基于單片機(jī)的點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、華宇職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題名稱(chēng) 基于單片機(jī)的點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè) 電氣自動(dòng)化 班級(jí) 電氣自動(dòng)化一班 學(xué)號(hào) 2008* * 指導(dǎo)教師 * 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于單片機(jī)的點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)：電氣自動(dòng)化 ： * 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作起止時(shí)間：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的容要求：本次論文的設(shè)計(jì)是通過(guò)查詢(xún)資料，應(yīng)用單片機(jī)，LED數(shù)碼管來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)包括數(shù)字時(shí)鐘，溫度顯示，鬧鈴以與止鬧功能的顯示屏。運(yùn)用所學(xué)到的知識(shí)，來(lái)控制各部分的功能顯示，并進(jìn)行最終測(cè)試。通過(guò)本次的設(shè)計(jì),能夠讓我們更好的掌握單片機(jī)的知識(shí),從而更好地掌握點(diǎn)陣式電子顯示屏的設(shè)計(jì)方法。訓(xùn)練和提高邏輯

2、思維能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、寫(xiě)作能力以與設(shè)計(jì)、繪圖等技能。注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能，以與分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。指導(dǎo)教師（簽名）： 系主任：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告一、課題設(shè)計(jì)（論文）目的與意義目的: 通過(guò)本次的設(shè)計(jì),能夠讓我們更好的掌握單片機(jī)的知識(shí),從而更好地掌握點(diǎn)陣式電子顯示屏的設(shè)計(jì)方法.意義: 1、在本次設(shè)計(jì)中能綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的基本理論、基本知識(shí)、基本技能，并在畢業(yè)論文寫(xiě)作過(guò)程中拓寬、深化、升華；2、在老師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行調(diào)查研究、搜集資料、分析綜合、推理論證和系統(tǒng)表述；3、訓(xùn)練和提高邏輯思維能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、寫(xiě)作能力以與設(shè)計(jì)、繪圖等技能；4、注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能，以與分析問(wèn)題解決問(wèn)

3、題的能力。二、課題設(shè)計(jì)（論文）提綱1. 學(xué)習(xí)單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，查找相關(guān)資料。2. 根據(jù)相關(guān)資料認(rèn)真學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)。3. 了解電子顯示屏的特點(diǎn)4. 設(shè)計(jì)論文方案，并進(jìn)行比較，設(shè)計(jì)硬軟件的設(shè)計(jì)、編寫(xiě)程序并進(jìn)行調(diào)試和測(cè)量。5. 編寫(xiě)畢業(yè)論文三、課題設(shè)計(jì)（論文）思路、方法與進(jìn)度安排第一周：依照畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)查找單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)資料，認(rèn)真閱讀。第二周：繼續(xù)查找閱讀基礎(chǔ)知識(shí)、相關(guān)資料。第三周：通過(guò)閱讀基礎(chǔ)知識(shí)，認(rèn)真了解單片機(jī)電子顯示屏的特點(diǎn)，選用裝置。第四周：根據(jù)相關(guān)資料設(shè)計(jì)路線(xiàn)圖和各種程序。第五周：編寫(xiě)畢業(yè)論文并準(zhǔn)備答辯。第六周：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。四、課題設(shè)計(jì)（論文）參考文獻(xiàn)；1基于單片機(jī)結(jié)構(gòu)的智能系統(tǒng)設(shè)

4、計(jì)與實(shí)現(xiàn) 紅衛(wèi) 編 電子工業(yè)2單片機(jī)原理與接口技術(shù) 黃惠媛 編 海洋3單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 周平 伍云輝 編 電子科技大學(xué)48051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 吳金戌 郭庭吉 編 清華大學(xué)5電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽題解析 黃正謹(jǐn)?shù)染?東南大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師意見(jiàn)書(shū)系別： 電氣工程系 填表日期： 年 月 日學(xué)生 麗麗學(xué)號(hào)班級(jí)電氣自動(dòng)化一班設(shè)計(jì)（論文）題目基于單片機(jī)的點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì)意 見(jiàn)：指導(dǎo)教師職稱(chēng)工作單位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)系別：電氣工程系 填表日期： 年 月 日學(xué)生麗麗學(xué)號(hào)班級(jí)電氣自動(dòng)化一班設(shè)計(jì)（論文）題目基于單片機(jī)的點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì)答辯成績(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

5、答辯委員會(huì)成員簽字姓 名職 稱(chēng)工作單位簽 字目 錄摘要7前言8第一章任務(wù)設(shè)計(jì)101.1 基本要求101.2發(fā)揮部分101.3 創(chuàng)新部分11第二章方案論證112.1 顯示部分112.2數(shù)字時(shí)鐘112.3 溫度采集部分122.4 芯片的選擇132.5 鬧鈴方式的選擇132.6 止鬧方式的選擇132.7 串口通訊芯片的選擇142.8 電源模塊14第三章總體方案153.1 工作原理153.2 總體設(shè)計(jì)15第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)164.1 AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)164.2 溫度測(cè)量模塊174.3 時(shí)鐘模塊174.4 鍵盤(pán)模塊184.5 LED顯示模塊194.6電源選擇204.7 PC機(jī)通訊214.8整

6、體電路21第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)235.1主程序235.2顯示子程序流程245.3 顯示時(shí)間子程序流程255.4 與PC串口通訊程序255.5 LED亮度調(diào)節(jié)265.6溫度測(cè)量流程圖28第六章測(cè)量與其結(jié)果分析296.1 基本部分測(cè)試與分析296. 2 發(fā)揮部分測(cè)試與分析296.3 創(chuàng)新部分測(cè)試與分析29設(shè)計(jì)總結(jié)31辭32參考資料33附錄34摘 要LED大屏幕顯示系統(tǒng)，以AT89S52單片機(jī)為核心，由鍵盤(pán)顯示、錄放音模塊、光電開(kāi)關(guān)、溫度采集、定時(shí)鬧鈴、LED大屏幕顯示等功能模塊組成?；陬}目基本要求，本系統(tǒng)對(duì)時(shí)間顯示和大屏幕顯示進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)。此外，擴(kuò)展單片機(jī)外圍接口、溫度采集、非接觸式止鬧、滾動(dòng)屏

7、幕顯示、語(yǔ)音報(bào)時(shí)等功能。本系統(tǒng)大部分功能由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，吸收了硬件軟件化的思想，大部分功能通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，使電路簡(jiǎn)單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提高。本系統(tǒng)不僅成功的實(shí)現(xiàn)了要求的基本功能,發(fā)揮部分也得到完全的實(shí)現(xiàn),而且有一定的創(chuàng)新功能。 關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī) LED大屏幕 滾屏顯示前言單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，以極其高的性能價(jià)格比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。單片機(jī)的特點(diǎn)是體積小、集成度高、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，開(kāi)發(fā)較為容易。正因?yàn)閱纹瑱C(jī)有如此多的優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用領(lǐng)域之廣，幾乎到了無(wú)孔不入的地步。在我國(guó)，單片機(jī)已被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制

8、、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀表、智能化家用電器、航空航天系統(tǒng)和和國(guó)防軍事、尖端武器等各個(gè)方面。我們可以開(kāi)發(fā)利用單片機(jī)系統(tǒng)以獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。更重要的意義是單片機(jī)的應(yīng)用改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方法。以前采用硬件電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，正在用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種以軟件結(jié)合硬件或取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱(chēng)為微控制技術(shù)。例如，本文所要論述的通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制LED點(diǎn)陣顯示。LED電子顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。它是集微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的顯示系統(tǒng)，是目前國(guó)際上極為先進(jìn)的顯示媒體。由于它具有發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、組態(tài)

9、靈活、色彩豐富、工作性能穩(wěn)定以與對(duì)室室外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而日漸成為顯示媒體中的佼佼者。在我國(guó)改革開(kāi)放之后，特別是進(jìn)入90年代國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，對(duì)公眾場(chǎng)合發(fā)布信息的需求日益強(qiáng)烈，LED顯示屏的出現(xiàn)正好適應(yīng)了這一市場(chǎng)形勢(shì)，因而在LED顯示屏的設(shè)計(jì)制造技術(shù)與應(yīng)用水平上都得到了迅速的提高，生產(chǎn)也得到了迅速的發(fā)展，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，成為光電子行業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。LED顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色圖文顯示屏，到圖像顯示屏的發(fā)展過(guò)程。隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED顯示屏作為信息傳播的一種重要手段成為現(xiàn)代信息化社會(huì)的一個(gè)閃亮標(biāo)志。近年LED顯示屏已廣泛應(yīng)用于室、外需要進(jìn)行服務(wù)容和服務(wù)宗旨宣傳的公眾場(chǎng)所如銀行、營(yíng)

10、業(yè)部、車(chē)站、機(jī)場(chǎng)、港口、體育場(chǎng)館等信息的發(fā)布，政府機(jī)關(guān)政策、政令，各類(lèi)市場(chǎng)行情信息的發(fā)部和宣傳等。目前，對(duì)于那些需要顯示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相對(duì)比較低的場(chǎng)合，使用大、小屏幕LED點(diǎn)陣顯示器是比較經(jīng)濟(jì)適用的，它可以用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)顯示字符、數(shù)字、漢字和簡(jiǎn)單圖形，可以根據(jù)需要使用不同字號(hào)、字型。第一章 任務(wù)設(shè)計(jì)1.1 基本要求：設(shè)計(jì)并制作LED電子顯示屏和控制器。1.1.1 自制一臺(tái)簡(jiǎn)易16行*32列點(diǎn)陣顯示的LED電子顯示屏；1.1.2 自制顯示屏控制器，擴(kuò)展鍵盤(pán)和相應(yīng)的接口實(shí)現(xiàn)多功能顯示控制，顯示屏顯示數(shù)字和字母亮度適中，應(yīng)無(wú)閃爍。 1.1.3 顯示屏通過(guò)按鍵切換顯

11、示數(shù)字和字母；1.1.4 顯示屏能顯示4組特定數(shù)字或者英文字母組成的句子，通過(guò)按鍵切換顯示容；1.1.5 能顯示4組特定漢字組成的句子，通過(guò)按鍵切換顯示容。1.2發(fā)揮部分1.2.1自制一臺(tái)簡(jiǎn)易16行*64列點(diǎn)陣顯示的LED電子顯示屏；1.2.2 LED顯示屏亮度連續(xù)可調(diào)。1.2.3 實(shí)現(xiàn)信息的左右滾屏顯示，預(yù)存信息的定時(shí)循環(huán)顯示；1.2.4 實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)間的顯示，顯示屏數(shù)字顯示： 時(shí)分秒（例如 183859）；1.2.5增大到10組（每組漢字8個(gè)或16個(gè)數(shù)字和字符）預(yù)存信息，信息具有掉電保護(hù)；1.2.6實(shí)現(xiàn)和PC機(jī)通訊，通過(guò)PC機(jī)串口直接對(duì)顯示信息進(jìn)行更新（須做PC機(jī)客戶(hù)程序）；1.3 創(chuàng)新部分

12、1.3.1 室溫的測(cè)量1.3.2 定時(shí)鬧鈴1.3.3 整點(diǎn)報(bào)時(shí)1.3.4 非接觸止鬧 第二章 方案論證2.1 顯示部分 顯示部分是本次設(shè)計(jì)最核心的部分，對(duì)于LED8*8點(diǎn)陣顯示有以下兩種方案：方案一：靜態(tài)顯示，將一幀圖像中的每一個(gè)二極管的狀態(tài)分別用0 和1 表示,若為0 ,則表示L ED 無(wú)電流,即暗狀態(tài);若為1 則表示二極管被點(diǎn)亮。若給每一個(gè)發(fā)光二極管一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路,一幅畫(huà)面輸入以后,所有L ED 的狀態(tài)保持到下一幅畫(huà)。對(duì)于靜態(tài)顯示方式方式,所需的譯碼驅(qū)動(dòng)裝置很多,引線(xiàn)多而復(fù)雜,成本高,且可靠性也較低。方案二：動(dòng)態(tài)顯示，對(duì)一幅畫(huà)面進(jìn)行分割,對(duì)組成畫(huà)面的各部分分別顯示,是動(dòng)態(tài)顯示方式。動(dòng)態(tài)顯示方

13、式方式,可以避免靜態(tài)顯示的問(wèn)題。但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng),易造成亮度低,閃爍問(wèn)題。因此合理的設(shè)計(jì)既應(yīng)保證驅(qū)動(dòng)電路易實(shí)現(xiàn),又要保證圖像穩(wěn)定,無(wú)閃爍。動(dòng)態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式, 復(fù)用的程度不是無(wú)限增加的, 因?yàn)槔脛?dòng)態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫(huà)面的實(shí)質(zhì)是利用了人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)短, 發(fā)光的亮度等因素. 我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 當(dāng)掃描刷新頻率(發(fā)光二極管的停閃頻率) 為50Hz, 發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)間1m s 時(shí), 顯示亮度較好, 無(wú)閃爍感.。 鑒于上述原因, 我們采用方案二 2.2數(shù)字時(shí)鐘數(shù)字時(shí)鐘是本設(shè)計(jì)的重要的部分。根據(jù)需要，可利用兩種方案實(shí)現(xiàn)。方案一：本方案完全用

14、軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘。原理為：在單片機(jī)部存儲(chǔ)器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)鐘的時(shí)、分、秒信息。利用定時(shí)器與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲(chǔ)器相應(yīng)的秒值加1；若秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加1；若時(shí)值達(dá)到24，則將時(shí)字節(jié)清零。該方案具有硬件電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但當(dāng)單片機(jī)不上電，程序?qū)⒉粓?zhí)行。且由于每次執(zhí)行程序時(shí)，定時(shí)器都要重新賦初值，所以該時(shí)鐘精度不高。方案二：本方案采用Dallas公司的專(zhuān)用時(shí)鐘芯片DS1302。該芯片部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完備的時(shí)鐘鬧鐘功能，因此，可直接對(duì)其以用于顯示或設(shè)置，使得

15、軟件編程相對(duì)簡(jiǎn)單。為保證時(shí)鐘在電網(wǎng)電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片部包含鋰電池。當(dāng)電網(wǎng)電壓不足或突然掉電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換到部鋰電池供電系統(tǒng)。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時(shí)，鋰電池也能保證芯片的正常運(yùn)行，以備隨時(shí)提供正確的時(shí)間?；跁r(shí)鐘芯片的上述優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用方案二完成數(shù)字時(shí)鐘的功能。2.3 溫度采集部分能進(jìn)行溫度測(cè)量是本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新部分，由于現(xiàn)在用品追求多樣化，多功能化，所以我們決定給系統(tǒng)加上溫度測(cè)量顯示模塊，方便人們的生活，使該設(shè)計(jì)具有人性化。方案一：采用熱敏電阻，可滿(mǎn)足 40 攝氏度至 90 攝氏度測(cè)量圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對(duì)于檢測(cè)小于 1 攝氏度的信號(hào)

16、是不適用的。 方案二：采用溫度傳感器DS18B20。DS18B20可以滿(mǎn)足從-55攝氏度到+125攝氏度測(cè)量圍，且DS18B20測(cè)量精度高，增值量為0.5攝氏度，在一秒把溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字，測(cè)得的溫度值的存儲(chǔ)在兩個(gè)八位的RAM中，單片機(jī)直接從中讀出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是溫度，使用方便?；贒S18b20的以上優(yōu)點(diǎn)，我們決定選取DS18b20來(lái)測(cè)量溫度。2.4 芯片的選擇方案一：采取并口輸入，占用大量I/O口資源方案二：選取串口輸入，使用較少。所以我們選用串口輸入。串口輸入我們可以選用芯片有74HC595、74LS164、TPIC6B595。但是74HC595和74LS164兩種芯片必須加驅(qū)動(dòng)才能驅(qū)動(dòng)

17、LED，而TI 公司的DMOS 器件TPIC6B595 , 除具有TTL 和CMOS 器件中移位寄存器595 的邏輯功能外, 其最大的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)功率大, 可直接用作LED的驅(qū)動(dòng)。綜合以上比較，我們選取TPIC6B595來(lái)驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣。2.5 鬧鈴方式的選擇方案一：采用蜂鳴器鬧鈴，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時(shí)間時(shí)，單片機(jī)向蜂鳴器送出高電平，蜂鳴器發(fā)生。采用蜂鳴器鬧鈴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，但是發(fā)出的鬧鈴聲音單一。方案二：采用錄音放音芯片1420鬧鈴，先對(duì)錄放音設(shè)備錄入一段音樂(lè)，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時(shí)間時(shí)，單片機(jī)控制錄放音設(shè)備放音。采用錄放音電路鈴聲可以自己預(yù)先設(shè)定一段自己喜歡的音樂(lè)，符合電器設(shè)備人性化的要求。且1420芯片可以

18、分段錄音，還具有語(yǔ)音報(bào)時(shí)功能?；阡浺舴乓粜酒?420的以上優(yōu)點(diǎn)，我們決定采用錄放音設(shè)備鬧鈴。2.6 止鬧方式的選擇一般鐘表都具有鬧鐘功能，到設(shè)定時(shí)間，便自動(dòng)啟動(dòng)鬧鐘，發(fā)出音樂(lè)提醒人們，再由人按下止鬧按鈕停止鬧鐘工作。 一般每天只能設(shè)置一次鬧鐘、并要由人按下按鈕止鬧，使用不是很方便。智能處理器應(yīng)用可改變這種狀況，一天可按自己需要設(shè)置鬧鐘的開(kāi)關(guān)、多次鬧鐘設(shè)置并可用非接觸方式止鬧。方案一：采取遠(yuǎn)程紅外遙控止鬧，遙控器發(fā)出特定紅外信號(hào)時(shí)，單片機(jī)接受到信號(hào)，向發(fā)音設(shè)備發(fā)出停止信號(hào)止鬧。紅外遙控止鬧控制距離遠(yuǎn)，但是價(jià)格昂貴，增加了制造成本。方案二：采取光電傳感器，當(dāng)用一物體遮擋光電傳感光電傳感器向單片機(jī)

19、接口送出一個(gè)低電平，單片機(jī)立即向發(fā)音設(shè)備發(fā)出停止信號(hào)止鬧。光電傳感器價(jià)格便宜，線(xiàn)路簡(jiǎn)單，易于控制?；谝陨媳容^我們決定采用光電傳感器止鬧。2.7 串口通訊芯片的選擇AT89S52串行口采用的是TTL電平，因此必須的有電平轉(zhuǎn)換電路，可以選擇1488，1489，MAX232A.方案一：采用1488或1489芯片實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，但在使用中發(fā)現(xiàn)這兩種芯片可靠性不高，且需要正負(fù)12V電源，使用麻煩。方案二：采用單電源電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232A可以使電路變得簡(jiǎn)單，可靠。基于以上分析，我們選用方案二，選用芯片MAX232A2.8 電源模塊方案一：采用干電池作為L(zhǎng)ED點(diǎn)陣系統(tǒng)的電源，由于點(diǎn)陣系統(tǒng)耗電量較大，使用

20、干電池需經(jīng)常換電池，不符合節(jié)約型社會(huì)的要求。點(diǎn)陣系統(tǒng)要懸掛在墻上，電池總量大，使用會(huì)有較大安全隱患。 方案二：采用200W/5V直流穩(wěn)壓電源作為系統(tǒng)電源，不僅功率上可以滿(mǎn)足系統(tǒng)需要，不需要更換電源，并且比較輕便，使用更加安全可靠 基于以上分析，我們決定采用方案二第三章 總體方案3.1 工作原理利用單片機(jī)AT89S52單片機(jī)作為本系統(tǒng)的中控模塊。單片機(jī)可把由DS18B20、DS1302讀來(lái)的數(shù)據(jù)利用軟件來(lái)進(jìn)行處理，從而把數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示模塊，實(shí)現(xiàn)溫度、日歷的顯示。點(diǎn)陣LED電子顯示屏顯示器為主要的顯示模塊，把單片機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)顯示出來(lái),并且可以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)顯示。利用光電傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)非接觸止鬧功能。在顯示

21、電路中，主要靠按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)各種顯示要求的選擇與切換。3.2DS1302DS18B204*4鍵盤(pán)錄放音模塊光電傳感器LED大屏幕顯示圖1 系統(tǒng)框圖8255AT89S52 總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總體框圖如圖1第四章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1 AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位開(kāi)關(guān)和電源部分。圖2為AT89S52單片機(jī)的最小系統(tǒng)。圖2 最小系統(tǒng)電路圖4.2 溫度測(cè)量模塊溫度測(cè)量傳感器采用DALLAS公司DS18B20的單總線(xiàn)數(shù)字化溫度傳感器，測(cè)溫圍為-55125，可編程為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率達(dá)到0.0625，采用寄生電源工作方式， CPU只需一根口線(xiàn)便能與DS18B20通信，占

22、用CPU口線(xiàn)少，可節(jié)省大量引線(xiàn)和邏輯電路。接口電路如圖3所示。圖3 DS18B20測(cè)量電路4.3 時(shí)鐘模塊時(shí)鐘模塊采用DS1302芯片，DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31 字節(jié)靜態(tài)RAM 通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒分時(shí)日日期月年的信息每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整時(shí)鐘操作可通過(guò)AM/PM 指示決定采用24 或12 小時(shí)格式DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信僅需用到三個(gè)口線(xiàn)1 RES 復(fù)位2 I/O 數(shù)據(jù)線(xiàn)3 SCLK串行時(shí)鐘時(shí)鐘/RAM 的讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá)31 個(gè)字節(jié)的字符組

23、方式通信DS1302 工作時(shí)功耗很低保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于1mW，其接線(xiàn)電路如圖4圖4 時(shí)鐘電路4.4 鍵盤(pán)模塊鍵盤(pán)、狀態(tài)顯示模塊：為了使軟件編程簡(jiǎn)單，本設(shè)計(jì)利用可編程芯片8255。接法如表1所示。PA口接按鍵，PC口則用于控制狀態(tài)顯示所用LED點(diǎn)陣。每個(gè)按鍵都通過(guò)一個(gè)10K的上拉電阻接電源+Vcc,按鍵的另一端接地。當(dāng)有鍵按下時(shí)，與該鍵相連的PA口的相應(yīng)位變?yōu)榈碗娖剑瑔纹瑱C(jī)檢測(cè)到該變化后即轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵處理程序，同時(shí)在程序中點(diǎn)亮LED點(diǎn)陣。模塊電路如圖5圖5 鍵盤(pán)電路4.5 LED顯示模塊點(diǎn)陣數(shù)據(jù)串行輸入, 器件為移位寄存器TPIC6B595595, 門(mén)控和掃描信號(hào)常以16 點(diǎn)陣為一行進(jìn)

24、行并行處理。在點(diǎn)陣顯示中以4×8個(gè)L ED 點(diǎn)陣構(gòu)成一個(gè)L ED 顯示單元, 采用行共陽(yáng)列共陰的編排方式。其驅(qū)動(dòng)分為行列兩部分, 分別來(lái)自于行、列移位寄存器, 行數(shù)據(jù)是掃描數(shù)據(jù), 16 行中每次只有一行被驅(qū)動(dòng), 采用逐行掃描方式, 列數(shù)據(jù)則為漢字的點(diǎn)陣碼。對(duì)于字符和圖形顯示也可以用點(diǎn)陣處理, 其顯示原理和方法一樣.電路如圖6 圖6 LED顯示電路4.6電源選擇200W/5V的直流穩(wěn)壓電源更加安全電路圖如圖7 圖7 電源電路4.7 PC機(jī)通訊 MAX232是標(biāo)準(zhǔn)的串口通信接口，對(duì)于一般的雙向通訊，只需要使用串行輸入口RXD(第3腳)、串行輸出TXD(第2腳)和地線(xiàn)（第7腳）。MAX23

25、2邏輯電平的規(guī)定如表2.電平幅值（V）邏輯值0+3+151-3-15表 2 邏輯電平表圖8 串口通訊4.8整體電路系統(tǒng)整體電路如下：圖9 整體電路第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1主程序5.2顯示子程序流程開(kāi)始查找顯示漢字?jǐn)?shù)據(jù)放入RAM中將數(shù)據(jù)串行傳入TPIC6B595行掃描32行是否掃完返回圖11 顯示子程序流程5.3 顯示時(shí)間子程序流程開(kāi)始DS1302初始化從DS1302中讀數(shù)據(jù)，并放入RAM調(diào)用顯示子程序顯示時(shí)間圖12 時(shí)間子程序流程圖5.4 與PC串口通訊程序開(kāi)始串口通訊初始化等待PC機(jī)發(fā)聯(lián)絡(luò)信號(hào)是否接受到信號(hào)將接受到的數(shù)據(jù)放到指定區(qū)域數(shù)據(jù)發(fā)送是否完畢返回圖13 串口通訊程序5.5 LED亮度

26、調(diào)節(jié)開(kāi)始鍵盤(pán)掃描“亮度”鍵是否按下LED顯示當(dāng)前亮度等級(jí)鍵盤(pán)掃描“+”鍵按下“”鍵按下內(nèi)部RAM中2AH單元所存數(shù)據(jù)加1內(nèi)部RAM中2AH單元所存數(shù)據(jù)減1返回NY圖 14 LED亮度調(diào)節(jié)5.6溫度測(cè)量流程圖開(kāi)始DS18B20初始化從DS18B20中讀出數(shù)據(jù)，放入RAM在LED點(diǎn)陣中顯示溫度返回圖15 溫度測(cè)量程序流程圖第六章 測(cè)量與其結(jié)果分析6.1 基本部分測(cè)試與分析6.11 測(cè)試儀器：秒表 、溫度表、萬(wàn)用電表、WAVE仿真器6.12基本要求部分的測(cè)試與分析：（1）系統(tǒng)上電后，全屏點(diǎn)亮，沒(méi)有暗點(diǎn)。接著顯示時(shí)間。按“#”鍵后時(shí)掃描鍵盤(pán)，當(dāng)有110鍵按下時(shí)，分別顯示十段設(shè)定的數(shù)字、英文或漢字。（2

27、）顯示時(shí)間時(shí)通過(guò)與秒表對(duì)比，測(cè)試的系統(tǒng)時(shí)間準(zhǔn)確。6. 2 發(fā)揮部分測(cè)試與分析(1) 當(dāng)按下#后在按下進(jìn)入亮度調(diào)節(jié)，按下“+”鍵時(shí)，亮度增加。按下“”鍵時(shí)，亮度變?nèi)酢?2) 可以實(shí)現(xiàn)文字左右移動(dòng)(3) 按下“設(shè)置時(shí)間”鍵，觀察到“鐘表” 二極管點(diǎn)亮，此時(shí)可對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。按下“時(shí)間設(shè)置“進(jìn)入時(shí)調(diào)試，按“+”鍵時(shí)間加。在按下“切換”鍵時(shí)，進(jìn)入分調(diào)整模式，按下“+”鍵，分增加。按下“選擇”鍵時(shí)，分調(diào)整模式改為秒調(diào)整模式，按下“+”鍵秒增加。經(jīng)測(cè)試該步可以很好的實(shí)現(xiàn)。調(diào)整時(shí)間完畢后，再按一下“鬧鐘設(shè)置”進(jìn)入鬧鈴設(shè)置狀態(tài)，按下“+”鍵設(shè)定“時(shí)”增加，在按下“選擇”鍵進(jìn)入分的設(shè)置，按下“+”鍵設(shè)定“分”增

28、加。在按下“選擇”鍵進(jìn)入秒設(shè)置模式，按“+”鍵秒增加。(4)系統(tǒng)可以顯示10組，每組8個(gè)漢字，完成要求6.3 創(chuàng)新部分測(cè)試與分析（1）溫度測(cè)量: 鍵盤(pán)切換現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度顯示：按“功能”鍵選擇“溫度”，將溫度傳感器和溫度計(jì)放入不同的測(cè)試環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表1所示。表1 與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)測(cè)量值比較表溫度計(jì)示值(攝氏度)10.325.249.770.185.5溫度輸出(攝氏度)1025507086由測(cè)試知，數(shù)字鐘的輸出與溫度計(jì)值基本上相等，誤差不大于0.5度。(2) 當(dāng)?shù)皆O(shè)定時(shí)間時(shí)，開(kāi)始訪(fǎng)一段音樂(lè)，完成定時(shí)鬧鈴功能。(3)當(dāng)用手遮擋光電傳感器后，停止放音。手拿開(kāi)后，不再放音，直到到設(shè)定時(shí)間。完成非接觸

29、止鬧功能設(shè)計(jì)總結(jié)從拿到試題，我們就開(kāi)始準(zhǔn)備關(guān)于本次課題的材料，每天暢游在圖書(shū)館中，從基本方案的制定，在到硬件電路的選擇，到制作電路制作，最后進(jìn)行程序調(diào)試。在此期間我們遇到很多困難，幾乎沒(méi)有說(shuō)過(guò)一次好覺(jué)，盡管很艱苦，但是我們各自分工，相互協(xié)作，一次又一次品嘗到了解決問(wèn)題的喜悅,最終完成了要求的全部功能，并加入了一些創(chuàng)新的部分。在此，我要衷心的感勝云老師和我的同學(xué)們，如果沒(méi)有他們，我將不會(huì)這么快就做出這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。此外，在設(shè)計(jì)中我發(fā)現(xiàn)了自己知識(shí)的不足，從這次設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多東西，最重要的是我學(xué)會(huì)了一種精神永不放棄。在以后的時(shí)間里面我們會(huì)用這種精神去學(xué)習(xí)，更上一層樓。 辭當(dāng)我以學(xué)子的身份踏入大學(xué)

30、校門(mén)的那天起，便已注定我將在這里度過(guò)人生中最美麗的青春年華。提筆寫(xiě)下“辭”，我才驚覺(jué)自己即將真正離開(kāi)，人生亦從此展開(kāi)新的畫(huà)卷。盡管不舍，卻更珍惜，因?yàn)槲业纳杏心敲炊嗫蓯?ài)的人值得感激。他們使我的大學(xué)生活充滿(mǎn)了色彩，無(wú)論收獲、遺憾，對(duì)我來(lái)說(shuō)都是一筆寶貴的財(cái)富。三年的大學(xué)生活不知不覺(jué)中就要結(jié)束了，在這段難忘的生活中，有我許多美好的回憶。在這份大學(xué)的最后一頁(yè)里，首先感學(xué)院給我們提供這個(gè)能自我展示的平臺(tái)，感我們的指導(dǎo)老師，高健老師.你們從一開(kāi)始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心的對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)。給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題。我們班主任老師，從大一到大二是你的

31、悉心教導(dǎo)、孜孜不倦我們才能順利的完成學(xué)業(yè)。我要感在我二年的學(xué)習(xí)中無(wú)私傳授我知識(shí)的各位老師，是你們將自己寶貴的財(cái)富無(wú)私地奉獻(xiàn)給了我們，讓我們能在學(xué)業(yè)上有所成績(jī)；是你們讓我倍感教師職業(yè)的偉大，交給我們知識(shí)，又不忘教育我們?nèi)绾巫鋈?！在此，我還要感寢室的兄弟們?cè)谖彝瓿烧撐牡倪^(guò)程中給予我的幫助和鼓勵(lì)，也是他們陪我度過(guò)這三年的生活。最后，再次對(duì)關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感！祝你們永遠(yuǎn)幸福快樂(lè)！參考資料1基于單片機(jī)結(jié)構(gòu)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 紅衛(wèi) 編 電子工業(yè)2單片機(jī)原理與接口技術(shù) 黃惠媛 編 海洋3單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 周平 伍云輝 編 電子科技大學(xué)48051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用 吳金戌 郭庭吉 編 清華大學(xué)

32、5電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽賽題解析 黃正謹(jǐn)?shù)染?東南大學(xué) 附 錄例：整屏四個(gè)字一起顯示的程序SER EQU P1.0 ; TPIC6B595 第3腳OE EQU P1.1；TPIC6B595 第8腳RCK EQU P1.2；TPIC6B595 第12腳MR EQU P1.3；TPIC6B595 第9腳SRCLK EQU P1.4；TPIC6B595 第13腳ORG 0000HLJMP MAINORG 0100H;*主程序*MAIN:MOV SP,#70HSETB OE MOV 2BH,#00HMOV 27H,#00HSTART: ;初始化寄存器RAM單元MOV R0,#30HMOV R1,#64H ;30

33、H6FH單元清零MOV A,#00HST:MOV R0,A INC R0 DJNZ R1,ST;2Dh-尋址偏址 ;整屏四個(gè)字一起顯示LOOP:MOV DPTR,#TAB;賦查表初值MOV R3,#56PLAY: MOV 2DH,#00H MOV 2FH,#10HGG: LCALL LINE16;掃描顯示一次MOV 2DH,#00HDJNZ 2FH,GGMOV A,DPLCLR CADD A,#16MOV DPL ,AMOV A,DPHADDC A ,#00HMOV DPH,ADJNZ R3,PLAYSJMP STARTLINE16: MOV 2BH,#16;掃16行，2BH放后還剩幾行FF: LCALL LINE1;掃描顯示一行子程序DJNZ 2BH,FF;掃描行直到16行掃完再轉(zhuǎn)RETLINE1:LCALL MSTR;將顯示的容移入存單元 LCALL SEND;發(fā)送串口子程序 LCALL XH