畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯5

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯系 別：專(zhuān) 業(yè)：姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)老師：題目：題目：小型小型LEDLED電子顯示屏的設(shè)計(jì)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 摘 要LED點(diǎn)陣顯示屏是由多個(gè)獨(dú)立的LED發(fā)光二極管封裝而成. LED點(diǎn)陣顯示屏可以顯示數(shù)字或符號(hào),本篇介紹了是以單片機(jī)AT89S51為控制器的LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)中英文字符的顯示，并且可以通過(guò)級(jí)連的方式來(lái)擴(kuò)大顯示屏幕的尺寸以達(dá)到增加顯示內(nèi)容的目的。系統(tǒng)采用PC機(jī)作為上位機(jī)，上位機(jī)向單片機(jī)發(fā)送控制命令和上位機(jī)所存儲(chǔ)的顯示代碼，AT89S51單片機(jī)接收并處理PC機(jī)的控制命令以及顯示代碼，由顯示驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)一個(gè)1616分辨率的LED點(diǎn)陣顯示屏的掃描顯示。010

2、2設(shè)計(jì)目標(biāo)及采取方案設(shè)計(jì)目標(biāo)及采取方案03系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)04系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)05系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試Contents目目錄錄緒緒 論論01緒 論P(yáng)art One1.選題背景選題背景LEDLED就是就是light emitting diode light emitting diode ，發(fā)光二極管的英文縮寫(xiě)，簡(jiǎn)稱(chēng)，發(fā)光二極管的英文縮寫(xiě)，簡(jiǎn)稱(chēng)LEDLED。它是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來(lái)顯示文字、圖它是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。傳形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示

3、屏幕。傳統(tǒng)的統(tǒng)的LEDLED顯示屏控制系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越不能滿(mǎn)足需求，而利用顯示屏控制系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越不能滿(mǎn)足需求，而利用PCPC機(jī)通信技機(jī)通信技術(shù)控制術(shù)控制L L顯示屏，則克服了這些特點(diǎn)則，具有顯示內(nèi)容豐富，信息更換顯示屏，則克服了這些特點(diǎn)則，具有顯示內(nèi)容豐富，信息更換方便、迅速等優(yōu)點(diǎn)。方便、迅速等優(yōu)點(diǎn)。LED點(diǎn)陣顯示屏概述第一階段為第一階段為19901990年到年到19951995年，主要是單色和年，主要是單色和1616級(jí)雙色圖文屏。級(jí)雙色圖文屏。第二階段是第二階段是19951995年到年到19991999年，出現(xiàn)了年，出現(xiàn)了6464級(jí)、級(jí)、256256級(jí)灰度的雙基色視頻屏。級(jí)灰度的雙基色視頻屏

4、。第三階段從第三階段從19991999年開(kāi)始，紅、純綠、純藍(lán)年開(kāi)始，紅、純綠、純藍(lán)LEDLED管大量涌入中國(guó)管大量涌入中國(guó), ,同時(shí)國(guó)同時(shí)國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行了深入的研發(fā)工作，從而將國(guó)內(nèi)的大屏幕帶入全彩時(shí)代。內(nèi)企業(yè)進(jìn)行了深入的研發(fā)工作，從而將國(guó)內(nèi)的大屏幕帶入全彩時(shí)代。LEDLED產(chǎn)品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達(dá)到比產(chǎn)品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達(dá)到比較理想的效果，完全可以滿(mǎn)足戶(hù)外全天候的環(huán)境條件要求，同時(shí)，由較理想的效果，完全可以滿(mǎn)足戶(hù)外全天候的環(huán)境條件要求，同時(shí)，由于全彩色顯示屏價(jià)格性能比的優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年的發(fā)展中，全彩于全彩色顯示屏價(jià)格性能比的優(yōu)勢(shì)，

5、預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年的發(fā)展中，全彩色色LEDLED顯示屏在戶(hù)外廣告媒體中會(huì)越來(lái)越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的產(chǎn)品顯示屏在戶(hù)外廣告媒體中會(huì)越來(lái)越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的產(chǎn)品. .未來(lái)未來(lái)LEDLED顯示屏?xí)蛑鴺?biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化的方向發(fā)展顯示屏?xí)蛑鴺?biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化的方向發(fā)展22。發(fā)展階段及趨勢(shì)2.內(nèi)容概要內(nèi)容概要1.1.初步方案的論證和選擇初步方案的論證和選擇: :選定了以選定了以PCPC機(jī)為上位機(jī)，單片機(jī)為核心控制器件，外加譯碼電路和驅(qū)機(jī)為上位機(jī)，單片機(jī)為核心控制器件，外加譯碼電路和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)方案。動(dòng)電路的設(shè)計(jì)方案。2.2.方案實(shí)現(xiàn)方案實(shí)現(xiàn)選定選定AT89S51AT89S51單片機(jī)為核心控制

6、器件，由串并轉(zhuǎn)換器單片機(jī)為核心控制器件，由串并轉(zhuǎn)換器74LS16474LS164和鎖存器和鎖存器74LS37374LS373為譯碼電路器件，三極管為譯碼電路器件，三極管85508550和和ULN2803ULN2803為驅(qū)動(dòng)電路器件。為驅(qū)動(dòng)電路器件。3.3.軟件編寫(xiě)軟件編寫(xiě)軟件選用軟件選用C C語(yǔ)言編寫(xiě)。程序按功能分為靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)顯示、通信等幾語(yǔ)言編寫(xiě)。程序按功能分為靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)顯示、通信等幾個(gè)功能上相對(duì)獨(dú)立的模塊。最后將獨(dú)立的模塊整合起來(lái)。個(gè)功能上相對(duì)獨(dú)立的模塊。最后將獨(dú)立的模塊整合起來(lái)。4.4.驗(yàn)證與測(cè)試驗(yàn)證與測(cè)試在硬件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)有單片機(jī)端口驅(qū)動(dòng)能力不足、驅(qū)動(dòng)電路工作不穩(wěn)定在硬件調(diào)試中發(fā)

7、現(xiàn)有單片機(jī)端口驅(qū)動(dòng)能力不足、驅(qū)動(dòng)電路工作不穩(wěn)定等問(wèn)題。在軟件調(diào)試中出現(xiàn)程序整合工作不協(xié)調(diào)等問(wèn)題。等問(wèn)題。在軟件調(diào)試中出現(xiàn)程序整合工作不協(xié)調(diào)等問(wèn)題。5.5.結(jié)論結(jié)論設(shè)計(jì)完成后對(duì)設(shè)計(jì)中所遇到的問(wèn)題、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、以及自己的想法進(jìn)行設(shè)計(jì)完成后對(duì)設(shè)計(jì)中所遇到的問(wèn)題、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、以及自己的想法進(jìn)行總結(jié)?？偨Y(jié)。 論文的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)將做如下安排：02設(shè)計(jì)目標(biāo)及采取方案Part Two1.系統(tǒng)硬件方案系統(tǒng)硬件方案硬件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，既要滿(mǎn)足模塊本身功能又要能夠和整個(gè)硬件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，既要滿(mǎn)足模塊本身功能又要能夠和整個(gè)系統(tǒng)兼容。系統(tǒng)兼容。系統(tǒng)硬件方案顯示屏主控制器顯示屏主控制器控制部分是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分

8、，其功能為與上位機(jī)通信接收上位機(jī)控制部分是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，其功能為與上位機(jī)通信接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制指令處理過(guò)后控制顯示部分顯示內(nèi)容。發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制指令處理過(guò)后控制顯示部分顯示內(nèi)容。通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)通信部分要滿(mǎn)足的設(shè)計(jì)要求是穩(wěn)定、快速、簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信部分要滿(mǎn)足的設(shè)計(jì)要求是穩(wěn)定、快速、簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信主要采用并行通信和串行通信兩種方式。經(jīng)比較通信系統(tǒng)選擇串通信主要采用并行通信和串行通信兩種方式。經(jīng)比較通信系統(tǒng)選擇串行通信為通信方式。行通信為通信方式。通信部分控制部分顯示部分上位機(jī)圖：系統(tǒng)硬件組成框圖顯示部分包括了一塊至少可以顯示一個(gè)漢字的顯示屏，以及驅(qū)動(dòng)該顯顯示部

9、分包括了一塊至少可以顯示一個(gè)漢字的顯示屏，以及驅(qū)動(dòng)該顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路。由于單片機(jī)的示屏的驅(qū)動(dòng)電路。由于單片機(jī)的I/OI/O口有限要不能直接用口有限要不能直接用I/OI/O口來(lái)驅(qū)動(dòng)口來(lái)驅(qū)動(dòng)LEDLED顯示屏，所以需要對(duì)單片機(jī)顯示屏，所以需要對(duì)單片機(jī)IOIO口進(jìn)行擴(kuò)展增加單片機(jī)并行輸出的能口進(jìn)行擴(kuò)展增加單片機(jī)并行輸出的能力。力。最后決定采取模塊構(gòu)成的方法來(lái)制作一個(gè)最后決定采取模塊構(gòu)成的方法來(lái)制作一個(gè)LEDLED點(diǎn)陣顯示屏。為了避免模點(diǎn)陣顯示屏。為了避免模塊的缺點(diǎn)，選擇點(diǎn)陣數(shù)較小的模塊來(lái)減小出現(xiàn)這一問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。所以塊的缺點(diǎn)，選擇點(diǎn)陣數(shù)較小的模塊來(lái)減小出現(xiàn)這一問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)。所以構(gòu)建一個(gè)構(gòu)建一個(gè)16161

10、616的的LEDLED點(diǎn)陣屏選用四塊點(diǎn)陣屏選用四塊8 88 8點(diǎn)陣模塊。點(diǎn)陣模塊。 圖：LED點(diǎn)陣圖系統(tǒng)硬件方案系統(tǒng)硬件方案在電腦中，所有的數(shù)據(jù)都是以在電腦中，所有的數(shù)據(jù)都是以0 0和和1 1保存的，按不同的數(shù)據(jù)操作，可以保存的，按不同的數(shù)據(jù)操作，可以得到不同的結(jié)果。對(duì)于中文，常用卻有得到不同的結(jié)果。對(duì)于中文，常用卻有60006000以上，于是我們的以上，于是我們的DOSDOS前輩前輩想了一個(gè)辦法，就是將想了一個(gè)辦法，就是將ASCIIASCII表的高表的高128128個(gè)很少用到的數(shù)值以?xún)蓚€(gè)為一個(gè)很少用到的數(shù)值以?xún)蓚€(gè)為一組來(lái)表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。組來(lái)表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。 圖：中文的“你”在

11、字模中的記載點(diǎn)陣漢字顯示原理點(diǎn)陣漢字顯示原理在硬件系統(tǒng)內(nèi)，英文的字模信息一般固化在在硬件系統(tǒng)內(nèi)，英文的字模信息一般固化在ROMROM里，中文的字模信息一般里，中文的字模信息一般記錄在漢字庫(kù)文件記錄在漢字庫(kù)文件HZK16HZK16里。里。最終方案如圖所示，以最終方案如圖所示，以PCPC機(jī)作為上位機(jī)存儲(chǔ)和處理顯示內(nèi)容用串行通機(jī)作為上位機(jī)存儲(chǔ)和處理顯示內(nèi)容用串行通信的方式將顯示內(nèi)容和控制指令傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)根據(jù)上位信的方式將顯示內(nèi)容和控制指令傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)根據(jù)上位機(jī)傳輸來(lái)的內(nèi)容和指令通過(guò)端口譯碼擴(kuò)展后驅(qū)動(dòng)機(jī)傳輸來(lái)的內(nèi)容和指令通過(guò)端口譯碼擴(kuò)展后驅(qū)動(dòng)4 4塊塊8 88LED8LED點(diǎn)陣

12、模塊點(diǎn)陣模塊構(gòu)成的構(gòu)成的16161616的的LEDLED點(diǎn)陣顯示屏。題目將以此方案為指導(dǎo)思想展開(kāi)具體點(diǎn)陣顯示屏。題目將以此方案為指導(dǎo)思想展開(kāi)具體的硬件電路設(shè)計(jì)。的硬件電路設(shè)計(jì)。 圖： 硬件設(shè)計(jì)方案硬件設(shè)計(jì)方案硬件設(shè)計(jì)方案單片機(jī)譯碼電路1616LED顯示屏顯示驅(qū)動(dòng)電路串行通信PC機(jī)2.系統(tǒng)軟件方案軟件的設(shè)計(jì)除了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)功能外還必須要滿(mǎn)足易讀寫(xiě)，方便下載和編軟件的設(shè)計(jì)除了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)功能外還必須要滿(mǎn)足易讀寫(xiě)，方便下載和編譯。設(shè)計(jì)目標(biāo)和硬件總體結(jié)構(gòu)確定的情況下，軟件可以分為主程序，譯。設(shè)計(jì)目標(biāo)和硬件總體結(jié)構(gòu)確定的情況下，軟件可以分為主程序，顯示子程序，各種特效顯示子程序，通信程序三個(gè)主要部分組成。具顯示

13、子程序，各種特效顯示子程序，通信程序三個(gè)主要部分組成。具體結(jié)構(gòu)如圖所示。體結(jié)構(gòu)如圖所示。系統(tǒng)軟件方案圖：軟件功能結(jié)構(gòu)框圖通信程序控制程序主程序靜態(tài)顯示程序特效顯示程序Keil 51Keil 51環(huán)境下調(diào)試環(huán)境下調(diào)試,Keil C51,Keil C51是美國(guó)是美國(guó)Keil SoftwareKeil Software公司出品的公司出品的5151系列系列兼容單片機(jī)兼容單片機(jī)C C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言

14、后再使用言后再使用C C來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。Keil C51Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全WindowsWindows界面。另外重要的一點(diǎn)，界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51Keil C51生成的目標(biāo)生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言

15、的優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹上位機(jī)控制傳輸軟件上位機(jī)控制傳輸軟件其中系統(tǒng)采用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍的其中系統(tǒng)采用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍的PCPC機(jī)作為上位機(jī)，這樣對(duì)該顯示系機(jī)作為上位機(jī)，這樣對(duì)該顯示系統(tǒng)的硬件要求便降低了，增加了系統(tǒng)的通用性。上位機(jī)的作用是存儲(chǔ)統(tǒng)的硬件要求便降低了，增加了系統(tǒng)的通用性。上位機(jī)的作用是存儲(chǔ)并處理顯示內(nèi)容，然后通過(guò)通信系統(tǒng)傳送到控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)顯示。并處理顯示內(nèi)容，然后通過(guò)通信系統(tǒng)傳送到控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)顯示。課題設(shè)計(jì)題目對(duì)顯示的實(shí)時(shí)性要求較低且所設(shè)計(jì)的顯示屏尺寸不大同課題設(shè)計(jì)題目對(duì)顯示的實(shí)時(shí)性要求較低且所設(shè)計(jì)的顯示屏尺寸不大同時(shí)顯示的內(nèi)容不多，所以實(shí)時(shí)顯示就沒(méi)有必要。所以上

16、位機(jī)選擇存儲(chǔ)時(shí)顯示的內(nèi)容不多，所以實(shí)時(shí)顯示就沒(méi)有必要。所以上位機(jī)選擇存儲(chǔ)顯示的方法，控制顯示的方法，控制LEDLED顯示屏的顯示內(nèi)容顯示屏的顯示內(nèi)容1010。03系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)Part Three1.系統(tǒng)硬件方案系統(tǒng)硬件方案顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要由上位機(jī)，通信系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)，譯碼電路，顯顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要由上位機(jī)，通信系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)，譯碼電路，顯示驅(qū)動(dòng)電路和示驅(qū)動(dòng)電路和16161616的點(diǎn)陣屏六部分組成。根據(jù)硬件的功能結(jié)構(gòu)圖選的點(diǎn)陣屏六部分組成。根據(jù)硬件的功能結(jié)構(gòu)圖選取合適器件，器件不但要求能實(shí)現(xiàn)所要求的功能還要能兼容至整個(gè)系取合適器件，器件不但要求能實(shí)現(xiàn)所要求的功能還要能兼容至整個(gè)系統(tǒng)之中。通過(guò)查

17、閱資料和對(duì)比最終的硬件原理圖如圖所示。統(tǒng)之中。通過(guò)查閱資料和對(duì)比最終的硬件原理圖如圖所示。硬件整體設(shè)計(jì)概述及功能分析圖：系統(tǒng)硬件組成框圖74LS373PC機(jī)74LS164A T89S51ULN2803MA X23274LS16474LS16474LS164ULN280374LS3734塊88點(diǎn)陣模塊構(gòu)成的1616LED點(diǎn)陣屏LED點(diǎn)陣模塊陽(yáng)極LED點(diǎn)陣模塊陰極8550三極管電源元件清單元件清單在本設(shè)計(jì)中，用到的主要元件清單如下表：在本設(shè)計(jì)中，用到的主要元件清單如下表：2.控制單元設(shè)計(jì)控制單元設(shè)計(jì)控制單元是整個(gè)顯示系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)中采用控制單元是整個(gè)顯示系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)中采用5151系列單片

18、機(jī)為核心系列單片機(jī)為核心器件，用來(lái)和上位機(jī)通信處理上位機(jī)發(fā)送的控制指令和顯示內(nèi)容。并器件，用來(lái)和上位機(jī)通信處理上位機(jī)發(fā)送的控制指令和顯示內(nèi)容。并且直接輸出數(shù)據(jù)通過(guò)譯碼電路控制且直接輸出數(shù)據(jù)通過(guò)譯碼電路控制LEDLED顯示屏的顯示內(nèi)容和顯示狀態(tài)。顯示屏的顯示內(nèi)容和顯示狀態(tài)。決定選擇美國(guó)決定選擇美國(guó)ATMELATMEL公司生產(chǎn)的公司生產(chǎn)的AT89S51AT89S51。調(diào)試主要分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試：圖：AT89S51引腳圖AT89S51AT89S51是美國(guó)是美國(guó)ATMELATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能公司生產(chǎn)的低功耗，高性能CMOS8CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)位單片機(jī)，片內(nèi)含含4k bytes4

19、k bytes的可系統(tǒng)編程的的可系統(tǒng)編程的FlashFlash只讀程序存儲(chǔ)器只讀程序存儲(chǔ)器, ,器件采用器件采用ATMELATMEL公司公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)80518051指令系統(tǒng)及引腳。指令系統(tǒng)及引腳。它集它集FlashFlash程序存儲(chǔ)器既可在線編程（程序存儲(chǔ)器既可在線編程（ISPISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用及通用8 8位微處理器于單片芯片中，位微處理器于單片芯片中，ATMELATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位AT89S51AT89S51單片機(jī)可提供許多高性?xún)r(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可

20、靈活應(yīng)用于各種控單片機(jī)可提供許多高性?xún)r(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。制領(lǐng)域。AT89S51AT89S51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k4k字節(jié)字節(jié)FlashFlash閃速存儲(chǔ)器，閃速存儲(chǔ)器，128128字節(jié)內(nèi)部字節(jié)內(nèi)部RAMRAM，3232個(gè)個(gè)I/OI/O口線，看門(mén)狗（口線，看門(mén)狗（WDTWDT），兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè)），兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，兩個(gè)1616位定時(shí)位定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器，一個(gè)計(jì)數(shù)器，一個(gè)5 5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89S51AT89S51可降至可降至0Hz0

21、Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPUCPU的工作，但允許的工作，但允許RAMRAM，定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAMRAM中中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。復(fù)位。AT89S51簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介控制電路設(shè)計(jì)中采用的是單片機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須要是工作在一個(gè)最控制電路設(shè)計(jì)中采用的是單片機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須要是工作在一個(gè)最小系統(tǒng)（指單片

22、機(jī)的可以的最小配置系統(tǒng)）。小系統(tǒng)（指單片機(jī)的可以的最小配置系統(tǒng)）。AT89S51AT89S51的最小系統(tǒng)包括的最小系統(tǒng)包括了外界時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，選定一定數(shù)量的了外界時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，選定一定數(shù)量的I/OI/O口作為控制口控制外口作為控制口控制外部的各種器件和數(shù)據(jù)的輸出。根據(jù)功能選擇一定的單片機(jī)端口添加外部的各種器件和數(shù)據(jù)的輸出。根據(jù)功能選擇一定的單片機(jī)端口添加外圍的器件，具體電路如圖所示。圍的器件，具體電路如圖所示。控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖：控制部分電路圖：控制部分電路圖圖由于由于P3P3口是特殊功能口，在該系統(tǒng)中基本是采用其第二功能。其第二口是特殊功能口，在該系統(tǒng)中基本是采用其第二功

23、能。其第二功能和實(shí)際運(yùn)用如表所示：功能和實(shí)際運(yùn)用如表所示：AT89S51AT89S51單片機(jī)的單片機(jī)的P1P1在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，P2P2口在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器口在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或或1616位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2P2口送出高口送出高8 8位地址數(shù)據(jù)。所以位地址數(shù)據(jù)。所以P1P1和和P2P2口留為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展用，以備內(nèi)部存儲(chǔ)器和口留為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展用，以備內(nèi)部存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器

24、不夠用的情況時(shí)使用。程序存儲(chǔ)器不夠用的情況時(shí)使用。圖：AT89S51P3口第二功能的應(yīng)用3.譯碼電路設(shè)計(jì)譯碼電路設(shè)計(jì)譯碼電路的功能是為了解決單片機(jī)譯碼電路的功能是為了解決單片機(jī)I/OI/O端口不足。行譯碼所用器件為串端口不足。行譯碼所用器件為串并轉(zhuǎn)換器并轉(zhuǎn)換器74LS16474LS164和鎖存器和鎖存器74LS37374LS373。具體電路如圖所示：。具體電路如圖所示：譯碼電路設(shè)計(jì)：圖：行譯碼電路圖由于由于74LS16474LS164芯片不具有鎖存功能，所以在芯片不具有鎖存功能，所以在74LS16474LS164進(jìn)行八位數(shù)據(jù)的串進(jìn)行八位數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換時(shí)，串行數(shù)據(jù)的第一位會(huì)從并轉(zhuǎn)換時(shí)，串行數(shù)據(jù)的

25、第一位會(huì)從QAQA依次移位到依次移位到QH,QH,第二位數(shù)據(jù)會(huì)從第二位數(shù)據(jù)會(huì)從QAQA依次移位到依次移位到QGQG，依次類(lèi)推在八位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成之前，依次類(lèi)推在八位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成之前74LS16474LS164芯片的輸出芯片的輸出會(huì)出現(xiàn)一段時(shí)間的亂序輸出，這一結(jié)果會(huì)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路表現(xiàn)在顯示屏?xí)霈F(xiàn)一段時(shí)間的亂序輸出，這一結(jié)果會(huì)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路表現(xiàn)在顯示屏上。結(jié)果就是顯示屏無(wú)序?qū)ㄩW爍，不能顯示所需內(nèi)容。因此在串并上。結(jié)果就是顯示屏無(wú)序?qū)ㄩW爍，不能顯示所需內(nèi)容。因此在串并轉(zhuǎn)換完成前就需要轉(zhuǎn)換完成前就需要74LS16474LS164的輸出口不與驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通。所以選擇鎖存的輸出口不與驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通。所以選擇鎖

26、存器器74LS37374LS373來(lái)完成這一功能。來(lái)完成這一功能。74LS37374LS373為八為八D D鎖存器鎖存器(3S,(3S,鎖存允許輸入有回環(huán)特性鎖存允許輸入有回環(huán)特性) )。373373為三態(tài)輸出為三態(tài)輸出的八的八D D透明鎖存器。透明鎖存器。串并轉(zhuǎn)換器串并轉(zhuǎn)換器74LS164鎖存器鎖存器74L373列譯碼采用的是芯片列譯碼采用的是芯片74LS16474LS164。如果不采用譯碼電路完全依靠單片機(jī)的。如果不采用譯碼電路完全依靠單片機(jī)的端口輸出來(lái)控制端口輸出來(lái)控制16161616的的LEDLED點(diǎn)陣屏顯示，需要點(diǎn)陣屏顯示，需要3232個(gè)端口。而采用了譯個(gè)端口。而采用了譯碼電路后僅僅

27、需要碼電路后僅僅需要7 79 9個(gè)端口便可實(shí)現(xiàn)控制顯示。大大減少了個(gè)端口便可實(shí)現(xiàn)控制顯示。大大減少了I/OI/O口的口的占用數(shù)目，為單片機(jī)擴(kuò)展其他功能預(yù)留下來(lái)了空間。占用數(shù)目，為單片機(jī)擴(kuò)展其他功能預(yù)留下來(lái)了空間。74LS16474LS164為一個(gè)為一個(gè)8 8位數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換器。位數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換器。4.驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)發(fā)光二極管，發(fā)光二極管，LEDLED，即是在在某些半導(dǎo)體材料的，即是在在某些半導(dǎo)體材料的PNPN結(jié)中，注入的少數(shù)載結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。

28、把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PNPN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱(chēng)通稱(chēng)LEDLED。 行驅(qū)動(dòng)采用行驅(qū)動(dòng)采用PNPPNP三極管三極管85508550接法如圖示：接法如圖示：行驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)：1K5VLED點(diǎn)陣屏陽(yáng)極譯碼電路輸出85508550為為PNPPNP型三極管，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖示，型三極管，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖示，85508550在驅(qū)動(dòng)電路中起到提供驅(qū)在驅(qū)動(dòng)電路中起到提供驅(qū)動(dòng)電流和選通開(kāi)關(guān)的作用。動(dòng)電流和選通開(kāi)關(guān)的作用。PNP5V譯碼器輸出信號(hào)輸

29、出驅(qū)動(dòng)LED屏eI0v0v空穴空穴電子 列驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)列驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)列驅(qū)動(dòng)采用列驅(qū)動(dòng)采用ULN2803ULN2803。ULN2803ULN2803是一種高電壓大電流達(dá)林頓管陣列內(nèi)部是一種高電壓大電流達(dá)林頓管陣列內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖，該陣列中的八個(gè)結(jié)構(gòu)如圖，該陣列中的八個(gè)NPNNPN達(dá)林頓連接晶體管是低邏輯電平數(shù)字電達(dá)林頓連接晶體管是低邏輯電平數(shù)字電路（如路（如TTL,CMOSTTL,CMOS或或PMOSPMOS）和大電流高電壓的燈，繼電器，打印機(jī)錘和）和大電流高電壓的燈，繼電器，打印機(jī)錘和其他類(lèi)似負(fù)載間的接口的理想器件。廣泛用于計(jì)算機(jī)，工業(yè)和消費(fèi)類(lèi)其他類(lèi)似負(fù)載間的接口的理想器件。廣泛用于計(jì)算機(jī)，工業(yè)和

30、消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品中。所有器件有集電極開(kāi)路輸出和用于瞬變抑制的續(xù)流箝位二極產(chǎn)品中。所有器件有集電極開(kāi)路輸出和用于瞬變抑制的續(xù)流箝位二極管。集電極輸出功率可達(dá)管。集電極輸出功率可達(dá)50V50V600mA600mA。ULN2803ULN2803作為列驅(qū)動(dòng)執(zhí)行的是列選的工作，當(dāng)選通的列輸入高電平時(shí)其作為列驅(qū)動(dòng)執(zhí)行的是列選的工作，當(dāng)選通的列輸入高電平時(shí)其對(duì)應(yīng)的輸輸出低電平。相對(duì)應(yīng)的輸出取反，并能提供較大的灌電流來(lái)對(duì)應(yīng)的輸輸出低電平。相對(duì)應(yīng)的輸出取反，并能提供較大的灌電流來(lái)吸收行驅(qū)動(dòng)流出進(jìn)過(guò)顯示屏后的電流。具體電路如圖所示。吸收行驅(qū)動(dòng)流出進(jìn)過(guò)顯示屏后的電流。具體電路如圖所示。5.通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

31、AT89S51AT89S51單片機(jī)具有全雙工串行單片機(jī)具有全雙工串行UARTUART通道，支持單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行通道，支持單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行傳輸。除了單片機(jī)要與傳輸。除了單片機(jī)要與PCPC機(jī)制定通信協(xié)議，確定發(fā)送速率外還需要解機(jī)制定通信協(xié)議，確定發(fā)送速率外還需要解決的問(wèn)題就是信號(hào)電平問(wèn)題。決的問(wèn)題就是信號(hào)電平問(wèn)題。RS-232CRS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了PCPC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)總線機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)總線TXDTXD和接收數(shù)據(jù)總線和接收數(shù)據(jù)總線RXDRXD采用采用EIAEIA電平，即傳送數(shù)字電平，即傳送數(shù)字“1”“1”時(shí)傳輸線上的時(shí)傳輸線上的電平在電平在3 315V15V之間；傳送數(shù)字之間；傳送數(shù)

32、字“0”“0”時(shí)，傳輸線上的電平在時(shí)，傳輸線上的電平在3 31515之間。之間。在通用的電平轉(zhuǎn)換芯片中在通用的電平轉(zhuǎn)換芯片中MAX232MAX232系列的芯片以集成度高，單系列的芯片以集成度高，單5V5V電源電源工作，只需外接工作，只需外接5 5個(gè)小電容即可完成個(gè)小電容即可完成RS-232CRS-232C與與TTLTTL電平之間的轉(zhuǎn)換而成電平之間的轉(zhuǎn)換而成為單片機(jī)系統(tǒng)中的常用芯片。在該顯示系統(tǒng)中，為單片機(jī)系統(tǒng)中的常用芯片。在該顯示系統(tǒng)中，MAX232MAX232為通信系統(tǒng)中為通信系統(tǒng)中最重要的硬件組成部分。電路如圖所示：最重要的硬件組成部分。電路如圖所示：通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)：C 1 +1V D

33、D2C 1 -3C 2 +4C 2 -5V E E6T 2 O U T7R 2 I N8R 2 O U T9T 2 I N1 0T 1 I N1 1R 1 O U T1 2R 1 I N1 3T 1 O U T1 4G N D1 5V C C1 65M A X 2 3 2 A C P E1234567891 11 01D C o n n e c to r 9C 11 0 4C 21 0 4C 31 0 4C 41 0 4V C CP 3 . 1 T XP 3 . 0 R XV C C6.擴(kuò)展擴(kuò)展LED相關(guān)電路相關(guān)電路組成組成1616* *16LED16LED顯示屏原理圖顯示屏原理圖通信系統(tǒng)硬件

34、設(shè)計(jì)：本文采用的是型號(hào)為本文采用的是型號(hào)為ARK SZ411288K 8ARK SZ411288K 8* *8LED8LED其詳細(xì)的引腳圖其詳細(xì)的引腳圖構(gòu)建大屏幕構(gòu)建大屏幕LEDLED顯示屏的另一種方法是將以較小的顯示屏的另一種方法是將以較小的LEDLED顯示系統(tǒng)做為模顯示系統(tǒng)做為模塊進(jìn)行級(jí)連。如圖所示，由獨(dú)立的塊進(jìn)行級(jí)連。如圖所示，由獨(dú)立的LEDLED顯示系統(tǒng)組成一個(gè)大的顯示系統(tǒng)組成一個(gè)大的LEDLED顯示顯示系統(tǒng)。其中各子顯示系統(tǒng)之間在功能和控制上都是相互獨(dú)立的，將一系統(tǒng)。其中各子顯示系統(tǒng)之間在功能和控制上都是相互獨(dú)立的，將一幅大屏幕畫(huà)面拆分為幾塊小畫(huà)面再分別送入到各子系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)幅大

35、屏幕畫(huà)面拆分為幾塊小畫(huà)面再分別送入到各子系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)同步顯示便可以得到一幅大的畫(huà)面。使用這種級(jí)連的辦法可以避免同步顯示便可以得到一幅大的畫(huà)面。使用這種級(jí)連的辦法可以避免5151單片機(jī)晶振頻率低的弱點(diǎn)，更容易實(shí)現(xiàn)大屏幕的顯示。但這種方法仍單片機(jī)晶振頻率低的弱點(diǎn)，更容易實(shí)現(xiàn)大屏幕的顯示。但這種方法仍然存在難點(diǎn)，一是各獨(dú)立的子系統(tǒng)的通信和協(xié)調(diào)性要求更高了，如果然存在難點(diǎn)，一是各獨(dú)立的子系統(tǒng)的通信和協(xié)調(diào)性要求更高了，如果要實(shí)現(xiàn)顯示內(nèi)容的實(shí)時(shí)性必須需要上位機(jī)不斷更新顯示內(nèi)容則增加了要實(shí)現(xiàn)顯示內(nèi)容的實(shí)時(shí)性必須需要上位機(jī)不斷更新顯示內(nèi)容則增加了上位機(jī)的通信數(shù)據(jù)量，逐個(gè)的單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)也會(huì)影響整個(gè)畫(huà)面的更

36、上位機(jī)的通信數(shù)據(jù)量，逐個(gè)的單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)也會(huì)影響整個(gè)畫(huà)面的更新速度；二是成本提高了。新速度；二是成本提高了。LED點(diǎn)陣模塊LED點(diǎn)陣模塊LED點(diǎn)陣模塊驅(qū)動(dòng)電路譯碼電路單片機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路譯碼電路單片機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路譯碼電路單片機(jī)系統(tǒng)電源上位機(jī)04系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)Part Four1.程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件采用系統(tǒng)軟件采用C C語(yǔ)言編寫(xiě)，按照模塊化的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)。首先分析程序語(yǔ)言編寫(xiě)，按照模塊化的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)。首先分析程序所要實(shí)現(xiàn)的功能，程序要實(shí)現(xiàn)串口通信，靜態(tài)顯示，動(dòng)態(tài)顯示三大功所要實(shí)現(xiàn)的功能，程序要實(shí)現(xiàn)串口通信，靜態(tài)顯示，動(dòng)態(tài)顯示三大功能。其功能結(jié)構(gòu)如圖所示。通信程序接收上位機(jī)數(shù)據(jù)，交給主程序處能

37、。其功能結(jié)構(gòu)如圖所示。通信程序接收上位機(jī)數(shù)據(jù)，交給主程序處理再通過(guò)控制程序選擇不同的顯示程序進(jìn)行顯示。理再通過(guò)控制程序選擇不同的顯示程序進(jìn)行顯示。程序設(shè)計(jì)圖：主程序流程圖 2.顯示程序的設(shè)計(jì)顯示程序的設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況再結(jié)合根據(jù)實(shí)際情況再結(jié)合5151單片機(jī)單片機(jī)IOIO口數(shù)量有限的原因決定采用動(dòng)態(tài)掃描口數(shù)量有限的原因決定采用動(dòng)態(tài)掃描的方式進(jìn)行顯示。動(dòng)態(tài)掃描分為行掃描和列掃描兩種方式區(qū)別在于選的方式進(jìn)行顯示。動(dòng)態(tài)掃描分為行掃描和列掃描兩種方式區(qū)別在于選通端和數(shù)據(jù)輸入端分別是行還是列。在該顯示系統(tǒng)中掃描顯示的工作通端和數(shù)據(jù)輸入端分別是行還是列。在該顯示系統(tǒng)中掃描顯示的工作原理如圖所示，先選通列然后再

38、從行送入對(duì)應(yīng)列的數(shù)據(jù)，這樣從第原理如圖所示，先選通列然后再?gòu)男兴腿雽?duì)應(yīng)列的數(shù)據(jù)，這樣從第1 1列列到第到第1616列循環(huán)往復(fù)，只要切換的速度足夠的快利用人眼的延時(shí)特性就列循環(huán)往復(fù)，只要切換的速度足夠的快利用人眼的延時(shí)特性就可以看見(jiàn)一幅穩(wěn)定的畫(huà)面?？梢钥匆?jiàn)一幅穩(wěn)定的畫(huà)面。LED顯示屏的顯示方式圖：掃描顯示程序原理圖 從數(shù)據(jù)中讀取第1列對(duì)應(yīng)的行數(shù)據(jù)選通第2列讀取所需要顯示的數(shù)據(jù)至顯示寄存器選通第1列選通第16列從數(shù)據(jù)中讀取第2列對(duì)應(yīng)的行數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)中讀取第16列對(duì)應(yīng)的行數(shù)據(jù)1616LED1616LED1616LED選通LED第16列選通LED第1列選通LED第2列按數(shù)據(jù)導(dǎo)通相應(yīng)行按數(shù)據(jù)導(dǎo)通相應(yīng)行按數(shù)

39、據(jù)導(dǎo)通相應(yīng)行顯示程序分為靜態(tài)顯示程序、左移顯示、右移顯示、上移顯示、下移顯示程序分為靜態(tài)顯示程序、左移顯示、右移顯示、上移顯示、下移顯示五種種顯示方式。其中上下左右移動(dòng)程序都調(diào)用了靜態(tài)顯示程序顯示五種種顯示方式。其中上下左右移動(dòng)程序都調(diào)用了靜態(tài)顯示程序?yàn)樽映绦?。顯示采用的是列掃描的顯示方式，選通一列后按照列與數(shù)為子程序。顯示采用的是列掃描的顯示方式，選通一列后按照列與數(shù)據(jù)元素的對(duì)應(yīng)關(guān)系第據(jù)元素的對(duì)應(yīng)關(guān)系第i i列對(duì)應(yīng)的行數(shù)據(jù)為數(shù)組中的第列對(duì)應(yīng)的行數(shù)據(jù)為數(shù)組中的第i i和第和第i+16i+16個(gè)元素。個(gè)元素。將對(duì)應(yīng)元素的由低至高位依次從端口輸出具體做法為將元素向右邏輯將對(duì)應(yīng)元素的由低至高位依次從

40、端口輸出具體做法為將元素向右邏輯移位后再與移位后再與0X010X01相與，所得結(jié)果通過(guò)單片機(jī)端口輸出到串并轉(zhuǎn)換器的相與，所得結(jié)果通過(guò)單片機(jī)端口輸出到串并轉(zhuǎn)換器的A A端，鎖存在鎖存器里完成一列數(shù)據(jù)移位后再將其輸出。如此依次循環(huán)端，鎖存在鎖存器里完成一列數(shù)據(jù)移位后再將其輸出。如此依次循環(huán)選通各列來(lái)顯示所需畫(huà)面。選通各列來(lái)顯示所需畫(huà)面。顯示程序的設(shè)計(jì) 顯 示顯示數(shù)組元素在數(shù)組中的位置前/后移一位讀入顯示數(shù)組NY顯 示顯示數(shù)組元素邏輯左/右移一位移位次數(shù)是否為16讀入顯示數(shù)組NY開(kāi) 始開(kāi) 始移位次數(shù)是否為163. 通信程序的設(shè)計(jì)通信程序的設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用串行中斷的方式進(jìn)行通信。系統(tǒng)采用串行中斷的方式進(jìn)行

41、通信。MCS-51MCS-51單片機(jī)的五個(gè)中斷源兩種單片機(jī)的五個(gè)中斷源兩種類(lèi)型：一類(lèi)是外部中斷源；另一類(lèi)是內(nèi)部中斷源，包括兩個(gè)定時(shí)器類(lèi)型：一類(lèi)是外部中斷源；另一類(lèi)是內(nèi)部中斷源，包括兩個(gè)定時(shí)器/ /計(jì)計(jì)數(shù)器（數(shù)器（T0T0和和T1T1）的溢出中斷和串行口的接收和發(fā)送中斷。）的溢出中斷和串行口的接收和發(fā)送中斷。MCS-51MCS-51單片單片機(jī)設(shè)置了機(jī)設(shè)置了4 4個(gè)專(zhuān)用寄存器用于中斷控制，分別為定時(shí)器控制寄存器個(gè)專(zhuān)用寄存器用于中斷控制，分別為定時(shí)器控制寄存器（TCONTCON），串行口中斷控制器（），串行口中斷控制器（SCONSCON），中斷允許控制寄存器（），中斷允許控制寄存器（IEIE），），

42、中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器（中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器（IPIP）。編程時(shí)通過(guò)設(shè)置其狀態(tài)來(lái)管理中斷系）。編程時(shí)通過(guò)設(shè)置其狀態(tài)來(lái)管理中斷系統(tǒng)。統(tǒng)。在編輯中斷程序時(shí)首先是將中斷控制寄存器（在編輯中斷程序時(shí)首先是將中斷控制寄存器（IEIE）初始化。其控制位）初始化。其控制位分布如表。分布如表。EAEA為中斷允許總控制位，為中斷允許總控制位，EA=1EA=1時(shí)時(shí)CPUCPU開(kāi)發(fā)中斷；開(kāi)發(fā)中斷；EAEA1 1時(shí)。時(shí)。CPUCPU屏蔽所有中斷。屏蔽所有中斷。ESES、ETET、EX1EX1、ET0ET0、EX0EX0為對(duì)應(yīng)的串行口中斷、定為對(duì)應(yīng)的串行口中斷、定時(shí)器時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 1中斷、外部中斷中斷、外部中

43、斷1 1中斷、定時(shí)器中斷、定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0 0中斷、外部中斷中斷、外部中斷0 0中斷的中斷允許位。對(duì)應(yīng)位為中斷的中斷允許位。對(duì)應(yīng)位為1 1時(shí)允許其中斷，對(duì)應(yīng)位為時(shí)允許其中斷，對(duì)應(yīng)位為0 0時(shí)，禁止其時(shí)，禁止其中斷。中斷。 通信程序的設(shè)計(jì)表：中斷允許寄存器格式 初始化時(shí)設(shè)定中斷允許寄存器初值為初始化時(shí)設(shè)定中斷允許寄存器初值為0XFF0XFF，指令為，指令為 IE=0XFF IE=0XFF。程序設(shè)。程序設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到中斷優(yōu)先級(jí)的問(wèn)題。因?yàn)椴煌闹袛嗤瑫r(shí)產(chǎn)生而計(jì)時(shí)還要考慮到中斷優(yōu)先級(jí)的問(wèn)題。因?yàn)椴煌闹袛嗤瑫r(shí)產(chǎn)生而CPUCPU響響應(yīng)的順序取決于內(nèi)部查詢(xún)順序。應(yīng)的順序取決于內(nèi)部查詢(xún)順序。設(shè)

44、置串口工作方式設(shè)置串口工作方式1 1，波特率，波特率96009600，計(jì)算可得計(jì)數(shù)器初值的十六進(jìn)制表，計(jì)算可得計(jì)數(shù)器初值的十六進(jìn)制表示為示為0XFD0XFD。通信協(xié)議如表所示：。通信協(xié)議如表所示：表：串口通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 具體串口中斷程序流程圖如圖所示，在主程序中先進(jìn)行了串行中斷的具體串口中斷程序流程圖如圖所示，在主程序中先進(jìn)行了串行中斷的初始化，初始化內(nèi)容包括了串行工作方式選擇，波特率的設(shè)定，計(jì)數(shù)初始化，初始化內(nèi)容包括了串行工作方式選擇，波特率的設(shè)定，計(jì)數(shù)初值的設(shè)定。程序開(kāi)始進(jìn)入中斷等待，當(dāng)初值的設(shè)定。程序開(kāi)始進(jìn)入中斷等待，當(dāng)PCPC機(jī)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)機(jī)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生中斷接收允許位生

45、中斷接收允許位RIRI置置1 1，將，將SBUFSBUF（緩沖寄存器）中的值輸入到暫存器（緩沖寄存器）中的值輸入到暫存器中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。首先判斷數(shù)據(jù)是否設(shè)定的起始標(biāo)志位中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。首先判斷數(shù)據(jù)是否設(shè)定的起始標(biāo)志位SS如果是則如果是則開(kāi)始接收起始位后的開(kāi)始接收起始位后的3333個(gè)字節(jié)，不是則中斷返回繼續(xù)等待。接收到第個(gè)字節(jié)，不是則中斷返回繼續(xù)等待。接收到第3434個(gè)字節(jié)后便將收到的數(shù)據(jù)發(fā)送回個(gè)字節(jié)后便將收到的數(shù)據(jù)發(fā)送回PCPC機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證比較。機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證比較。圖：通信程序流程圖 05系統(tǒng)調(diào)試Part Five1.系統(tǒng)硬件部分調(diào)試方法系統(tǒng)硬件部分調(diào)試方法硬件調(diào)試硬件調(diào)試: :在焊接電路板的時(shí)候，

46、應(yīng)該從最基本的最小系統(tǒng)開(kāi)始，分模塊，逐個(gè)在焊接電路板的時(shí)候，應(yīng)該從最基本的最小系統(tǒng)開(kāi)始，分模塊，逐個(gè)進(jìn)行焊接測(cè)試。在對(duì)各個(gè)硬件模塊進(jìn)行測(cè)試時(shí)，要保證軟件正確的情進(jìn)行焊接測(cè)試。在對(duì)各個(gè)硬件模塊進(jìn)行測(cè)試時(shí)，要保證軟件正確的情況下去測(cè)試硬件，要不然發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，不知道到底是哪一方出錯(cuò)了。況下去測(cè)試硬件，要不然發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，不知道到底是哪一方出錯(cuò)了。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也存在著失誤和不足。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也存在著失誤和不足。軟件調(diào)試軟件調(diào)試: :軟件部分是先參考書(shū)上的例子，然后自己根據(jù)硬件電路寫(xiě)程序，由于軟件部分是先參考書(shū)上的例子，然后自己根據(jù)硬件電路寫(xiě)程序，由于以前所學(xué)是以前所學(xué)是C C語(yǔ)言，所以這

47、個(gè)系統(tǒng)在編寫(xiě)程序過(guò)程中都采用語(yǔ)言，所以這個(gè)系統(tǒng)在編寫(xiě)程序過(guò)程中都采用C C語(yǔ)言編寫(xiě)。語(yǔ)言編寫(xiě)。剛剛開(kāi)始，編寫(xiě)不會(huì)一次性通過(guò)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析修改最后編譯成功。剛剛開(kāi)始，編寫(xiě)不會(huì)一次性通過(guò)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析修改最后編譯成功。但是，在實(shí)際寫(xiě)如但是，在實(shí)際寫(xiě)如S51S51中，中，LEDLED顯示屏出現(xiàn)各種各樣的亂碼，通過(guò)再次顯示屏出現(xiàn)各種各樣的亂碼，通過(guò)再次認(rèn)真仔細(xì)分析多次修改程序后，程序能夠正常運(yùn)行。認(rèn)真仔細(xì)分析多次修改程序后，程序能夠正常運(yùn)行。調(diào)試主要分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試：電路檢測(cè)：檢測(cè)工具為萬(wàn)用表，使用萬(wàn)用表的短路報(bào)警功能，逐個(gè)測(cè)試相臨的兩個(gè)焊檢測(cè)工具為萬(wàn)用表，使用萬(wàn)用表的短路報(bào)警功能，逐個(gè)測(cè)試相臨

48、的兩個(gè)焊點(diǎn)檢測(cè)是否短路。按照電路圖檢測(cè)需要連接的兩點(diǎn)是否短路來(lái)檢測(cè)是否已點(diǎn)檢測(cè)是否短路。按照電路圖檢測(cè)需要連接的兩點(diǎn)是否短路來(lái)檢測(cè)是否已經(jīng)連接上，以此來(lái)檢測(cè)虛焊的情況。檢測(cè)和修改完成后為下一步通電檢測(cè)經(jīng)連接上，以此來(lái)檢測(cè)虛焊的情況。檢測(cè)和修改完成后為下一步通電檢測(cè)排除了短路的危險(xiǎn)和由于虛焊引起檢測(cè)結(jié)果不真實(shí)的麻煩。排除了短路的危險(xiǎn)和由于虛焊引起檢測(cè)結(jié)果不真實(shí)的麻煩。串口部分的作用為單片機(jī)與串口部分的作用為單片機(jī)與PCPC機(jī)之間通信，要檢查硬件是否正常工作機(jī)之間通信，要檢查硬件是否正常工作可以采用將可以采用將MAX232MAX232芯片的單片機(jī)端輸出口與輸入口直接相連的辦法來(lái)芯片的單片機(jī)端輸出口

49、與輸入口直接相連的辦法來(lái)測(cè)試。具體電路圖如圖所示測(cè)試。具體電路圖如圖所示: :串口調(diào)試：C 1 +1V D D2C 1 -3C 2 +4C 2 -5V E E6T 2 O U T7R 2 I N8R 2 O U T9T 2 I N1 0T 1 I N1 1R 1 O U T1 2R 1 I N1 3T 1 O U T1 4G N D1 5V C C1 65M A X 2 3 2 A C P E1234567891 11 01D C o n n e c to r 9C 11 0 4C 21 0 4C 31 0 4C 41 0 4V C CP 3 . 1 T XP 3 . 0 R XV C C圖圖

50、:串口硬件調(diào)試串口硬件調(diào)試2.系統(tǒng)軟件調(diào)試方法系統(tǒng)軟件調(diào)試方法由于已經(jīng)進(jìn)行了硬件調(diào)試，所以軟件調(diào)試主要是軟件編譯和將各功能由于已經(jīng)進(jìn)行了硬件調(diào)試，所以軟件調(diào)試主要是軟件編譯和將各功能塊程序分別寫(xiě)入以驗(yàn)證其功能的可實(shí)現(xiàn)性。在進(jìn)行功能調(diào)試前必須用塊程序分別寫(xiě)入以驗(yàn)證其功能的可實(shí)現(xiàn)性。在進(jìn)行功能調(diào)試前必須用KEIL CKEIL C對(duì)所有程序進(jìn)行編譯，編譯成功生產(chǎn)可執(zhí)行的對(duì)所有程序進(jìn)行編譯，編譯成功生產(chǎn)可執(zhí)行的.hex.hex后方可進(jìn)行后方可進(jìn)行功能測(cè)試。只要設(shè)定功能測(cè)試。只要設(shè)定PCPC機(jī)向單片機(jī)發(fā)送的內(nèi)容和單片機(jī)向機(jī)向單片機(jī)發(fā)送的內(nèi)容和單片機(jī)向PCPC機(jī)發(fā)送的機(jī)發(fā)送的內(nèi)容就可以通過(guò)串口調(diào)試助手驗(yàn)證

51、串口通信是否準(zhǔn)確，是否滿(mǎn)足功能內(nèi)容就可以通過(guò)串口調(diào)試助手驗(yàn)證串口通信是否準(zhǔn)確，是否滿(mǎn)足功能要求。要求。串口程序的設(shè)計(jì)為：設(shè)定波特率位串口程序的設(shè)計(jì)為：設(shè)定波特率位96009600，以，以0XAA0XAA為起始標(biāo)志位為起始標(biāo)志位, ,單片機(jī)單片機(jī)接收自起始標(biāo)志位后的接收自起始標(biāo)志位后的3232位十六進(jìn)制數(shù)再發(fā)送會(huì)位十六進(jìn)制數(shù)再發(fā)送會(huì)PCPC機(jī)。測(cè)試程序時(shí)設(shè)機(jī)。測(cè)試程序時(shí)設(shè)定波特率為定波特率為96009600，選擇串口，選擇串口1 1，無(wú)校驗(yàn)，無(wú)校驗(yàn)，8 8位數(shù)據(jù)。位數(shù)據(jù)。PCPC機(jī)向單片機(jī)發(fā)送機(jī)向單片機(jī)發(fā)送aa aa 11223344556677889900aabbccddeeff1122334

52、4556677889900aabbccdde11223344556677889900aabbccddeeff11223344556677889900aabbccddeeffeff。PCPC機(jī)收到的數(shù)據(jù)為機(jī)收到的數(shù)據(jù)為 11 22 33 44 55 66 77 88 99 00 AA BB CC 11 22 33 44 55 66 77 88 99 00 AA BB CC DD EE FF 11 22 33 44 55 66 77 88 99 00 AA BB CC DD EE FFDD EE FF 11 22 33 44 55 66 77 88 99 00 AA BB CC DD EE FF。測(cè)。測(cè)試表明串口程序和串口電路實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目的。再進(jìn)行數(shù)次不同數(shù)據(jù)的試表明串口程序和串口電路實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目的。再進(jìn)行數(shù)次不同數(shù)據(jù)的發(fā)送，接收到的數(shù)據(jù)也驗(yàn)證了設(shè)計(jì)要求的實(shí)現(xiàn)。串口程序測(cè)試成功后發(fā)送，接收到的數(shù)據(jù)也驗(yàn)證了設(shè)計(jì)要求的實(shí)現(xiàn)。串口程序測(cè)試成功后為顯示程序提供了準(zhǔn)確的顯示內(nèi)容。余下得各種顯示程序和中斷程序?yàn)轱@示程序提供了準(zhǔn)確的顯示內(nèi)容。余下得各種顯示程序和中斷程序都編譯成功后只有聯(lián)合硬件才能驗(yàn)證其功能的可行性。都編譯成功后只有聯(lián)合硬件才能驗(yàn)證其功能的可行性。系統(tǒng)軟件調(diào)試方法：3.系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試及結(jié)果系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試及結(jié)果經(jīng)過(guò)硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，排除了硬件的連接問(wèn)題和驗(yàn)證了串口功能經(jīng)