電氣設(shè)計自動化論文-滾動廣告牌的設(shè)計

本科畢業(yè)論文（設(shè)計）本科畢業(yè)論文（設(shè)計） (2015(2015 屆屆) ) 滾動廣告牌的設(shè)計 院系 電子信息工程學院 專業(yè) 電氣自動化 姓名 指導教師 助教 副教授 2015 年 1 月 學號： 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） I 摘摘 要要 當今社會，廣告成為公共開放地信息傳遞手段。廣告成為商品生產(chǎn)者、經(jīng)營者和消 費者之間信息傳遞的重要手段，行業(yè)內(nèi)以及行業(yè)間的競爭日趨白熱化，以前“酒香不怕 巷子深”的狀態(tài)已經(jīng)完全不存在了。市場競爭競爭不斷升級，廣告也在所謂的“媒體大 戰(zhàn)”中不斷成長，LED 廣告牌的出現(xiàn)是廣告媒體發(fā)展的結(jié)果。它也成為最有效最性價比 高的宣傳方法。在我們生活中 LED 滾動廣告屏隨處可見，滾動 LED 點陣顯示屏作為一種 新興的顯示信息的媒介走進我們的日常生活，它是由很多個的 LED 發(fā)光二極管封裝在一 起形成的。通過 LED 點陣能夠顯示數(shù)字、圖像和文字。LED 電子廣告牌隨處可見，對我 們的生活也提供了很多便捷。也是信息傳達的一種直接有效的方式。在車站吵鬧的時候 我們可以通過看 LED 廣告牌清楚的知道自己所要乘坐車輛的動向。在逛街時有時醒目的 電子廣告牌映入眼簾，吸引了顧客達到了商家想要的效果。LED 電子顯示屏廣告作為一 種新的電子動態(tài)文本，是一種可以連續(xù)工作本身工作的信息發(fā)布媒體也是走在前列的消 費吸引了成千上萬的眼神中的廣告的武器。什么樣的個人及品牌的公司可以利用 LED 電 子顯示屏，以吸引顧客，介紹產(chǎn)品，商品和宣傳，為企業(yè)創(chuàng)造更多的財富。 本設(shè)計利是一種基于 STC89C52 單片機的 16*16 點陣顯示屏的設(shè)計，充分利用 STC9C52 單片機良 好的穩(wěn)定控制特點。配合鎖存器和寄存器，利用三極管放大電路使得點陣屏有規(guī)則的點亮。顯示出我 們想要達到的文本。從而達到我本次設(shè)計的目的。其中 STC89C52 單片機負責對整個系統(tǒng)進行總體控 制，設(shè)計中使用 4 塊 8*8 單紅色點陣屏來組成 16*16 點陣屏，通過 74LS154 譯碼器來控制點陣的行方 向的控制，而列方向的控制采用兩片串行輸入八位并行輸出的 74LS595 級聯(lián)來控制，通過快速的動態(tài) 刷新來顯示我們需要的內(nèi)容，已達到動態(tài)顯示的目的。這樣的設(shè)計既實用又能結(jié)合我大學所學到的知 識，也算是一個課堂只是的良好應用。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：點陣；單片機；譯碼器；動態(tài)掃描。 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） II Abstract Todays society, advertising has become open to the public means of information transmission. Advertising commodity producers, an important means between operators and consumers of information transfer, intensified competition within the industry and between the industry, the former “sell themselves“ the state has been completely non-existent. Escalating competition in the market competition, advertising is also called “media war“ in the growing, LED billboard advertising is the result of the emergence of media development. It has also become the most effective and cost-effective promotional methods. In our lives everywhere LED advertising screen scroll, scroll LED dot matrix display screen as a new medium of information into our daily lives, it is composed of a number of LED light-emitting diode package together to form. By LED dot matrix can display numbers, images and text. LED electronic billboards everywhere, on our lives also offer a lot of convenience. Is a direct and effective way to convey information. Noisy at the station when we can see the LED billboard know exactly what you want to take the movements of the vehicle. When shopping sometimes striking electronic billboard greets, attracting customers to achieve the desired business results. LED electronic display advertising as a new electronic dynamic text is an information itself can work continuously release the forefront of consumer media also attracted the eyes of thousands of weapons and advertising. What kind of personal and brand companies can take advantage of LED electronic display to attract customers, introduction of products, goods and propaganda, to create more wealth for the enterprise. This design is based on Lee STC89C52 microcontroller design 16 * 16 dot matrix display, and make full use of the microcontroller STC9C52 good stability control features. With latches and registers, use a transistor amplifier makes regular lattice screen lights up. Shows the text we want to achieve. So as to achieve the purpose of this design I. STC89C52 microcontroller which is responsible for the overall control of the entire system is designed to use four 8 * 8 to form a single red dot matrix screen 16 * 16 dot matrix screen, 74LS154 decoder is controlled by controlling the direction of the lattice lines, and the column control the direction of the serial input using two cascaded 74LS595 eight parallel outputs controlled by fast dynamic refresh to show what we need, has reached the purpose of dynamic display. can be considered a good classroom applications only. Keywords:matrix; single chip microcomputer; decoders; dynamic scanning 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） III 目目 錄錄 摘摘 要要I I ABSTRACTABSTRACTIIII 目目 錄錄IIIIII 第第 1 1 章章 引言引言5 5 1.1 研究背景及意義.5 1.2 LED 電子顯示屏概述.5 第第 2 2 章章 總體設(shè)計總體設(shè)計5 5 2.1 顯示單元的選擇.5 2.2 顯示方案的選擇.5 2.3 關(guān)于屏幕的可擴展性.6 2.4 單片機控制器的考慮.6 2.5 關(guān)于點陣數(shù)據(jù)的存儲方式.6 第第 3 3 章章 硬件電路設(shè)計硬件電路設(shè)計7 7 3.1 整體設(shè)計框圖.7 3.2 主控電路.7 3.3 LED 點陣顯示電路.8 3.4 整體電路11 3.5 實物圖12 第第 4 4 章軟件實現(xiàn)章軟件實現(xiàn)1414 4.1 概述14 4.2 系統(tǒng)程序方案設(shè)計14 第第 5 5 章章 實現(xiàn)與調(diào)試實現(xiàn)與調(diào)試1818 5.1 軟件調(diào)試18 5.2 PROTUS仿真 18 5.3 PCB圖實現(xiàn).21 5.4 硬件實物制作與調(diào)試22 總結(jié)與思考總結(jié)與思考2626 致致 謝謝2727 參考文獻參考文獻2828 附附 錄錄2929 附錄 1 電路原理圖.29 附錄 2 設(shè)計程序.29 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 4 第第 1 1 章章 引言引言 1.11.1 研究背景及意義研究背景及意義 本論文主要圍繞 LED 點陣的特點開展的點陣設(shè)計，設(shè)計中的難度很多如限流電阻的 計算，掃描時間的控制，軟件程序如何設(shè)計等，下面我們就介紹下點陣的設(shè)計。 1.21.2 LEDLED 電子顯示屏概述電子顯示屏概述 LED 顯示屏：是一種平面顯示器，由小的 LED 模塊面板拼接而成。 LED 發(fā)光二極管，這是一種發(fā)光二極管顯示模式控制了鎵、砷、磷和氮（N）二極管 組成，當孔與電子復合輻射的可見光，因此可用于制造發(fā)光二極管在電路的工具。作為 指示劑，或文字或 nmero.el 紅磷砷化鎵二極管、發(fā)光二極管間隙的綠色，黃色的頭發(fā)碳 化硅二極管、藍色銦氮）。 LED 顯示屏通常用于顯示視頻圖像和視頻信息等數(shù)據(jù)信號 LED 顯示半導體二極管相 同的排序，使用不同的半導體材料可以生產(chǎn) LED 矩陣元素目前廣泛使用的像素的紅色， 綠色，黃色，綠色和藍色 LED 到實踐的發(fā)展階段。LED 二極管顯示屏亮與滅控制顯示文 本、圖形和動畫等各種市場顯示信息。因為它是光亮度高，視野開闊，低電壓功耗，壽 命長，穩(wěn)定性和抗沖擊等優(yōu)點。因此，廣泛應用于車站、碼頭、機場、馬路、商業(yè)街市 場建設(shè)招標、工業(yè)企業(yè)管理和其他公共場所。 第第 2 2 章章 總體設(shè)計總體設(shè)計 一個完整的系統(tǒng)的實現(xiàn)，考慮到各種各樣的問題，所以是 LED 點陣的設(shè)計，下面我 來說說我的設(shè)計。 2.12.1 顯示單元的選擇顯示單元的選擇 顯示一個簡體字，至少需要 1616 點陣來表示。為了能在比較遠的地方也能看到顯 示效果，本設(shè)計采用 4 個 88 點陣，1616 點陣由像素直徑 5mm 的紅色 LED 模塊拼接 成的 LED 陣列。因此，每個漢字顯示 12 厘米大小，它仍然可以清楚地看到 50 米。本設(shè) 計要求整個屏幕能顯示“電氣一班華榮文”一系列漢字，則需要 16*16 紅色點陣滾動顯 示。 2.22.2 顯示方案的選擇顯示方案的選擇 顯示方案是本次設(shè)計需要考慮最核心的部分，對于 LED 點陣顯示有下面兩種方案： 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 5 方案一：靜態(tài)顯示，在每個二極管的狀態(tài)，分別為 0 和 1，0 為不發(fā)光二極管的電流， 1 為發(fā)光二極管的電流。它的每一段都與一個獨立的并行口相接，而公共端則根據(jù)數(shù)碼管 的種類連接到 VCC 或 GND 端。對于需要多線程譯碼及驅(qū)動裝置，越來越復雜，成本 高，可靠性低。 方案二：動態(tài)顯示，就是分割畫面，在每個部分的顯示模式是動態(tài)的，可以避免設(shè) 計問題，如果不妥善處理，可能會導致較低的亮度和亮度的問題。要保證電路設(shè)計易于 實現(xiàn)，保證圖像穩(wěn)定，無閃爍技術(shù)。多路復用模式的動態(tài)掃描顯示，動態(tài)顯示是沒有增 加，因為我們看到的是一個穩(wěn)定的圖像的影響的持久性和持續(xù)時間的發(fā)光二極管的亮度 等。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當升級（發(fā)光二極管光的閃爍頻率為 50Hz，頻率）等于或大于 1ms 的時 間驅(qū)動的發(fā)光二極管的亮度，無光澤，更好。 鑒于上述原因,我們采用方案二。 2.32.3 關(guān)于屏幕的可擴展性關(guān)于屏幕的可擴展性 除了設(shè)計的基本要求，也是實現(xiàn)顯示單元的數(shù)量可任意擴展。在傳統(tǒng)的并行傳輸， 因為由列地址線中的數(shù)據(jù)鎖存器的限制的數(shù)目，并且可以在不增加顯示單元，并且為每 個顯示單元的不同的電路結(jié)構(gòu)，印刷電路板的結(jié)構(gòu)是不同的，與權(quán)利要求的模塊化設(shè)計 完全不符合。因此摒棄了傳統(tǒng)的并行傳輸模式，以及獨特的串行鎖存器的技術(shù)，該總線 可以通過控制數(shù)據(jù)的五列來實現(xiàn)鎖存每個顯示單元。板之間不只是簡單的連接，它難以 減小 PCB 布局和布線。印刷電路板各顯示單元是完全相同的，便于批量生產(chǎn)。 2.42.4 單片機控制器的考慮單片機控制器的考慮 因為這種設(shè)計采用軟件來實現(xiàn)滾動效果，并且在串行模式的傳輸模式。因此，微控 制器單元的處理速度的要求較高，高速 8 位微控制器的 ARM7 的選擇。 ARM 處理速度 快，但對于應用程序，ARM 的資源嚴重浪費的屏幕內(nèi)，和更高的成本。因此，選擇高速 8 位單片機作為控制器，一個共同的高速 8 位微控制器 AVR 微控制器系列都有，C8051F 單片機，單片機 STC89C52。這些類型的單片處理速度可以達到 1 MIPS /兆赫（以每秒百 萬指令 1MHz 的處理能力的時鐘頻率），但 AVR 單片機時鐘頻率限制僅至 16MHz，而類 似 C8051F 系列的 SOC ARM7，時鐘速度為 100MHz，但它是一種資源的浪費其內(nèi)部豐富 的，而且價格很高，在相當浪費的控制單色屏幕。因此，STC89C52 系列單片機的最佳選 擇，最高時鐘可達 40MHz，和接口和存儲器資源豐富，價格很低。 2.52.5 關(guān)于點陣數(shù)據(jù)的存儲方式關(guān)于點陣數(shù)據(jù)的存儲方式 目前最廣泛使用的技術(shù)是將串通過 PC 軟件轉(zhuǎn)換將被顯示為通過根據(jù)尋址存儲在 E2PROM 經(jīng)過一定順序編程這些字形數(shù)據(jù)的方式對應的數(shù)據(jù)的點陣。在屏幕顯示的過程 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 6 中規(guī)定的 E2PROM 矩陣數(shù)據(jù)處理的方式被除去。對于一個 1616 點陣字庫的數(shù)據(jù)，你需 要一個連續(xù)的 32 個字節(jié)的 E2PROM 的空間來存儲。即便如此，如果你需要顯示 256 個字 符，你需要的 E2PROM 存儲空間至少 32B256=8192 字節(jié)（8KB）。通常沒有集成單片 機內(nèi)部的這樣一個大容量的 E2PROM。所以這個程序，你需要擴展大容量外置 MCU E2PROM，額外的硬件成本。 PC 編程，因為它涉及到中國的模數(shù)，模量較大的難度算法。 在多字下載時間的傳輸時間較長。設(shè)計的許多缺點，放棄了傳統(tǒng)的方案。因為本設(shè)計只 需要很少的顯示內(nèi)容所以直接保存在 STC89C52 中是足夠的，因此沒有使用外部設(shè)備。 第第 3 3 章章 硬件電路設(shè)計硬件電路設(shè)計 3.13.1 整體設(shè)計框圖整體設(shè)計框圖 經(jīng)過對此設(shè)計的了解，為了能夠達到實驗目的，使用單片機 STC89C52 作為本系統(tǒng)的 主要控制單元。LED 點陣顯示屏是顯示單元，把單片機送來的數(shù)據(jù)翻譯后顯示出來，并 且還能夠滾動顯示。硬件整體設(shè)計框圖如圖 1 所示： STC89C51單 片 機 74LS154譯碼器 74LS595鎖存器 16*16點 陣 顯 示 屏 圖 1 整體設(shè)計框圖 3.23.2 主控電路主控電路 本設(shè)計使用主控電路控制來實現(xiàn) LED 點陣顯示屏上字符滾動顯示，主控制器采用 單片機 STC89C52。 STC STC89C52 是一種低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機制作可編程閃存在系統(tǒng) 8K 字節(jié)。采用 STC89C52 經(jīng)典 MCS-51 內(nèi)核，但做了很多改進，使傳統(tǒng)的 51 微控制器芯片 具有不可用的功能。在一個芯片上，擁有靈巧的 8 個 CPU 和系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，使得 STC89C52 提供高度靈活，超有效的解決方案為許多嵌入式控制應用。 STC89C52 外部結(jié)構(gòu)及特性： 包裝有兩種方式：雙列直插式封裝（DIP）和一個 40 平方英尺的 44 引腳封裝 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 （PLCC），行 40 引腳封裝（DIP）和外部總線結(jié)構(gòu)如圖 2 所示： 圖 2 STC89C52 引腳排列 STC89C52 單片機內(nèi)包含的具體部分如下： 一個 8 位 CPU。 一個片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 8KBFlash 程序存儲器。 256BRAM 數(shù)據(jù)存儲器。 三個 16 位定時器/計數(shù)器。 可尋址 64KB 的 RAM 和 64KB 的 EEPROM 空間的控制電路。32 條可編程的 I/O 線（4 組 8 位并行 I/O 端口）。 一個可編程全雙工串口通信。 8 個中斷源、兩個優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)。 3.33.3 LEDLED 點陣顯示電路點陣顯示電路 本設(shè)計使用的是 4 塊 8*8 單色點陣屏設(shè)計 16*16 點陣屏，采用單色顯示，進行顯示 所要顯示的字符，通過 74LS154 譯碼器來控制點陣的行方向的顯示，而列方向的 16 條線 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 8 則由 74LS595 的八位并行輸出端控制。 3.3.13.3.1 74LS15474LS154 的總體結(jié)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu) 1、總體特點 高速 CMOS 元件 416 線譯碼器 74LS154 高性能存儲器。與大部分 ttl 和 dtl 電路完全 兼容。74ls154 用門電路輸入通道解碼器不可以用來輸出端上的普通邏輯和旁聽解碼器擴 展。使門電路包括兩個假信號，輸入必須設(shè)為低，輸出端選擇可以用作為輸入數(shù)據(jù)輸入， 74ls154 真之 1 - 16 的多路分配器。其余用低輸入時將地址輸出的應用狀態(tài)。DIP 封裝 引腳圖如圖 5 所示： 圖 5 74LS154 引腳圖 2、參數(shù)列表 3.3.23.3.2 74LS59574LS595 的總體特點和工作原理的總體特點和工作原理 74LS154基本參數(shù) 電壓2.06.0V 驅(qū)動電流+/-5.2mA 傳輸延遲11ns 邏輯電平CMOS 功耗考量低功耗或電池供電應用 封裝與引腳SO24，SSOP24，DIP24，TSSOP24 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 1、總體特點： 74LS595 是 8 位串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出移位寄存器，有數(shù)據(jù)存儲寄存器，三態(tài)輸出功能。 數(shù)據(jù)在 SHcp 的上升沿輸入，在 SHCP 上升沿輸入數(shù)據(jù)，在管理存儲寄存器訪問上升沿。 移位寄存器和存儲寄存器兩個單獨的時鐘。如果兩個時鐘連在一起，那么移位寄存器總 會比存儲寄存器早一個脈沖。在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)能夠保持穩(wěn)定。這在串行 速度慢的場合用途很大，數(shù)碼管不存在閃爍感。其 DIP 封裝引腳圖如圖 7 所示： 圖 7 74LS595 引腳圖 各引腳及其功能： Q0Q7八位并行輸出端 Ds串行數(shù)據(jù)輸入端 /OE輸出使能端 STcp存儲寄存器的時鐘脈沖輸入口 SHcp移位寄存器的時鐘脈沖輸入口 /MR芯片復位端 Q7并行數(shù)據(jù)輸出口，即儲寄存器的數(shù)據(jù)輸 出口 2、工作原理 當 SHCP 上升沿到來時，DS 引腳電流電平值移位寄存器左移，在移位寄存器的下一 個上升沿時，所有位的到來將是一個向左，同時，也可串行輸出移位寄存器 Q7 高值，使 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 8 連續(xù)的次數(shù)，可以把數(shù)組的每個元素（8 號）到移位寄存器；當 STCP 上升沿到來時， 移位值將被鎖存到寄存器中的鎖存器，和輸出從 Q1 Q7 針。管的主要優(yōu)點是數(shù)據(jù)存儲 寄存器，在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這是在串行速度的場合非常有 用，無閃爍格。 74HC595 可以達到 30MHz 的 5V 電源時的時鐘速度，每個并行輸出端口可以承受 20mA 電流沉拔電流。此功能可確保沒有額外的電流放大電路的 LED 驅(qū)動可以很容易。 它允許 500ns 到結(jié)束輸入上升（下降）時，仍然可以檢測到的時鐘脈沖嚴重畸形。它可以 容納更大的傳輸線的對地電容，提高抗干擾能力的設(shè)計。 74HC595 并聯(lián)電阻 20 歐姆連接的輸出端與 LED 列的模塊之間的壓力，這里的阻力， 將紅色 LED 并聯(lián)箝位效應。紅色和綠色 LED 的兩組正常發(fā)光。 因為工作電流的 LED 顯示不斷變化，引起系統(tǒng)電壓波動。高頻率分量的電壓波動， 也有低頻分量。它可能對周圍的無線電環(huán)境造成電磁污染，而在系統(tǒng)時鐘紊亂，邏輯錯 誤。為了避免這種情況，接下來的每個 74HC595 VCC 和 GND 的電源并聯(lián)電容器，用于 濾波和去耦。系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，旁路高頻脈沖電源組件。消除自激，降低了外國的雜散電 磁輻射，提高電磁兼容性。 3.43.4 整體電路整體電路 下面是我設(shè)計的主要部分接口電路，總體電路圖見附錄 1（原理圖）。 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST 9 P3.0(RXD) 10 P3.1(TXD) 11 P3.2(INT0) 12 P3.3(INT1) 13 P3.4(T0) 14 P3.5(T1) 15 P3.6(WR) 16 P3.7(RD) 17 XTAL2 18 XTAL1 19 GND 20 (A8)P2.0 21 (A9)P2.1 22 (A10)P2.2 23 (A11)P2.3 24 (A12)P2.4 25 (A13)P2.5 26 (A14)P2.6 27 (A15)P2.7 28 PSEN 29 ALE/PROG 30 EA/VPP 31 (AD7)P0.7 32 (AD6)P0.6 33 (AD5)P0.5 34 (AD4)P0.4 35 (AD3)P0.3 36 (AD2)P0.2 37 (AD1)P0.1 38 (AD0)P0.0 39 VCC 40 U19 at89c51 A 23 B 22 C 21 D 20 G1 18 G2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U1 74LS154 SER 14 SRCLK 11 SRCLR 10 RCLK 12 E 13 O0 15 O1 1 O2 2 O3 3 O4 4 O5 5 O6 6 O7 7 Q7 9 U20 74LS595 U2 2k U5 2k U3 2k U4 2k U6 2k U7 2k U8 2k U9 2k SER 14 SRCLK 11 SRCLR 10 RCLK 12 E 13 O0 15 O1 1 O2 2 O3 3 O4 4 O5 5 O6 6 O7 7 Q7 9 U21 74LS595 U10 2k U13 2k U11 2k U12 2k U14 2k U15 2k U16 2k U17 2k +5+5 GNDGND U18 RES2 U24 CRYSTAL U22 CAP U23 CAP GND GND S1 SW-PB + C1 CAPACITOR POL +5 R21 RES2 GND +5 W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W8 W9 W10 W11 W12 W13 W14 W15 W16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 J2 CON9 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 D1 LED 圖 3.4 接口電路 3.53.5 實物圖實物圖 下面為我制作的 16*16 點陣實物圖，正面圖與背面圖。 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 12 圖 3.51 16*16 正面點陣圖 圖 3.52 16*16 背面點陣圖 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 第第 4 4 章軟件實現(xiàn)章軟件實現(xiàn) 4.14.1 概述概述 整個系統(tǒng)功能由硬件和軟件，為基本形式的軟件、硬件和軟件的決定。主要可以分 為兩類：一是監(jiān)督程序（主程序），這是控制系統(tǒng)的核心，特別是對于協(xié)調(diào)執(zhí)行模塊和 運營商。二是執(zhí)行程序（子程序），進行實質(zhì)性的功能。我們要結(jié)合實驗目的，就主程 序和子程序相連接。首先我們要設(shè)計系統(tǒng)程序方案。制定程序框圖。了解我們每一步要 干嘛。該怎么去做好。從而使我們的目的更容易實現(xiàn)?？傊痪湓?，我們的程序設(shè)計要 簡單可行。 4.24.2 系統(tǒng)程序方案設(shè)計系統(tǒng)程序方案設(shè)計 系統(tǒng)程序主要包括了：主程序、點陣顯示驅(qū)動程序。程序設(shè)計框圖如下： 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 開始 初始化判斷鍵 讀取ROM數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換對應點陣數(shù)據(jù) 顯示效果處理 緩沖處理 送入顯示緩沖區(qū) 調(diào)用顯示 顯示結(jié)束？ 結(jié)束 N Y 讀取緩存數(shù)據(jù) 選擇掃描列 送顯示數(shù)據(jù) 掃描完本行？ 選擇下一列 掃描結(jié)束？ 返回主程序 Y N N Y 主程序： 對初始化顯示部分的主控，在可視狀態(tài)下的 LED 顯示系統(tǒng)的亮度均勻性，足夠的， 可以顯示文字和數(shù)字，文字和數(shù)字的顯示應該是穩(wěn)定的和清晰的無干擾。文字顯示可以 移入移出。本設(shè)計的顯示內(nèi)容為“電氣一班華榮文”實現(xiàn)向右移動功能。 下面是主程序部分： 程序中首先對各個變量進行初始化，并對 74HC595 進行初始化，當時初始化過程完 成后，開始顯示處理。 /主函數(shù) 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 voidmain() uchari=1,j=0; ucharX=0; /595c 初始化 Init595(); /循環(huán)演示 以下程序主要是對漢字的移動和顯示處理： while(1) for(j=0;j0;x-) for(y=7;y0;y-); 4.2.44.2.4 行選控制行選控制 通過單片機 IO 口控制 74HC154，可以實現(xiàn) 5 線控制 16 線的過程。（具體程序 見附錄 2） 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 第第 5 5 章章 實現(xiàn)與調(diào)試實現(xiàn)與調(diào)試 5.15.1 軟件調(diào)試軟件調(diào)試 用 keil 軟件，編輯 c 語言程序并對程序?qū)嵭姓{(diào)試。Keilc51 是一個很好的 C 語言軟 件開發(fā)系統(tǒng)，C 語言比裝配功能，結(jié)構(gòu)，可讀性，可維護性具有明顯的優(yōu)勢，使用簡單， 等。Keil 能夠?qū)崿F(xiàn)包含 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試 器等在內(nèi)的完備開發(fā)方案，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 就是不二之選，平時我們 學習之用也是 keil。其簡單易用的集成環(huán)境令你事半功倍。 下圖是 keil 調(diào)試程序界面： 5.25.2 protusprotus 仿真仿真 有了程序和硬件結(jié)構(gòu)首先給 LED 點陣設(shè)計進行仿真，用來驗證其可實現(xiàn)性。這樣就 要用到 protus 仿真軟件。Proteus 軟件是一款 EDA 工具軟件。它不僅具有其它 EDA 工具 軟件的仿真功能，也能實現(xiàn)仿真單片機及外圍器件。也是目前比較好的仿真工具。其簡 單易學易用，已受到單片機教學教師、單片機愛好者以及致力于單片機開發(fā)應用人員的 喜愛。仿真過程見下圖： 仿真前電路圖： 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H9 H8 H10 H11 H12 H13 H15 H16 H14 H1H G F E D C B A H G E C A F D B P O N M L K J I O N M L K J I P 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 A B C D E F G H O N M L K J I 1 2 3 4 5 H1 H2 H3 H4 H5 6 7 8H8 H7 H6 16 15 14 13 12 11 10 9H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 P U4 U6 U5 U7 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 C1 30pF C2 30pF X1 CRYSTAL C3 20uF R1 100 R2 100 Q0 15 Q1 1 Q2 2 Q3 3 Q4 4 Q5 5 Q6 6 Q7 7 Q7 9 SH_CP 11 ST_CP 12 DS 14 MR 10 OE 13 U2 74LS595 Q0 15 Q1 1 Q2 2 Q3 3 Q4 4 Q5 5 Q6 6 Q7 7 Q7 9 SH_CP 11 ST_CP 12 DS 14 MR 10 OE 13 U3 74LS595 A 23 B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U8 74HC154 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 4.7K 12 U9:A 7404 34 U9:B 7404 56 U9:C 7404 1312 U9:D 7404 1110 U9:E 7404 98 U9:F 7404 12 U10:A 7404 34 U10:B 7404 56 U10:C 7404 1312 U10:D 7404 1110 U10:E 7404 98 U10:F 7404 12 U11:A 7404 34 U11:B 7404 56 U11:C 7404 1312 U11:D 7404 顯示字“電”： H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H9 H8 H10 H11 H12 H13 H15 H16 H14 H1H G F E D C B A H G E C A F D B P O N M L K J I O N M L K J I P 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 RCLK A B C D E F G HP O N M L K J I RCLK SER SRCLK RCLK SRCLK 1 2 3 4 5 H1 H2 H3 H4 H5 6 7 8H8 H7 H6 16 15 14 13 12 11 10 9H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 SRCLK SER U4 U6 U5 U7 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 C1 30pF C2 30pF X1 CRYSTAL C3 10uF R1 100 R2 100 Q0 15 Q1 1 Q2 2 Q3 3 Q4 4 Q5 5 Q6 6 Q7 7 Q7 9 SH_CP 11 ST_CP 12 DS 14 MR 10 OE 13 U2 74LS595 Q0 15 Q1 1 Q2 2 Q3 3 Q4 4 Q5 5 Q6 6 Q7 7 Q7 9 SH_CP 11 ST_CP 12 DS 14 MR 10 OE 13 U3 74LS595 A 23 B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U8 74HC154 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 4.7K 12 U9:A 7404 34 U9:B 7404 56 U9:C 7404 1312 U9:D 7404 1110 U9:E 7404 98 U9:F 7404 12 U10:A 7404 34 U10:B 7404 56 U10:C 7404 1312 U10:D 7404 1110 U10:E 7404 98 U10:F 7404 12 U11:A 7404 34 U11:B 7404 56 U11:C 7404 1312 U11:D 7404 顯示第二個字“氣”： 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 19 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H9 H8 H10 H11 H12 H13 H15 H16 H14 H1H G F E D C B A H G E C A F D B P O N M L K J I O N M L K J I P 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 RCLK A B C D E F G HP O N M L K J I RCLK SER SRCLK RCLK SRCLK 1 2 3 4 5 H1 H2 H3 H4 H5 6 7 8H8 H7 H6 16 15 14 13 12 11 10 9H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 SRCLK SER U4 U6 U5 U7 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 C1 30pF C2 30pF X1 CRYSTAL C3 10uF R1 100 R2 100 Q0 15 Q1 1 Q2 2 Q3 3 Q4 4 Q5 5 Q6 6 Q7 7 Q7 9 SH_CP 11 ST_CP 12 DS 14 MR 10 OE 13 U2 74LS595 Q0 15 Q1 1 Q2 2 Q3 3 Q4 4 Q5 5 Q6 6 Q7 7 Q7 9 SH_CP 11 ST_CP 12 DS 14 MR 10 OE 13 U3 74LS595 A 23 B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U8 74HC154 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 4.7K 12 U9:A 7404 34 U9:B 7404 56 U9:C 7404 1312 U9:D 7404 1110 U9:E 7404 98 U9:F 7404 12 U10:A 7404 34 U10:B 7404 56 U10:C 7404 1312 U10:D 7404 1110 U10:E 7404 98 U10:F 7404 12 U11:A 7404 34 U11:B 7404 56 U11:C 7404 1312 U11:D 7404 顯示最后一個字“文”： H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H9 H8 H10 H11 H12 H13 H15 H16 H14 H1H G F E D C B A H G E C A F D B P O N M L K J I O N M L K J I P 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 RCLK A B C D E F G HP O N M L K J I RCLK SER SRCLK RCLK SRCLK 1 2 3 4 5 H1 H2 H3 H4 H5 6 7 8H8 H7 H6 16 15 14 13 12 11 10 9H9 H10 H11 H12 H13 H14 H15 H16 SRCLK SER U4 U6 U5 U7 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 C1 30pF C2 30pF X1 CRYSTAL C3 10uF R1 100 R2 100 Q0 15 Q1 1 Q2 2 Q3 3 Q4 4 Q5 5 Q6 6 Q7 7 Q7 9 SH_CP 11 ST_CP 12 DS 14 MR 10 OE 13 U2 74LS595 Q0 15 Q1 1 Q2 2 Q3 3 Q4 4 Q5 5 Q6 6 Q7 7 Q7 9 SH_CP 11 ST_CP 12 DS 14 MR 10 OE 13 U3 74LS595 A 23 B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U8 74HC154 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 4.7K 12 U9:A 7404 34 U9:B 7404 56 U9:C 7404 1312 U9:D 7404 1110 U9:E 7404 98 U9:F 7404 12 U10:A 7404 34 U10:B 7404 56 U10:C 7404 1312 U10:D 7404 1110 U10:E 7404 98 U10:F 7404 12 U11:A 7404 34 U11:B 7404 56 U11:C 7404 1312 U11:D 7404 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 20 5.35.3 pcbpcb 圖實現(xiàn)圖實現(xiàn) 仿真結(jié)果可實現(xiàn)，那么我們可以開始畫 PCB 圖，這時需要用到 protel 軟件。Protel 是 EDA 軟件，在電子行業(yè)中 CAD 軟件， Protel 是排名靠前的 EDA 軟件，電子設(shè)計者的首 選，一些高校還設(shè)立了專門的課程學習電子專業(yè)，學校還專門類專業(yè)學習。我們學校我 們專業(yè)也專門開課學習過。其優(yōu)點是多層印制線路板的自動布線能夠很容易的實現(xiàn)高密 度 PCB 的 100%布通率。 原理圖見附錄 1，根據(jù)其設(shè)計的生成 PCB 圖如下： 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 5.45.4 硬件實物制作與調(diào)試硬件實物制作與調(diào)試 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 所有東西準備就緒。那么就可以做事物了。購買材料焊事物，焊接過程及結(jié)果如下： 圖 5.41 焊接前 圖 5.42 在焊接中 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 23 圖 5.43 焊接半成品 圖 5.44 測試顯示“氣” 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 24 圖 5.45 測試顯示“華” 圖 5.56 測試顯示“文” 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 25 總結(jié)與思考總結(jié)與思考 經(jīng)過這幾個月的努力，終于順利完成畢業(yè)設(shè)計。該 LED 點陣顯示系統(tǒng)，該 LED 點陣 顯示系統(tǒng)，由于利用 STC89C52 單片機，串行移位寄存器 74HC595 為驅(qū)動，硬件成本大 大降低，對顯示單元的可擴展性的改進。由于高速單片機的使用，使系統(tǒng)的動態(tài)刷新率， 以保證運動的速度。本設(shè)計充分利用了單片機資源，