基于射頻無(wú)線通信的點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

1、畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)題目：基于射頻無(wú)線通信的點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 基于射頻無(wú)線通信的點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘 要 led 點(diǎn)陣顯示屏優(yōu)點(diǎn)很多，廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合。目前，采用有線方式傳輸顯示 信息的點(diǎn)陣屏幕安裝和更改位置不便，而采用公共無(wú)線收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)傳輸方式運(yùn)行費(fèi)用較 高。針對(duì)以上不足之處，本研究的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣顯示屏的無(wú)線控制。在上位機(jī) pc 端輸入顯示的內(nèi)容，通過(guò)無(wú)線收發(fā)模式，在下位機(jī)點(diǎn)陣屏顯示接收到的內(nèi)容。 本系統(tǒng)是以 89c51 系列單片機(jī) stc89c51rc 作為控制核心，來(lái)控制各部分電路實(shí) 現(xiàn)相應(yīng)的功能。從功能上劃分，本系統(tǒng)分為上位機(jī) pc 端界面、無(wú)線發(fā)射模塊

2、、無(wú)線接 收模塊和 led 點(diǎn)陣屏顯示模塊。 上位機(jī)用 vb 語(yǔ)言編寫(xiě)可視化界面，實(shí)現(xiàn)顯示信息的輸入、字模數(shù)據(jù)的生成、串 口選擇、波特率選擇和數(shù)據(jù)一鍵發(fā)送，實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的人機(jī)交互。下位機(jī)采用單片機(jī)為 主控芯片的電路，顯示信息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外擴(kuò) 32k 的隨機(jī)存儲(chǔ)器 62256 中。無(wú)線通信 采用 cc1100 模塊，它具有低功耗、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)和誤碼率低等優(yōu)點(diǎn)。 點(diǎn)陣顯示屏顯示部分由 16 個(gè) 88 發(fā)光二極管組成，能夠清晰的顯示 4 個(gè) 1616 分辨 率的漢字。 關(guān)鍵字：關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī) 點(diǎn)陣顯示屏 射頻無(wú)線通信 隨機(jī)存儲(chǔ)器 a design and realization of th

3、e rf wireless transmission led lattice screen based on micro-controller unit abstract the led lattice screen has many advantages, so it is widely used in all kinds of situations.at present, the way of displaying information transmission cable bitmap screen installation and change the position of inc

4、onvenience, and to use the public wireless charging network transmission operation cost is higher. in view of the above shortcomings, the studys main goal is to realize the led lattice screen controlled by wireless signal. in the pc the input the content of the show, through the wireless transceiver

5、 mode, the led lattice screen displays the received content. stc89c52rc of 89c51 series micro-controller unit is the core of this system, and controls every part of circuit achieving their functions.this system consist of a pc send interface, wireless transmitting module, wireless receiving modules

6、and the led lattice screen part. the interface prepared by vb language is a visual interface, which can realize many functions，such as the input of the display information, the generation of font data, the selection serial ports, the selection of baud rate and how to transmit data with one key, real

7、ized simple human-computer interaction. the machine adopts single-chip microcomputer for a main control chip circuits, display information of the data storage expansion outside 32 k of random access memory. among them, the cc1100 wireless transmission module has many advantages, such as low power co

8、nsumption and long distance transmission and strong anti-interference ability. the led lattice screen is made of 16 pieces 88 leds composition, which can clearly show four 1616 resolution chinese character. keyword: mcu；led lattice screen；rf wireless transmission；ram 目 錄 1 引言.1 2 總體設(shè)計(jì)方案.2 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

9、.3 3.1 核心器件介紹.3 3.1.1 stc89c51 系列單片機(jī)介紹.3 3.1.2 cc1100 無(wú)線模塊介紹.8 3.1.3 點(diǎn)陣顯示屏芯片介紹.10 3.2 控制板電路設(shè)計(jì).12 3.2.1 控制板原理.12 3.2.2 外部擴(kuò)展板的設(shè)計(jì).14 3.3 點(diǎn)陣顯示屏模塊設(shè)計(jì).15 3.3.1 控制板原理.15 3.3.2 行驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì).16 3.3.3 點(diǎn)陣顯示屏原理圖設(shè)計(jì).18 3.4 電路板焊接.19 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).20 4.1 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)及開(kāi)發(fā)語(yǔ)言介紹.20 4.1.1 visual basic 6.0 開(kāi)發(fā)平臺(tái).20 4.1.2 keil uvision4 開(kāi)發(fā)平臺(tái)

10、.21 4.2 上位機(jī)管理系統(tǒng)程序設(shè)計(jì).22 4.2.1 系統(tǒng)概要設(shè)計(jì).22 4.2.2 軟件詳細(xì)設(shè)計(jì).22 4.3 下位機(jī)無(wú)線收發(fā)模塊程序設(shè)計(jì).24 4.3.1 無(wú)線發(fā)射模塊程序設(shè)計(jì).24 4.3.2 無(wú)線接收模塊程序設(shè)計(jì).27 5 pcb 板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .28 5.1 protel 99se 介紹.28 5.2 pcb 設(shè)計(jì)主要步驟 .28 5.3 led 屏 pcb 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).30 5.4 pcb 板設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) .33 6 系統(tǒng)軟硬件調(diào)試.34 6.1 stc-isp 程序下載器介紹 .34 6.2 上位機(jī)發(fā)射界面調(diào)試.35 6.3 下位機(jī)接收部分調(diào)試.35 7 結(jié)論.37 8 謝

11、辭.38 參考文獻(xiàn).39 附錄.40 附錄 1 總電路圖.40 附錄 2 vb 界面程序 .41 附錄 3 發(fā)送端程序.48 附錄 4 接收端程序.65 附錄 5 器件清單 .89 外文資料.90 1 引言 led 點(diǎn)陣屏是由發(fā)光二極管按規(guī)律排列所組成的點(diǎn)陣顯示屏幕，它可用來(lái)顯示字 符、圖案等信息，具有可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高等特 點(diǎn)，因此在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在大型商場(chǎng)、車站、碼頭、地鐵站以及各 類辦事窗口等越來(lái)越多的場(chǎng)所需要用 led 點(diǎn)陣顯示圖形和漢字。led 行業(yè)已成為一個(gè) 快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，市場(chǎng)空間巨大，前景廣闊。隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，led 顯

12、 示作為信息傳播的一種重要手段，已廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外需要進(jìn)行服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)宗旨 宣傳的公眾場(chǎng)所，例如戶內(nèi)外公共場(chǎng)所廣告宣傳、機(jī)場(chǎng)車站旅客引導(dǎo)信息、公交車輛 報(bào)站系統(tǒng)、證券與銀行信息顯示、餐館報(bào)價(jià)信息豆示、高速公路可變情報(bào)板、體育場(chǎng) 館比賽轉(zhuǎn)播、樓宇燈飾、交通信號(hào)燈、景觀照明等。顯然，led 顯示已成為城市亮化、 現(xiàn)代化和信息化社會(huì)的一個(gè)重要標(biāo)志。 led 點(diǎn)陣顯示根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和要求不同可以分為很多種。常見(jiàn)的是采用單片機(jī)為 控制核心的 led 點(diǎn)陣顯示，顯示的數(shù)據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在 rom 中，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，單片機(jī) 負(fù)責(zé)依序?qū)?rom 中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、傳輸和顯示1。這種方式優(yōu)點(diǎn)在于廉價(jià)、現(xiàn) 實(shí)簡(jiǎn)單，

13、適用于顯示字符少或顯示畫(huà)面不大的場(chǎng)合，并且很少更改顯示內(nèi)容。但是當(dāng) 顯示畫(huà)面大，顯示內(nèi)容多且較復(fù)雜，光靠單片機(jī)處理不過(guò)來(lái)，或者希望能隨時(shí)改變顯 示內(nèi)容或畫(huà)面時(shí)不方便，局限性很大。并且目前多采用有線數(shù)據(jù)傳輸方式的 led 點(diǎn)陣 屏幕安裝和更換位置不便，而采用公用無(wú)線收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)的方式費(fèi)用較高。 目前，生活中常見(jiàn)的 led 顯示屏都是采用單片機(jī)為控制核心，顯示的數(shù)據(jù)預(yù)先存 儲(chǔ)在 rom 中，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，單片機(jī)負(fù)責(zé)依序?qū)?rom 中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、傳輸 和顯示。這種方式優(yōu)點(diǎn)在于廉價(jià)、現(xiàn)實(shí)簡(jiǎn)單，適用于顯示字符較少并且很少更改顯示 內(nèi)容的情況。當(dāng)顯示畫(huà)面大，顯示內(nèi)容多且較復(fù)雜，光靠單片機(jī)處理不過(guò)來(lái)，或

14、者希 望能隨時(shí)改變顯示內(nèi)容或畫(huà)面時(shí)不方便，局限性很大。并且目前多采用有線數(shù)據(jù)傳輸 方式的 led 點(diǎn)陣屏幕安裝和更換位置不便，而采用公用無(wú)線收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)的方式費(fèi)用較高。 針對(duì)以上不足，本設(shè)計(jì)研究了由 pc 來(lái)控制點(diǎn)陣屏顯示信息，基于射頻無(wú)線通信技 術(shù)傳輸信息的點(diǎn)陣屏顯示系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)除了具有讓 led 顯示終端進(jìn)行文本顯示的基本 功能外，還區(qū)別于傳統(tǒng)的有線方式傳輸顯示信息，可以通過(guò)射頻無(wú)線通信技術(shù)傳輸數(shù) 據(jù)，解決了不能隨時(shí)更改顯示內(nèi)容的問(wèn)題，在成本增加不多的情況下解決了安裝和更 改位置不方便的問(wèn)題，提高可移動(dòng)性，也符合嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的未來(lái)發(fā)展方向。 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 通過(guò)對(duì)基于射頻無(wú)線通信的點(diǎn)陣

15、顯示屏的分析，本設(shè)計(jì)所研究的無(wú)線 led 點(diǎn)陣屏 分為上位機(jī)和下位機(jī)兩大部分。上位機(jī) pc 端負(fù)責(zé)顯示信息的輸入，用 vb 語(yǔ)言編寫(xiě)軟 件界面，制作一個(gè)可以輸入顯示信息并一鍵發(fā)送的可視化界面。當(dāng)輸入文字信息后按 確定發(fā)送鍵，vb 將顯示信息通過(guò)串口和無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)送出去。下位機(jī)以 stc89c51 單片機(jī)為主控芯片，用于顯示信息的接收和顯示，cc1100 模塊接收上位機(jī)傳輸?shù)娘@示 信息，通過(guò)單片機(jī)在點(diǎn)陣屏上顯示。整個(gè)設(shè)計(jì)根據(jù)功能分為上位 pc 機(jī)管理模塊、無(wú)線 發(fā)射模塊、無(wú)線接收模塊、led 點(diǎn)陣顯示模塊組成，工作流程如圖 2-1 所示。 上位機(jī) pc 端用 visual basic 語(yǔ)言編寫(xiě)

16、軟件界面，用戶可以直接輸入顯示信息，并 確認(rèn)發(fā)送顯示。顯示信息數(shù)據(jù)通過(guò)串口通信傳送到單片機(jī)，并通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊 cc1100 發(fā)射出去，上位機(jī)管理模塊是用戶和該系統(tǒng)進(jìn)行交流的平臺(tái)。下位機(jī) cc1100 模塊接收數(shù)據(jù)后通過(guò)單片機(jī)把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到 ram 中，并顯示的點(diǎn)陣顯示屏上。 無(wú)線發(fā)射模塊和無(wú)線接收模塊采用 cc1100 無(wú)線射頻通信模塊，這是一款集 fsk/ask/ook/msk 支持實(shí)現(xiàn)信息包處理、數(shù)據(jù)緩沖、群發(fā)射、空閑信道評(píng)估、鏈接 質(zhì)量指示和無(wú)線喚醒等多種功能為一體的高性能模塊，它可以采用曼徹斯特編碼進(jìn)行 調(diào)制解調(diào)它的數(shù)據(jù)流，能降低誤碼率。 led 點(diǎn)陣顯示模塊采用 1664 像素 le

17、d 點(diǎn)陣屏，能清晰的呈現(xiàn)各種漢字和符號(hào)， 它由 1024 個(gè)發(fā)光二極管排列組合而成，抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長(zhǎng)的特 點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。 上位機(jī) pc 端 上位機(jī) 控制板 vb 界面輸 入顯示信息 cc1100 無(wú)線發(fā)射 無(wú)線發(fā)射端 無(wú)線接收端 下位機(jī) 控制板 cc1100 無(wú)線接收 led 顯示屏 移位鎖存 數(shù)據(jù)處理 圖 2-1 系統(tǒng)總體方案流程圖 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 3.1 核心器件介紹 3.1.1 stc89c51 系列單片機(jī)介紹 單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它集成了中央處理單元 （mcu） 、存儲(chǔ)器（ram/rom）和各種 i/o 接口，具有一個(gè)完整計(jì)

18、算機(jī)所需要的大部 分部件。 本程序用到的單片機(jī)是 stc89c51，它是標(biāo)準(zhǔn)的 40 引腳雙列直插式集成電路芯片， 引腳如圖 3-1 所示。 1.單片機(jī)各引腳功能介紹： (1)電源引腳 電源引腳接入單片機(jī)的工作電源 vcc（40 引腳）：接+5v 電源。 vss（20 引腳）：接地。 (2)時(shí)鐘引腳 xtal1 和 xtal2 外接晶振引腳。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引腳用于外接石 英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)2。 (3)控制引腳 rst（9 引腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端，當(dāng)輸入的信號(hào)連續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí) 圖 3-1 stc89c51 引腳圖 即為有效，用以

19、完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作，當(dāng)復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器 pc=0000h，即復(fù) 位后將從程序存儲(chǔ)器的 0000h 單元讀取第一條指令碼。在單片機(jī)正常工作時(shí)，此引腳 應(yīng)為0.5v 的低電平。 error!/vpp（31 引腳）外部程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許控制端，當(dāng)error!為高電平時(shí)， 單片機(jī)讀片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（4kb flash 存儲(chǔ)器） ，但在 pc 值超過(guò) 0ffh 時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向 外部程序存儲(chǔ)器中的程序。當(dāng)error!/vpp 引腳為低電平時(shí)，對(duì)程序存儲(chǔ)器的讀操作只 限定在外部程序存儲(chǔ)器，地址為 0000h-ffffh，片內(nèi)的 4kb flash 程序存儲(chǔ)器不起作 用。vpp 為該引腳的第二功能，為編

20、程電壓輸入端。對(duì)于 89c52 系列單片機(jī)，在對(duì)片 內(nèi) flash 固化編程時(shí)，加在 vpp 引腳的編程電壓為+5v 或+12v。 error!/prog（30 引腳）error!為低 8 位地址鎖存允許信號(hào)，在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)， error!的負(fù)跳沿用于控制把 p0 口的輸出低 8 位地址送鎖存器鎖存起來(lái)，然后 p0 口再 作為數(shù)據(jù)端口，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離，形成分時(shí)復(fù)用。當(dāng)error!是高電平時(shí)， 允許地址鎖存信號(hào)，當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，error!信號(hào)負(fù)跳變（即由正變負(fù)）將 p0 口 上低 8 位地址信號(hào)送入鎖存器3。此外，單片機(jī)在運(yùn)行時(shí)，error!端一直有正脈沖信號(hào) 輸出，此頻率為時(shí)鐘

21、振蕩器頻率 fosc的 1/6， （即 6 分頻） 。該正脈沖信號(hào)可作為時(shí)鐘源 或定時(shí)信號(hào)使用。但是要注意，每當(dāng) 89c51 訪問(wèn)外部 ram 時(shí)，要丟失一個(gè)error!脈沖。 此時(shí)嚴(yán)格意義來(lái)說(shuō)，用戶不宜用error!作為精確的時(shí)鐘源或定時(shí)信號(hào)。 prog 為該引腳的第二功能，在對(duì)片內(nèi) flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，此引腳為編程脈沖的 輸入端 error!（29 引腳）為外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，在單片機(jī)讀外部 rom 時(shí)，此 引腳輸出脈沖的負(fù)跳沿作為讀外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此引腳接外部程序存儲(chǔ)器 的 oe（輸出允許）端，在訪問(wèn)外部 ram 時(shí)，error!信號(hào)無(wú)效。歸納起來(lái)為可以分為 以下幾

22、種情況：內(nèi)部 rom 讀取時(shí)，psen 不動(dòng)作；外部 rom 讀取時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周 期會(huì)動(dòng)作兩次；外部 ram 讀取時(shí)，兩個(gè) psen 脈沖被跳過(guò)不會(huì)輸出；外接 rom 時(shí)， 與 rom 的 oe 腳相接。 (4)p0 口為單片機(jī)的引腳 32引腳 39，是漏極開(kāi)路的雙向 i/o 口，有兩個(gè)功能：當(dāng) p0 口用作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)真正的雙向口，用作與外部存儲(chǔ)器的連接， 輸出低八位地址和輸入輸出八位數(shù)據(jù)；當(dāng) p0 口用作通用 i/o 口時(shí)，由于需要片外接上 拉電阻，端口不存在高阻抗?fàn)顟B(tài)，為一個(gè)準(zhǔn)雙向口，為保證引腳信號(hào)的正確讀入，應(yīng) 首先向鎖存器寫(xiě)入 1。單片機(jī)復(fù)位后，鎖存器被置 1；當(dāng)

23、 p0 口由原來(lái)的輸出狀態(tài)轉(zhuǎn)變 為輸入狀態(tài)時(shí)，應(yīng)首先置鎖存器為 1，方可執(zhí)行輸入操作。 (5)p1 口為單片機(jī)的引腳 1引腳 8，是專為用戶使用的準(zhǔn)雙向 i/o 口，其內(nèi)部有上 拉電阻，可作為普通的 i/o 輸入時(shí)，應(yīng)先向端口的輸出鎖存器寫(xiě)入 1。p1 口可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) ls 型 ttl 負(fù)載。 (6)p2口為單片機(jī)的引腳21引腳28，為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向 i/o 口，p2口 緩沖器可接收，輸出4個(gè) ttl 門(mén)電流，當(dāng) p2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高， 且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi) 部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或

24、16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， p2口輸出地址的高八位。在給出地址”1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在 flash 編程和校 驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 (7)p3 口為單片機(jī)的引腳 10引腳 17，是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 i/o 口，有兩 個(gè)功能，作為準(zhǔn)雙向 i/o 使用，其內(nèi)部有上拉電阻，還可以提供第二功能，由特殊寄 存器來(lái)設(shè)置。p3 口的第二功能如表 3-1 所示。 表 3-1 p3 口的第二功能 信道位第二功能說(shuō)明 p3.0rxd串行口的輸出 p3.1txd串行口的輸入 p3.2error

25、!外部中斷 0 的中斷請(qǐng)求輸入 p3.3error!外部中斷 1 的中斷請(qǐng)求輸入 p3.4t0計(jì)數(shù)器 0 的計(jì)數(shù)輸入 p3.5t1計(jì)數(shù)器 1 的計(jì)數(shù)輸入 p3.6error!外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫(xiě)選通信號(hào) p3.7error!外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào) 2.單片機(jī)最小系統(tǒng)電路介紹 (1)時(shí)鐘電路 89c51 單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍 地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響到單片 機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 stc89c51 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 rxd 和 txd 分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部

26、方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部 方式的時(shí)鐘電路如圖 3-2 (a) 所示，在 rxd 和 txd 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器 就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩 頻率可以在 1.212mhz 之間選擇，電容值在 530pf 之間選擇，電容值的大小可對(duì) 頻率起微調(diào)的作用4。 外部方式的時(shí)鐘電路如圖 3-2（b）所示，rxd 接地，txd 接外部振蕩器。對(duì)外部 振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 12mhz 的方波信號(hào)。 片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘 p1 和 p2，供單片機(jī)使用。 （a）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 （b）外

27、部方式時(shí)鐘電路 圖 3-2 時(shí)鐘電路 (2)復(fù)位及復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把 pc 初始化為 0000h，使單片機(jī)從 0000h 單元開(kāi)始執(zhí)行程序。當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)， 需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。 除 pc 之外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表 3-2 所示。 表 3-2 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài) 寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài) pc0000htcon00h acc00htl000h psw00hth000h sp07htl100h dptr0000hth100h p0-p3ffhscon00h ipxx000000bsbuf不定

28、 ie0x000000bpcon0xxx0000b tmod00h rst 引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè) 振蕩周期(即二個(gè)機(jī)器周期)以上。若使用頗率為 6mhz 的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng) 超過(guò) 4us 才能完成復(fù)位操作。產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖 3-3 所示。 xtal1 xtal2 晶振 外部 振蕩器 +5v xtal1 xtal2 圖 3-3 復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖 復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位相按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。 上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 3-4（a）所 示。這佯，只要電源 vcc 的上升時(shí)間不超過(guò) 1ms

29、，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通 電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。這時(shí)時(shí)鐘頻率選用 6mhz，電容取 22uf，電阻 r 取 1k。 按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。電平復(fù)位是通過(guò) rst 端經(jīng)電阻與電源 vcc 接通來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，按鍵電平復(fù)位是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻與 vcc 電源接通而實(shí)現(xiàn) 的，其電路如圖 3-4（b）所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用 rc 微分電路產(chǎn)生的正脈沖 來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 3-4（c）所示。 （a）上電復(fù)位 （b）按鍵電平復(fù)位 （c）按鍵脈沖復(fù)位 圖 3-4 復(fù)位電路 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6mhz 晶振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù) 時(shí)間大于 2 個(gè)機(jī)器周

30、期。 本系統(tǒng)的復(fù)位電路采用圖 3-4（a）上電復(fù)位方式。 rst/vpd 片內(nèi) ram vss 施密特 觸發(fā)器 復(fù)位電路 vcc 80c51 vcc rst/vpd vss vcc c + 22uf r 1k reset c + 22uf vcc r 200 vcc rst/vpd vss 80c51 r 1000 reset 80c51 vcc rst/vpd vss vcc c + 22uf r1 1000 r2 1000 89c51 單片機(jī)功能如表 3-3 所示。 表 3-3 stc89c51 主要功能 主要功能特性性能介紹 兼容 mcs51 指令系統(tǒng)8k 可反復(fù)擦寫(xiě) flash rom

31、 32 個(gè)雙向 i/o 口256x8bit 內(nèi)部 ram 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率 0-24mhz 2 個(gè)串行中斷可編程 uart 串行通道 2 個(gè)外部中斷源共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 3.1.2 cc1100 無(wú)線模塊介紹 這是一款由美國(guó) ti 公司的 cc1100 無(wú)線收發(fā)設(shè)計(jì)的一款高性能 433m 無(wú)線收發(fā)模 塊，設(shè)計(jì)旨在用于極低功耗 rf 應(yīng)用。其主要針對(duì)工業(yè)、科研和醫(yī)療以及 470-510mhz 和 950-960mhz 頻帶的短距離無(wú)線通信設(shè)備。它特別適用于那些針對(duì)日本 arib std- t9

32、6 標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó) 470-510mhz 短距離通信設(shè)備的無(wú)線應(yīng)用。 cc1100 可支持固定數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度協(xié)議和可變數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度協(xié)議?？勺兓蚬潭〝?shù)據(jù)包長(zhǎng) 度模式可用于長(zhǎng)達(dá) 255 字節(jié)的數(shù)據(jù)包。對(duì)更長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包而言，必須使用無(wú)長(zhǎng)度限制的 數(shù)據(jù)包模式。在可變數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度模式下，通過(guò)同步字后面的第一個(gè)字節(jié)來(lái)配置數(shù)據(jù)包 長(zhǎng)度。數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度被定義為有效負(fù)載數(shù)據(jù)，但不包括長(zhǎng)度字節(jié)和可選 crc。 cc1100 支持三種不同類型的數(shù)據(jù)包過(guò)濾：地址濾波，最大長(zhǎng)度濾波和 crc 濾波， 最大限制的避免了錯(cuò)誤代碼的接收。 cc1100 無(wú)線模塊采用 gfsk 調(diào)制，工作在 433.05-434.79m 的國(guó)際通用 ism 頻

33、段， 最高調(diào)制速率可達(dá) 500kbps?；?spi 接口方式，最少只需 5 個(gè) io 口即可，很方便于 各種 mcu 連接5。管腳定義如表 3-4 所示。 表 3-4 cc1100 模塊引腳表 管腳次序管腳定義功能描述 13.3v電源輸入（方形焊盤(pán)） 2sispi 輸入 3sckspi 時(shí)鐘 4sospi 輸出 5gdo2通用數(shù)據(jù)輸出 2 6gnd接地 7gdo0通用數(shù)據(jù)輸出 0 8csnspi 使能 模塊大小 40mm19mm，2.0mm 間距的雙排插針接口（注意：萬(wàn)能版的孔間距為 2.54mm，模塊的引腳間距為 2.00mm，需要使用 2.54mm 轉(zhuǎn) 2.00mm 的杜邦線才能連接）

34、，使用外置彈簧天線設(shè)計(jì)，開(kāi)闊地 100k 速率下，收發(fā) 10 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)量測(cè)試距離最 遠(yuǎn)約 300 米左右。 cc1100 性能優(yōu)勢(shì)明顯，歸納為以下幾點(diǎn)： (1)工作頻率 433m 符合國(guó)際通用 ism 法規(guī), 430-464m 寬頻工作，滿足多點(diǎn)通信 和跳頻通信需要。 (1)支持 2fs, gfs 和 msk 調(diào)制方式。 (2)內(nèi)置硬件 crc 校驗(yàn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通訊地址控制。 (3)快速啟動(dòng)時(shí)間，從休眠到 rx 或 tx 狀態(tài) 240us。 (4)內(nèi)置硬件 crc 校驗(yàn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通訊地址控制。 (5)低功耗，休眠狀態(tài)時(shí)，電流僅為 0.1ua。 (6)模塊所有的 io 口均加隔離電阻保護(hù)，靜電

35、防護(hù)和抗干擾能力更好。 cc1100 屬于高精度器件，使用時(shí)要格外注意，具體注意事項(xiàng)可以歸納為以下幾點(diǎn)： (1)靜電：無(wú)線模塊為靜電敏感器件，使用時(shí)請(qǐng)注意靜電防護(hù)，特別是在干燥的冬 季 盡量不用收去觸摸模塊上的器件，以免造成不必要的損壞。 (2)電源：無(wú)線模塊推薦使用紋波小的直流電源，工作電壓建議在 3.3v 工作。模塊 的接地要穩(wěn)定可靠，地線盡量靠近電源總地。如使用開(kāi)關(guān)電源的話，一定要加強(qiáng)退藕， 以免開(kāi)關(guān)電源的紋波和尖峰脈沖影響模塊的工作特性。 (3)單片機(jī)：如果模塊工作在 3.3v 時(shí)，不考慮低功耗的話，可以直接和 5v 單片機(jī) 系統(tǒng)連接，如果是連 51 系列的單片機(jī) p0 口的話，請(qǐng)加

36、10k 的上拉電阻。另模塊的 spi 速率最高能支持到 10m，一般建議在 1m 或幾百 k 的 spi 速率即可。 (4)測(cè)試：模塊采用外置彈簧天線，此天線容易受外部線路影響，使用時(shí)，此天線 底下和周圍請(qǐng)不要走線路或擺放器件，可以的話最好完全懸空。對(duì) 433m，各種材質(zhì)均 有一定的影響，一般的塑料影響不大，如有金屬物體會(huì)產(chǎn)生比較明顯的影響，此時(shí)建 議使用 sma 饋線來(lái)外接 sma 天線。有關(guān)模塊使用的芯片詳細(xì)規(guī)格請(qǐng)參考 ti 公司的 cc1101 的 datasheet。 cc1100 無(wú)線模塊應(yīng)用范圍非常廣，控制處理、無(wú)線數(shù)據(jù)連接、遙測(cè)、小型無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)；車輛監(jiān)控、防盜；機(jī)器人控制，飛思卡

37、爾智能車控制；智能家庭、家居應(yīng)用和無(wú) 線傳感、安全系統(tǒng)；智能玩具；無(wú)線抄表、門(mén)禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼；工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、 生物信號(hào)采集、水文氣象監(jiān)控；游戲無(wú)線控制器；無(wú)線傳感器、無(wú)線語(yǔ)音。 3.1.3 點(diǎn)陣顯示屏芯片介紹 1. 74hc595 芯片介紹 74hc595 是具有 8 位移位寄存器、1 個(gè)存儲(chǔ)器和三態(tài)輸出功能的芯片6。其中， 移位寄存器和存儲(chǔ)器分別使用不同的時(shí)鐘。數(shù)據(jù)在 sh-cp（11 引腳）的上升沿輸入到 移位寄存器中，在 st-cp（12 引腳）的上升沿輸入到存儲(chǔ)寄存器中去。當(dāng)兩個(gè)時(shí)鐘連 在一起時(shí)，則移位寄存器會(huì)一直比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。移位寄存器有一個(gè)串行移 位輸入端（14 引

38、腳 ds） 、一個(gè)串行輸出（9 引腳error!）和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存 儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能端 oe 為低電平，存儲(chǔ)寄 存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。74hc595 引腳圖如圖 3-5 所示。 圖 3-5 74hc595 引腳圖 74hc595 芯片總共 14 個(gè)引腳，是雙列直插型封裝。各引腳功能如下表 3-5 所示： 表 3-5 74hc595 引腳功能圖 引腳功能 q0-q7八位并行輸出端 error!級(jí)聯(lián)輸出端，將它接下一個(gè) 595 的 ds ds串行數(shù)據(jù)輸入端 error!低電平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零 st-cp 上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

39、寄存器， 下降沿時(shí)存儲(chǔ)寄存器數(shù)據(jù)不變 sh-cp上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位 oe高電平時(shí)禁止輸出 74hc595 作為 8 位串行輸入/輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關(guān)斷狀態(tài)的 功能。它可以將串行輸入的 8 位數(shù)字，轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿休敵龅?8 位數(shù)字，例如控制一個(gè) 8 位數(shù)碼管，將不會(huì)有閃爍7。74hc595 的邏輯功能如下表 3-6 所示。 表 3-6 74hc595 的邏輯功能表 sh-cpst-cpoemrdserror!qn xxlxncmr xllxll xxhlxlz xlhhq6nc xlhxncqn lhxq6qn 將 74hc595 的 q0q7 接點(diǎn)陣的行或者列的 8 個(gè)

40、引腳，將串行數(shù)據(jù)從 ds 端輸入， st-ch 接收脈沖，每來(lái)一個(gè)脈沖串行數(shù)據(jù)從低位向高位移位，并且各自送到相應(yīng)的 qn 端。當(dāng) q0q7 端全部送滿數(shù)據(jù)時(shí)，shck 來(lái)個(gè)脈沖將 q0q7 的數(shù)據(jù)送出，被送到 點(diǎn)陣的引腳，從而實(shí)現(xiàn)一行或者一列的驅(qū)動(dòng)。就這樣，每次驅(qū)動(dòng)一行，當(dāng)動(dòng)態(tài)掃描起 來(lái)就可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)掃描而呈現(xiàn)數(shù)字8。 2. 74hc154 芯片介紹 74hc154 是一種高速的 cmos 器件，用于 4 線-16 線譯碼的高性能存儲(chǔ)器的譯碼 器，可接受 4 位高電平有效的二進(jìn)制輸入，并提供 16 個(gè)互斥的低電平有效的輸出信號(hào)。 如圖 74hc154 的引腳如圖 3-6 所示。 圖 3-6 7

41、4hc154 的引腳圖 74hc154 譯碼器的兩個(gè)輸入使能端可用于譯碼器選通，當(dāng)選通使能端 g1（18 引 腳）和 g2（19 引腳）均為低電平時(shí)，可將地址端 abcd（20 到 23 引腳）的二進(jìn)制， 編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端，以低電平譯出。若將 g1 和 g2 中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端， 由 abcd 對(duì)輸出尋址，74hc154 還可作 1 線16 線數(shù)據(jù)分配器。74hc154 的真值表 的如表 3-7 所示。 表 3-7 74hc154 真值表 inputselected output(l) g1g2dcba l l l l l l l l l l l l l l l l l l h h

42、l h l h yo y1 y2 y3 l l l l l l l l l l l l h h h h l l h h l h l h y4 y5 y6 y7 l l l l l l l l h h h h l l l l l l h h l h l h y8 y9 y10 y11 l l l l l l l l h h h h h h h h l l h h l h l h y12 y13 y14 y15 x h h x x x x x x x x x none none 上表中，l 表示低電平，h 表示高電平，x 表示任意電平，不關(guān)心。 3.2 控制板電路設(shè)計(jì) 3.2.1 控制板原理 單片

43、機(jī)控制板包括單片機(jī)最小系統(tǒng)和 cc1100 供電電路，由于單片機(jī)高電平為 5v 低電平為 0v，而 pc 端 usb 輸出高電平為-12v 低電平為+12v，需要通過(guò)串口和 max232 電平轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換，才能滿足單片機(jī)與上位機(jī)的串口通信以及程 序的下載的基本條件。 實(shí)際設(shè)計(jì)中，使用了 usb 轉(zhuǎn) ttl 下載小板，這是一種可以直接把+12v 和-12v 電 平轉(zhuǎn)換成 ttl 電平，并且可以與 pc 進(jìn)行串口通信。因此實(shí)際設(shè)計(jì)中取消了 max232 和串口部分。 在設(shè)計(jì)中考慮到連線很多，板子上把各個(gè) i/o 口引出來(lái)，焊接了插針，這樣便于 和其他電路板的連接，使用起來(lái)更方便，起到了單

44、片機(jī)最小系統(tǒng)的作用。 本方案無(wú)線發(fā)射部分采用集成的 cc1100 無(wú)線模塊簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，單片機(jī)只提供與 發(fā)射模塊的借口即可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由于發(fā)射模塊需要 3.3v 供電，本方案采用 ams1117-3.3 給 cc1100 供電。 asm1117 是一個(gè)低漏失電壓調(diào)整器，它的穩(wěn)壓調(diào)整管是由一個(gè) pnp 驅(qū)動(dòng)的 npn 管組成的。asm1117 有固定和可調(diào)兩個(gè)版本可用，輸出電壓可以是 1.2v，1.5v，1.8v，2.5v，2.85v，3.0v，3.3v 和 5.0v。片內(nèi)過(guò)熱切斷電路提供了過(guò)載 和過(guò)熱保護(hù)，以防止環(huán)境溫度過(guò)高的結(jié)溫。為了確保 asm1117 的穩(wěn)定性，對(duì)可調(diào)電壓 版本，輸出需要

45、連接一個(gè)至少 22uf 的電容。對(duì)于固定電壓版本，可采用更小的電容， 具體可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用確定。通常，線性調(diào)整器的穩(wěn)定性隨著輸出電流增加而降低。 cc1100 無(wú)線模塊供電電路硬件電路如圖 3-7 所示。 圖 3-7 cc1100 無(wú)線模塊供電電路 設(shè)計(jì)好的控制板原理圖如下圖 3-8 所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 paizhen p3 sck so gd02 gdo0 csn gnd v3 si gnd1 out2 in 3 ams1117 am s1 gndvcc v3 gndgnd 10uf c5 10uf c6 p1.0 1 p1.1 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4

46、5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 rst/vpd 9 rxd/p3.0 10 txd/p3.1 11 int0/p3.2 12 int1/p3.3 13 t0/p3.4 14 t1/p3.5 15 wr/p3.6 16 rd/p3.7 17 xtal2 18 xtal1 19 vss 20 p2.0 21 p2.1 22 p2.2 23 p2.3 24 p2.4 25 p2.5 26 p2.6 27 p2.7 28 psen 29 ale/prog 30 ea/vpp 31 p0.7 32 p0.6 33 p0.5 34 p0.4 35 p0.3 36 p0.2 37 p0.1 3

47、8 p0.0 39 vcc 40 stc-89c52 u1 8051 30pf c1 30pf c2 12 11.0592 y1 gnd s10 vcc 10k r1 gnd rst rst vcc gnd vcc 1 2 3 4 5 6 7 8 paizhen p3 sck so gd02 gdo0 csn gnd v3 si sck so gd02 gdo0 si csn gnd1 out2 in 3 ams1117 am s1 gndvcc v3 gndgnd 10uf c5 10uf c6 d1 10uf c3 p31 p30 1 2 3 4 5 6 7 8 paizhen p1 pa

48、izhen 1 2 3 4 5 6 7 8 paizhen p2 paizhen 2 3 4 5 6 7 8 9 vcc 1 p4 paizu p00 p01 p02 p03 p04 p05 p06 p07 p35 p36 p37 p33 p34 p32 1k r2 1 2 + powe r p5 gnd vcc 1 2 t iaoxian u5 p10 p11 p12 p13 p14 p15 p16 p17 p26 p27 圖 3-8 控制板原理圖 點(diǎn)陣屏控制板電路與單片機(jī)發(fā)射控制板基本相同，不同之處是將 p1 口引出與點(diǎn)陣 屏相接。 3.2.2 外部擴(kuò)展板的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中點(diǎn)陣顯示信息需要的

49、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器 62256 中，這是一款 32k 的 低功耗靜態(tài)存儲(chǔ)器。 stc89c51 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，一般使用 p0 口作為地址低 8 位（與數(shù)據(jù)口分時(shí)復(fù) 用），而 p2 口作為地址高 8 位，它共有 16 根地址總線，尋址空間為 64kb9。62256 芯片引腳圖如圖 3-9 所示。 圖 3-9 62256 芯片管腳圖 62256 是 32k 的低功耗靜態(tài) ram 存儲(chǔ)器，用 p0 和 p2 來(lái)擴(kuò)展外部 ram（就是用 p0 和 p2 與 62256 對(duì)應(yīng)的管腳相連接）。假設(shè) p2.7 接 wr，p2.6 接 rd，p2.5 接 cs， 那么就可以確定一個(gè)外部 ram 的一個(gè)地

50、址，想往外部 ram 的一個(gè)地址寫(xiě)一個(gè)字節(jié)時(shí)， 地址可以定為 xbyte 0 x4000，其中 wr，cs 為低，rd 為高，那就是高位的 4（0100 也就是 p2.7 和 p2.5 輸出了低電平，而 p2.6 輸出了高電平，目的當(dāng)然是要選 通 62256 并且向 62256 寫(xiě)入數(shù)據(jù)），其它位的可以根據(jù)情況自己定（也就是其它位是 什么不要緊，關(guān)鍵就是控制 wr，cs，rd 的那幾個(gè)位要符合選通，讀寫(xiě)的規(guī)定就可以 了）,現(xiàn)在我們向 62256 中寫(xiě)個(gè) 26 進(jìn)去就可以使用這條語(yǔ)句：xbyte 0 x4000 = 26。 設(shè)計(jì)好的 62256 與單片機(jī)連接圖如圖 3-10 所示。 圖 3-10

51、 62256 與單片機(jī)連接圖 圖 3-10 中把 62256 需要與單片機(jī)相連的 p0 口、p2 口和 wr、rd、ale 用插針的 方式表示，方便畫(huà)圖。同時(shí)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)中，外擴(kuò)小板也是這樣焊接的，只需用杜邦線 和單片機(jī)的對(duì)應(yīng)口相連就可以。 3.3 點(diǎn)陣顯示屏模塊設(shè)計(jì) 3.3.1.點(diǎn)陣屏顯示原理 led 為發(fā)光二極管的簡(jiǎn)稱，是一種能將電能換轉(zhuǎn)為光能的器件，當(dāng)有電流通過(guò)的 時(shí)候可以產(chǎn)生人眼可見(jiàn)的光。本設(shè)計(jì)的點(diǎn)陣顯示屏由 16 個(gè) 88 點(diǎn)陣 led 組成，可以 同時(shí)清晰的顯示 4 個(gè) 1616 分辨率的點(diǎn)陣漢字。 led 顯示器常用的工作方式有靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。所謂靜態(tài)顯示就是 當(dāng)顯示器

52、顯示一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管始終保持導(dǎo)通或截至，在顯示的這個(gè)過(guò) 程中，其狀態(tài)是靜止不變的，直到一個(gè)字符顯示完，要顯示下一個(gè)字符，其狀態(tài)才改 變。而動(dòng)態(tài)顯示方式則不同，它在顯示每一個(gè)字符的過(guò)程中，都是一位一位的輪流點(diǎn) 亮要顯示的各個(gè)位，這樣反復(fù)循環(huán)。動(dòng)態(tài)顯示利用了人眼的視覺(jué)殘留性質(zhì)。 外形上，88 點(diǎn)陣共由 64 個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和 列線的交叉點(diǎn)上，當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一行置高電平，某一列置低電平，則相應(yīng)的二極管就亮； 如要將第一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)亮，則 y0 腳接高電平 x7 腳接低電平，則第一個(gè)點(diǎn)就亮了；如果要 將第一行點(diǎn)亮，則第 y0 腳要接高電平，而（x0、x1、x2、x3、

53、x4、x5、x6、x7） 這些引腳接低電平，那么第一行就會(huì)點(diǎn)亮；如要將第一列點(diǎn)亮，則第 x7 腳接低電平， 而（y0、y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7）接高電平，那么第一列就會(huì)點(diǎn)亮。點(diǎn)陣屏 內(nèi)部電路圖如圖 3-11 所示。 oe 1 o0 2 d0 3 d1 4 o1 5 o2 6 d2 7 d3 8 o3 9 gnd 10 le 11 o4 12 d4 13 d5 14 o5 15 o6 16 d6 17 d7 18 o7 19 vcc 20 74ls373 u? 74ls373 a14 1 a12 2 a7 3 a6 4 a5 5 a4 6 a3 7 a2 8 a1 9 a0 10

54、 i/o0 11 i/o1 12 i/o2 13 gnd 14 i/o3 15 i/o4 16 i/o5 17 i/o6 18 i/o7 19 cs 20 a10 21 oe 22 a11 23 a9 24 a8 25 a13 26 we 27 vcc 28 62256 u? 62256 gnd vcc 1 2 3 4 5 6 7 8 p2口 8 header 1 2 3 j2 con3 wr(16) rd(17) ale(30) 1 2 3 4 5 6 7 8 p0口 8 header 1 2 3 4 5 6 7 8 p0口 header 8 圖 3-11 88 單色 led 模塊內(nèi)部電路

55、一般我們使用點(diǎn)陣顯示漢字是用的 1616 的點(diǎn)陣宋體字庫(kù)，所謂 1616，是每一 個(gè)漢字在縱、橫各 16 點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)顯示的。也就是說(shuō)得用四個(gè) 88 點(diǎn)陣組合成一個(gè) 1616 的點(diǎn)陣10。 如下圖 3-12 所示，要顯示“你”則相應(yīng)的點(diǎn)就要點(diǎn)亮，由于我買的點(diǎn)陣在列線上是 低電平有效，而在行線上是高電平有效，所以要顯示“你”字的話，它的位代碼信息要 取反，即所有列送(1111011101111111，即 0 xf7 和 0 x7f)，而第一行送 1 信號(hào)，然后第 一行送 0；再送第二行要顯示的數(shù)據(jù)送 (1111011101111111，即 0 xf7 和 0 x7f)，而第二 行送 1 信號(hào)。依此

56、類推，只要每行數(shù)據(jù)顯示時(shí)間間隔夠短，利用人眼的視覺(jué)暫停作用， 這樣送 16 次數(shù)據(jù)掃描完 16 行后就會(huì)看到一個(gè)“你”字。 圖 3-12 漢字“你”的字模信息和顯示 3.3.2 行驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)要求的行驅(qū)動(dòng)電流較大，目前尚無(wú)合適的集成電路來(lái)勝任。因此本設(shè) 計(jì)的行驅(qū)動(dòng)電路采用三極管擴(kuò)流方式，如圖 3-13 所示。 64 02 . 0 8.21 a a i i b c 圖 3-13 兩種三極管擴(kuò)流方式（共集，共射） 共集驅(qū)動(dòng)方式，又稱射極跟隨器，當(dāng)電源電壓足夠時(shí)，在負(fù)載上獲得的電壓始終 等于基極對(duì)地電壓 ub減去發(fā)射結(jié)壓降 ube。硅管的 ube一般為 0.7v 左右，因此在 5v 供

57、電系統(tǒng)中，在負(fù)載上最多能獲得 4.3v 的電壓，若 ic=1a 則在三極管上的管耗為 1a0.7v=0.7w，管耗較大，需選用中功率的管子。還有一個(gè)重要的特點(diǎn)，共集電路的 基極是用高電平驅(qū)動(dòng)，而單片機(jī)在復(fù)位期間，所有 i/o 口都呈現(xiàn)高電平。這樣的話， 在開(kāi)機(jī)上電復(fù)位的瞬間，在所有的行線上都會(huì)獲得電壓。而造成開(kāi)機(jī)瞬間全屏顯示或 造成巨大的浪涌電流沖擊，使電源電壓跌落，單片機(jī)工作異常。 而使用共射驅(qū)動(dòng)方式的話，同樣的電源電壓下，負(fù)載端能獲得 4.7v 的電壓， ic=1a 時(shí)的管耗只有 0.3w。因此可選用小功率器件。共射電路的基極驅(qū)動(dòng)是用低電平， 這就不會(huì)造成上述共集電路的浪涌電流影響。同時(shí)，

58、大部分單片機(jī)的 i/o 是弱上拉輸 出，也即是單片機(jī)能承受較大的灌電流，而只能提供微弱的拉電流。 因此，綜合權(quán)衡利弊，本設(shè)計(jì)采用 pnp 管共射電路作為行掃描線驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)對(duì)行驅(qū) 動(dòng)電路各元件參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。 行驅(qū)動(dòng)電路元件參數(shù)的計(jì)算，假設(shè)條屏使用在極端情況下，每一行的所有 led 全 部點(diǎn)亮。每行共 64 點(diǎn)。共 64 個(gè) led。普通 led 的安全工作電流在 520ma 之間，為 獲得較高亮度，又要兼顧其工作壽命。本設(shè)計(jì)中，每只 led 工作電流取 20ma。 如此可知，當(dāng)一行全點(diǎn)亮的時(shí)候 總電流：it=ic=0.02a64=1.28a 管耗: pc=icvcesat(管飽和壓降)=1.28a

59、0.3v=0.38w 直流電流放大系數(shù)： 215 02 . 0 7 . 05 a vv i vv r b becc （3.1） 對(duì)于基極偏流電阻，則起到對(duì)基極 20ma 偏置電流限流作用。 基極限流電阻：（3.2） 本方案采用 200 限流電流。集電極電阻采用 150。 3.3.3 點(diǎn)陣顯示屏原理圖設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)通過(guò) 74hc595 級(jí)聯(lián)對(duì)列進(jìn)行選通，通過(guò) 74hc154 四線十六線譯碼器進(jìn)行 行選通。中間用 tip127 封裝的大功率三極管進(jìn)行電流放大。設(shè)計(jì)好的點(diǎn)陣顯示屏原理 圖如下圖 3-14 所示。 r1 13 r2 10 r3 15 r4 9 r5 4 r6 16 r7 6 r8 1 a

60、 8 b 7 c 3 d 14 e 2 f 12 g 11 dp 5 u1 lg7088bh r1 13 r2 10 r3 15 r4 9 r5 4 r6 16 r7 6 r8 1 a 8 b 7 c 3 d 14 e 2 f 12 g 11 dp 5 u2 lg7088bh r1 13 r2 10 r3 15 r4 9 r5 4 r6 16 r7 6 r8 1 a 8 b 7 c 3 d 14 e 2 f 12 g 11 dp 5 u3 lg7088bh r1 13 r2 10 r3 15 r4 9 r5 4 r6 16 r7 6 r8 1 a 8 b 7 c 3 d 14 e 2 f 12