Protel 99SE 的功能十分強(qiáng)大，在電子電路設(shè)計領(lǐng)域占有極其重要的地位。對元件布局進(jìn) 行優(yōu)化，能有效的降低布線難度和生產(chǎn)的工藝要求。 5. 3 布線工藝與準(zhǔn)則 布線的時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。寧寬勿窄！ 為進(jìn)一步提高條屏系統(tǒng)的電磁兼容性，除了在關(guān)鍵的地方增加旁路電容外，PCB 走線也是一個重要的影響因素。具體的生產(chǎn)工藝要求需與 PCB 生產(chǎn)廠家咨詢獲知。 考慮到 LED 顯示單元的可擴(kuò)展性， PCB 兩端設(shè)計為 SIP8 封裝插針接口，便于板間級聯(lián)。 圖 PCB 單 層布線預(yù)覽 在圖 中，紅色為頂層（ Top Layer）布線，藍(lán)色為底層（ Bottom Layer）布線，灰色為物理層（ Multi Layer）布線，黃色和綠色為 絲印層。 LED 顯示屏應(yīng)在干燥，無光源直射的環(huán)境下使用。安裝的位置應(yīng)避免強(qiáng)烈的震動，安裝過程中避免 LED 顯示屏的彎曲或撞擊。 （ 2） 接通顯示屏的電源，并將 LED 顯示屏下載插口和計算機(jī) COM1 口連接。 8． 1． 3 顯示內(nèi)容 （ 1）將單片機(jī)的 連接 LED 點陣 data 引腳； 連接 clock； 連接 so； 連接 AB； 連接 gate；電源線接通； （ 2）根據(jù)需要按電路板上的按鈕， MOD 鍵調(diào)節(jié)顯示模式； 8． 2 測試結(jié)果 8． 2． 1 軟件測試 軟件測試條件： Windows XP Pro 操作系統(tǒng)、 Intel PentiumIII 處理器、 256MB內(nèi)存。 E2PROM 占用 code 區(qū) 5 個扇區(qū) 2560 字節(jié)。行掃描速率除以行數(shù) 16 即為幀率，單位為幀 /秒。 上位機(jī)刷新率設(shè)置值 實際行掃描速率 (行 /秒 ) 實際幀率 （幀 /秒） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 表 實際刷新率測試結(jié)果 8． 2． 3 實際移動速度測試 測試方法：在最低幀率和最高幀率設(shè)置下，用秒表統(tǒng)計出各個移動速度設(shè)置值下的，每秒移動的水平點陣數(shù)。 測試儀器：秒表，肉眼 測試結(jié)果：如表 示。 測試條件：直流 開關(guān)電源供電，電源至 LED 顯示屏的電源線長 4 米，室溫 18℃ 。 測試結(jié)果：如表 示。在此 LED 點陣顯示系統(tǒng)中，由于我采用了 STC89C52 系列混合信號高速單片機(jī)和專用字庫芯片，并且采用串行移位寄存器 74HC595 作列線 驅(qū)動，使本設(shè)計的硬件成本大幅下降，而又提高了顯示單元的可擴(kuò)展性。本設(shè)計充分利用了單片機(jī)的片上資源，節(jié)約成本的同時使外圍電路簡潔美觀，故障率降低。 畢業(yè)設(shè)計是每個大學(xué)生必須面臨的一項綜合素質(zhì)的考驗，如果說在過去四年里，我們的學(xué)習(xí)是一個知識的積累過程，那么現(xiàn)在的畢業(yè)設(shè)計就是對過去所學(xué)知識的綜合運用，是對理論進(jìn)行深化和重新認(rèn)識的時間活動。知識固 然得到了鞏固和提高，但我相信在實踐中的切身體會將會使我在以后的工作和學(xué)習(xí)中終身受用。在畢業(yè)設(shè)計中，自始至終獨立完成硬件電路的設(shè)計、單片機(jī)軟件編寫、計算機(jī)軟件編寫、 PCB 設(shè)計等。比如 PCB 的工藝設(shè)計，是課堂上接觸不到的，但通過 老師和同學(xué)的講解 初步掌握了一些技術(shù)要領(lǐng)。 其次，培養(yǎng)了自己的市場觀念。如何在保證質(zhì)量和完成同等功能的情況下，把產(chǎn)品的成本降到最低。 再次，則是人際交流能力得到鍛煉?？傊?，畢業(yè)設(shè)計完成了，但又面臨著工作。 附 錄 附圖 1 LED 點陣顯示系統(tǒng)控制電路原理圖 附圖 2 LED 點陣顯示系統(tǒng)顯示電路原理圖 附圖 3 PCB 元件布局 附 圖 6 元件清單 規(guī)格 編號 類型及封裝 規(guī)格 編號 類型及封裝 1u C4 50V鋁電解電容 104 C23 獨石電容 1u C5 50V鋁電解電容 104 C6 獨石電容 1u C10 50V鋁電解電容 104 C1 獨石電容 1u C8 50V鋁電 解電容 104 C20 獨石電容 1u C7 50V鋁電解電容 104 C9 獨石電容 2K R1 1/4W 四色環(huán)金屬膜電阻 104 C12 獨石電容 10K R2 1/4W 四色環(huán)金屬膜電阻 104 C19 獨石電容 10R R7R23 1/4W 四色環(huán)金屬膜電阻 104 C14 獨石電容 10u C22 25V鋁電解電容 104 C13 獨石電容 10u C21 25V鋁電解電容 104 C16 獨石電容 10u C17 25V鋁電解電容 104 C3 獨石電容 10u C18 25V鋁電解電容 200R R2440 1206 貼片電阻 20Rx16 1/4W 四色環(huán)金屬膜電阻 1000u/16V C2 25V鋁電解電容 22K R3 0805 貼片電阻 DB9 P1 DB9 母連接器 22K R5 0805 貼片電阻 DownLoad S2 1010 非自鎖推推 22K R6 0805 貼片電阻 GT21L32S4W1 IC5 SO8 封裝 22K R4 0805 貼片電阻 MAX232 IC1 PDIP16 封裝 Hz IC2 小有源晶振 POWER S1 1010 自鎖推推 74HC595 IC6 PDIP16 封裝 REG11173.3V IC4 74HC595 IC9 PDIP16 封裝 STC89C52 IC3 PLCC32 封裝 74HC595 IC8 PDIP16 封裝 LED8*8RGx8 32x32mm 行共陽 74HC595 IC7 PDIP16 封裝 100u C15 25V鋁電解電容 100u C11 25V鋁電解電容 附圖 7 本設(shè)計作品照片 附圖 8 本設(shè)計作品顯示效果照片 附錄 1 單片機(jī)程序清單 （ 1） 各文件的包含關(guān)系與層次結(jié)構(gòu)： （ 2） 各文件詳細(xì)清單：