基于單片機的LED電子顯示屏的設(shè)計

IIAbstractAbstract:Withthedevelopmentoftechnology,theimportanceofLEDdisplayscreensinpeople'slivesisincreasinglybeingreflected.Asaveryimportantwayofinformationdissemination,weoftenseethemindailylife,suchasentertainmentvenues,sportsvenues,financialsecurities,trainstations,shopbillboards,etc.ThewidespreadapplicationofLEDdisplaysmakestheresearchanddevelopmentofLEDdisplaysparticularlyimportant.Theadvantagesofdotmatrixdisplayscreens,suchashighbrightness,longlifespan,largeviewingangle,energyconservation,andlowcost,havemadethemwidelyused.Thisarticleintroducestheoveralldesignscheme,hardwarecircuitdesign,andsoftwareprogrammingmethodoftheLEDelectronicdisplayscreenbasedonSTM32microcontroller.ThissystemusesSTM32F103C8T6asthemaincontrolchip,andtheLEDelectronicdisplayscreenusesa16*16dotmatrixdisplayscreen.Inaddition,ESP8266,aWIFIserialportmodule,isusedtoconnectthemicrocontrollerandtheuppercomputerforcommunication.UsetheuppercomputerwritteninthecomputertoselecttheinformationburnedintheSTM32microcontrollerthroughserialcommunication,andfinallydisplaytheselectedinformationcontentontheLEDdotmatrixdisplayscreen,continuouslyscrolling.Keywords:STM32F103C8T6;ESP8266;LEDdotmatrixdisplayscreen;SerialcommunicationPAGEIV目錄TOC\o"1-3"\h\u27199摘要 I8089Abstract II31935目錄 III31196第1章緒論 1246441.1選題的背景、目的和意義 13811.1.1選題背景 160001.1.2選題目的和意義 2173931.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢 386601.3本論文研究內(nèi)容 64779第2章系統(tǒng)概述與總體設(shè)計方案 7170452.1硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計方案 71460第3章硬件系統(tǒng)設(shè)計 8300013.1主控器及最小系統(tǒng) 8187463.2ESP8266串口WIFI模塊 10169193.3上位機的選擇 11259393.4顯示部分方案選擇 1294253.4.1LED點陣顯示屏簡介 12129803.4.2LED點陣顯示屏工作原理 1231113.4.3顯示方案 13324593.5降壓電路設(shè)計 15252433.6啟動方式 162210第4章軟件系統(tǒng)設(shè)計 18212154.1系統(tǒng)軟件方案 18279354.1.1編程語言的選擇 18270484.1.2選用的編譯器的介紹 1812193該軟件系統(tǒng)的設(shè)計采用C語言進行編程，使用KEIL作為編譯工具，編寫控制模塊、通信模塊和顯示模塊的程序。 1947724.2主程序設(shè)計 19214444.3左移顯示的設(shè)計 20304934.4主要顯示內(nèi)容的編寫 22105834.5接收上位機命令，改變顯示內(nèi)容 233212第5章系統(tǒng)調(diào)試 24187365.1系統(tǒng)硬件調(diào)試 2493875.1.1短路與虛焊檢測 24208545.1.2上電測試 24294525.2系統(tǒng)軟件調(diào)試 2495595.3設(shè)計結(jié)果 25236845.4設(shè)計不足 2521311結(jié)論 2618164參考資料 277700致謝 28PAGEPAGE8第1章緒論1.1選題的背景、目的和意義1.1.1選題背景隨著信息化時代的到來，各種信息傳播手段層出不窮，其中LED電子顯示屏憑借其獨特的優(yōu)勢成為了一種重要的信息傳播媒介。在交通、廣告、體育賽事、舞臺演出等多個領(lǐng)域，LED電子顯示屏具有廣泛的應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的LED顯示屏受到硬件設(shè)備限制，導致系統(tǒng)復雜、成本較高、操作困難等問題。為了解決這些問題，研究人員開始嘗試將單片機技術(shù)引入LED顯示屏的設(shè)計中。單片機技術(shù)是近年來在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域迅速發(fā)展的一種技術(shù)，它將微處理器、存儲器、定時器、中斷控制器、輸入輸出接口等功能集成在一個芯片上，具有體積小、成本低、易于開發(fā)、可編程性強等特點?；趩纹瑱C的LED電子顯示屏可以充分發(fā)揮單片機的優(yōu)勢，實現(xiàn)高性能、低成本、低功耗的顯示系統(tǒng)。一方面，基于單片機的LED顯示屏可以提供更高的性能。由于單片機具有較強的可編程性，研究人員可以根據(jù)需要設(shè)計各種顯示效果和功能，滿足不同場景下的顯示需求。此外，單片機可以實現(xiàn)對顯示系統(tǒng)的精確控制，從而提高顯示效果和穩(wěn)定性。同時，單片機的高度集成化特點可以大大減小顯示系統(tǒng)的體積，降低系統(tǒng)的成本。另一方面，基于單片機的LED顯示屏可以實現(xiàn)更豐富的功能。例如，通過與傳感器、GPS、無線通信模塊等設(shè)備的連接，可以實現(xiàn)實時信息采集和遠程控制等功能。此外，基于單片機的LED顯示屏還可以與計算機、手機等智能設(shè)備進行互動，實現(xiàn)信息的實時更新和多樣化顯示。這些功能的實現(xiàn)，可以使LED顯示屏在各個領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。為了設(shè)計出一款性能優(yōu)越、功能豐富的基于單片機的LED電子顯示屏，研究人員需要在硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個方面進行深入研究。在硬件設(shè)計方面，需要選擇合適的單片機、LED顯示模塊、驅(qū)動電路、電源電路和通信模塊等組件，并對這些組件進行優(yōu)化設(shè)計，以實現(xiàn)高性能、低功耗、低成本的目標。在軟件設(shè)計方面，需要編寫合適的單片機程序，實現(xiàn)顯示內(nèi)容的控制和更新策略，以滿足不同場景下的顯示需求。為了驗證基于單片機的LED電子顯示屏的性能和功能，研究人員還需要進行系統(tǒng)實現(xiàn)和測試。在系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，需要搭建硬件平臺，并編寫相應(yīng)的軟件程序。在系統(tǒng)測試過程中，需要對顯示效果、通信模塊、系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面進行測試，以確保系統(tǒng)的性能和功能達到預(yù)期目標。同時，針對測試過程中出現(xiàn)的問題，研究人員還需要提出相應(yīng)的優(yōu)化方案，以進一步提高系統(tǒng)的性能。隨著社會的發(fā)展，信息化的需求不斷提高，基于單片機的LED顯示屏將在各個領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。研究基于單片機的LED電子顯示屏的設(shè)計，有助于提高顯示系統(tǒng)的性能、降低成本、提高顯示效果，滿足不同場景下的顯示需求。通過深入研究和開發(fā)這種顯示系統(tǒng)，可以進一步推動LED顯示屏技術(shù)的發(fā)展，為人們的生活帶來更多便利。在未來，隨著科技的進步，單片機技術(shù)將不斷發(fā)展，性能將更加優(yōu)越?；趩纹瑱C的LED電子顯示屏也將在各個領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，進一步提高信息傳播的速度和質(zhì)量。同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，基于單片機的LED顯示屏將與這些技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)更加智能化、個性化的信息顯示，為人們的生活帶來更多便利和樂趣。1.1.2選題目的和意義選題的目的和意義在于研究和設(shè)計一種基于單片機的LED電子顯示屏，以滿足不同場景下的顯示需求，提高顯示效果，降低成本，并推動LED顯示屏技術(shù)的發(fā)展。具體而言，本選題具有以下幾個方面的目的和意義：提高顯示效果和功能豐富性：傳統(tǒng)的LED顯示屏通常通過硬件電路來實現(xiàn)顯示功能，這種方法不僅增加了系統(tǒng)的復雜性，而且限制了顯示效果的多樣性。而單片機具有較強的可編程性，可以輕松實現(xiàn)各種顯示效果和功能，滿足不同場景下的顯示需求。此外，單片機可以實現(xiàn)對顯示系統(tǒng)的精確控制，從而提高顯示效果和穩(wěn)定性。因此，研究基于單片機的LED電子顯示屏有助于提高顯示效果和功能豐富性。降低系統(tǒng)成本和能耗：單片機將多種功能集成在一個芯片上，可以減少外圍電路的數(shù)量，從而降低系統(tǒng)的成本。同時，由于單片機具有較低的功耗，可以節(jié)省能源，降低運行成本。這些優(yōu)點使得基于單片機的LED顯示屏在市場上具有較高的競爭力。因此，研究基于單片機的LED電子顯示屏有助于降低系統(tǒng)成本和能耗。提高系統(tǒng)的兼容性和可擴展性：隨著市場需求的多樣化和個性化，LED顯示屏需要具有良好的兼容性和可擴展性，以適應(yīng)各種應(yīng)用場景?；趩纹瑱C的LED顯示屏可以方便地與其他設(shè)備或系統(tǒng)相互配合，實現(xiàn)更豐富的功能。例如，通過與傳感器、GPS、無線通信模塊等設(shè)備的連接，可以實現(xiàn)實時信息采集和遠程控制等功能。此外，基于單片機的LED顯示屏還可以與計算機、手機等智能設(shè)備進行互動，實現(xiàn)信息的實時更新和多樣化顯示。因此，研究基于單片機的LED電子顯示屏有助于提高系統(tǒng)的兼容性和可擴展性。推動LED顯示屏技術(shù)的發(fā)展：隨著科技的發(fā)展，基于單片機的LED顯示屏將在各個領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。通過深入研究和開發(fā)這種顯示系統(tǒng)，可以進一步推動LED顯示屏技術(shù)的發(fā)展，為人們的生活帶來更多便利。同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，基于單片機的LED顯示屏將與這些技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)更加智能化、個性化的信息顯示，為人們的生活帶來更多便利和樂趣。因此，研究基于單片機的LED電子顯示屏具有重要的理論意義和實際價值。培養(yǎng)創(chuàng)新人才和促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展：研究基于單片機的LED電子顯示屏可以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供技術(shù)支持。通過對單片機技術(shù)和LED顯示屏技術(shù)的深入研究，可以不斷提高研究人員的技術(shù)水平，為國家和社會培養(yǎng)一批熟悉前沿技術(shù)的高素質(zhì)人才。此外，基于單片機的LED顯示屏在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，可以推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為國家經(jīng)濟增長做出貢獻。綜上所述，研究基于單片機的LED電子顯示屏具有重要的理論意義和實際價值。通過深入研究和開發(fā)這種顯示系統(tǒng)，可以提高顯示效果、降低成本、滿足不同場景下的顯示需求，推動LED顯示屏技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為人們的生活帶來更多便利。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢隨著LED技術(shù)的發(fā)展和單片機技術(shù)的成熟，國內(nèi)LED電子顯示屏的研究已經(jīng)有著較為成熟的理論體系和技術(shù)支撐。在LED電子顯示屏的硬件設(shè)計方面，不少學者提出了各種不同的設(shè)計思路和方案。例如，電子顯示屏控制系統(tǒng)中，研究者王樂平等人（2015）提出了一種基于嵌入式控制技術(shù)的異步顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計。該設(shè)計采用了ATMELSAM3S數(shù)據(jù)處理器作為控制器，實現(xiàn)了LED電子顯示屏的互動顯示。另外，章德劍等人（2014）在對LED電子顯示屏的控制方式進行研究時，采用了CPLD芯片作為LED顯示控制器，并在芯片的設(shè)計和應(yīng)用方面進行了深入探討。在軟件設(shè)計方面，LED電子顯示屏的程序設(shè)計也已有了廣泛的研究成果。例如，王偉等人（2014）在文章《基于AT91SAM7S-EK的LED控制系統(tǒng)軟件設(shè)計》中，研究了LED電子顯示屏的軟件設(shè)計和程序控制方法，并采用AT91SAM7S-EK作為主控芯片，開發(fā)了一款高效穩(wěn)定的LED電子顯示屏軟件控制系統(tǒng)。此外，在現(xiàn)有的研究中，還有一些關(guān)于LED電子顯示屏的諸如生物醫(yī)學應(yīng)用（徐勇等，2013）、教學展示應(yīng)用（王瑜等，2015）以及移動廣告應(yīng)用（李志華等，2016）的研究成果。這些研究促進了LED電子顯示屏技術(shù)的應(yīng)用推廣和發(fā)展。在國內(nèi)，隨著科技的發(fā)展，LED顯示屏技術(shù)得到了廣泛關(guān)注。基于單片機的LED電子顯示屏作為一種新型顯示技術(shù)，近年來在國內(nèi)研究領(lǐng)域取得了顯著的進展。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：單片機技術(shù)的發(fā)展：隨著電子技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機技術(shù)也取得了突破性的進展。國內(nèi)研究人員針對不同應(yīng)用場景，研發(fā)了一系列具有高性能、低功耗、低成本的單片機產(chǎn)品，為基于單片機的LED電子顯示屏提供了技術(shù)支持。顯示驅(qū)動技術(shù)的創(chuàng)新：在基于單片機的LED電子顯示屏領(lǐng)域，顯示驅(qū)動技術(shù)是關(guān)鍵的研究內(nèi)容。國內(nèi)研究人員通過對顯示驅(qū)動電路、控制算法、通信協(xié)議等方面的深入研究，為LED顯示屏提供了更高性能、更低功耗、更穩(wěn)定的驅(qū)動方案。顯示效果和功能的優(yōu)化：針對不同應(yīng)用場景，國內(nèi)研究人員通過優(yōu)化顯示算法、控制策略、信號處理技術(shù)等方面，實現(xiàn)了LED顯示屏的高清顯示、高刷新率、高穩(wěn)定性等優(yōu)良性能。此外，通過與各類傳感器、通信模塊等設(shè)備的結(jié)合，實現(xiàn)了基于單片機的LED顯示屏的多功能化、智能化。系統(tǒng)設(shè)計和集成：為了降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)性能，國內(nèi)研究人員在硬件設(shè)計和軟件設(shè)計方面進行了大量的研究工作。通過優(yōu)化硬件資源的分配、提高軟件編程效率、實現(xiàn)系統(tǒng)的高度集成化，為基于單片機的LED顯示屏的發(fā)展提供了有力支持。應(yīng)用領(lǐng)域的拓展：在國內(nèi)，基于單片機的LED電子顯示屏已經(jīng)在廣告、交通、體育、舞臺演出等多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。國內(nèi)研究人員不斷探索新的應(yīng)用場景，將LED顯示屏技術(shù)應(yīng)用到智慧城市、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與國內(nèi)研究相比，國外的LED電子顯示屏研究相對較早，主要集中在LED的設(shè)計、選型和應(yīng)用，以及像素布局的規(guī)范性問題。例如，美國科羅拉多大學的基爾巴贊等人（2012）針對LED電子顯示屏的節(jié)能優(yōu)化提出了一種低功耗的LED驅(qū)動技術(shù)。通過改進顯示驅(qū)動電路和選用低電壓燈珠，實現(xiàn)了LED電子顯示屏的降功耗運行，有效減少了能源消耗。此外，LED電子顯示屏的軟件設(shè)計也有著獨特的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)驗。例如，美國康奈爾大學的拉姆克里希南等（2013）通過分析LED屏的圖像處理算法，發(fā)現(xiàn)其灰度非線性因素的影響很大，進而提出了一種基于反向映射和矯正的修正方法。這種方法在LED電子顯示屏的圖像處理中得到了廣泛的應(yīng)用和驗證。除此之外，英國倫敦大學學院的科里昂等人（2017）研究了LED電子顯示屏像素布局的規(guī)范性問題，提出了一種優(yōu)化布局算法，使LED電子顯示屏在數(shù)據(jù)傳輸和畫面顯示時更加精準和穩(wěn)定。此外，在LED電子顯示屏的監(jiān)控和遠程控制方面，許多國外研究同樣取得了重要的進在國外，基于單片機的LED電子顯示屏技術(shù)同樣受到了廣泛關(guān)注。國外研究人員在單片機技術(shù)、顯示驅(qū)動技術(shù)、顯示效果和功能優(yōu)化、系統(tǒng)設(shè)計和集成等方面取得了豐富的研究成果，為基于單片機的LED顯示屏的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。單片機技術(shù)的發(fā)展：國外研究人員長期致力于單片機技術(shù)的研究，使得單片機在性能、功耗、成本等方面取得了顯著的優(yōu)勢。同時，國外研究人員還針對不同應(yīng)用場景，研發(fā)了一系列具有高性能、低功耗、低成本的單片機產(chǎn)品，為基于單片機的LED電子顯示屏提供了技術(shù)支持。顯示驅(qū)動技術(shù)的創(chuàng)新：在基于單片機的LED電子顯示屏領(lǐng)域，國外研究人員對顯示驅(qū)動技術(shù)進行了深入的研究，提出了許多具有創(chuàng)新性的驅(qū)動方案。這些方案在提高顯示性能、降低功耗、提高穩(wěn)定性等方面取得了顯著的成果，為LED顯示屏的發(fā)展提供了強大的技術(shù)支持。顯示效果和功能的優(yōu)化：針對不同應(yīng)用場景，國外研究人員通過優(yōu)化顯示算法、控制策略、信號處理技術(shù)等方面，實現(xiàn)了LED顯示屏的高清顯示、高刷新率、高穩(wěn)定性等優(yōu)良性能。此外，通過與各類傳感器、通信模塊等設(shè)備的結(jié)合，實現(xiàn)了基于單片機的LED顯示屏的多功能化、智能化。系統(tǒng)設(shè)計和集成：為了降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)性能，國外研究人員在硬件設(shè)計和軟件設(shè)計方面進行了大量的研究工作。通過優(yōu)化硬件資源的分配、提高軟件編程效率、實現(xiàn)系統(tǒng)的高度集成化，為基于單片機的LED顯示屏的發(fā)展提供了有力支持。應(yīng)用領(lǐng)域的拓展：在國外，基于單片機的LED電子顯示屏已經(jīng)在廣告、交通、體育、舞臺演出等多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。國外研究人員不斷探索新的應(yīng)用場景，將LED顯示屏技術(shù)應(yīng)用到智慧城市、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從國內(nèi)外研究現(xiàn)狀來看，基于單片機的LED電子顯示屏技術(shù)在未來將呈現(xiàn)以下幾個趨勢：高性能單片機的研發(fā)：隨著科技的進步，單片機技術(shù)將不斷發(fā)展，性能將更加優(yōu)越。未來，研究人員將致力于研發(fā)更高性能、更低功耗、更集成度的單片機產(chǎn)品，以滿足LED顯示屏對處理能力、功耗和成本的更高要求。同時，將進一步優(yōu)化單片機的工作原理和性能特性，提高系統(tǒng)性能，降低成本。顯示驅(qū)動技術(shù)的創(chuàng)新：在基于單片機的LED電子顯示屏領(lǐng)域，顯示驅(qū)動技術(shù)是關(guān)鍵的研究內(nèi)容。未來的研究趨勢將聚焦于開發(fā)更高性能、更低功耗、更穩(wěn)定的驅(qū)動方案。這包括對顯示驅(qū)動電路、控制算法、通信協(xié)議等方面的深入研究，以實現(xiàn)更高的顯示性能和穩(wěn)定性。顯示效果和功能的優(yōu)化：針對不同應(yīng)用場景，未來的研究將繼續(xù)關(guān)注顯示效果和功能的優(yōu)化。這包括優(yōu)化顯示算法、控制策略、信號處理技術(shù)等方面，以實現(xiàn)LED顯示屏的高清顯示、高刷新率、高穩(wěn)定性等優(yōu)良性能。此外，將加強與各類傳感器、通信模塊等設(shè)備的結(jié)合，實現(xiàn)基于單片機的LED顯示屏的多功能化、智能化。系統(tǒng)設(shè)計和集成：為了降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)性能，未來的研究將繼續(xù)關(guān)注硬件設(shè)計和軟件設(shè)計方面的優(yōu)化。通過優(yōu)化硬件資源的分配、提高軟件編程效率、實現(xiàn)系統(tǒng)的高度集成化，為基于單片機的LED顯示屏的發(fā)展提供有力支持。應(yīng)用領(lǐng)域的拓展：隨著科技的進步和市場需求的變化，未來基于單片機的LED電子顯示屏將在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。研究人員將不斷探索新的應(yīng)用場景，將LED顯示屏技術(shù)應(yīng)用到智慧城市、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。融合新興技術(shù)：隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，基于單片機的LED顯示屏將與這些技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)更加智能化、個性化的信息顯示。例如，通過結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實現(xiàn)實時信息采集和遠程控制等功能；通過結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，可以實現(xiàn)信息的智能篩選和推送；通過結(jié)合人工智能技術(shù)，可以實現(xiàn)語音識別、人臉識別等智能交互功能。綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展：隨著環(huán)保意識的加強，未來的研究將更加關(guān)注基于單片機的LED顯示屏的綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。這包括降低能耗、減少污染物排放、提高資源利用率等方面。通過研究和應(yīng)用新型材料、新型工藝、新型結(jié)構(gòu)等方面的創(chuàng)新，推動LED顯示屏技術(shù)的綠色發(fā)展。安全性和可靠性研究：隨著基于單片機的LED電子顯示屏在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其安全性和可靠性越來越受到重視。未來的研究將關(guān)注如何提高系統(tǒng)的抗干擾能力、防護能力、容錯能力等，以確保LED顯示屏在各種復雜環(huán)境中的安全可靠運行?？傊趩纹瑱C的LED電子顯示屏技術(shù)在未來將繼續(xù)保持高速發(fā)展的態(tài)勢。通過不斷優(yōu)化技術(shù)、擴大應(yīng)用領(lǐng)域、融合新興技術(shù)、關(guān)注綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展、提高安全性和可靠性等方面的研究，有望為人們的生活帶來更多便利和樂趣。1.3本論文研究內(nèi)容確定選題后，我深入了解了LED顯示屏以及單片機，在我對一些相關(guān)資料的閱讀之后，制定了本課題的設(shè)計方案。在經(jīng)過多次對比之后，我最終選定了以PC機為上位機，STM32F103C8T6單片機為主控芯片，另外加入了ESP8266串口WIFI模塊來連接上位機與單片機通信。此外，我根據(jù)自己想要實現(xiàn)的內(nèi)容以及硬件的特點使用了C語言來編寫軟件，程序主要實現(xiàn)的功能是令想要的文字以及圖案在LED點陣顯示屏上滾動顯示，文字和圖案提前燒錄在單片機里，在上位機中選擇想要顯示的內(nèi)容。在軟件編寫以及焊接工作基本完成之后，我進行了硬件調(diào)試、軟件調(diào)試以及系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，經(jīng)過我的分析，逐一找到問題的源頭并且進行了解決。第2章系統(tǒng)概述與總體設(shè)計方案2.1硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計方案本文設(shè)計的是基于STM32單片機的LED點陣屏顯示系統(tǒng)。采用STM32F103C8T6作為主控芯片，加了ESP8266串口WIFI模塊來連接上位機與單片機通信，選用了PC機為上位機來控制顯示屏顯示的內(nèi)容。顯示屏是用4塊8*8的LED點陣屏組成的一塊16*16的LED點陣屏。LED點陣屏通過相對應(yīng)點的LED器件發(fā)光來實現(xiàn)文字與圖案的顯示，并且最終以點陣的形式展示出來。由于LED顯示屏的工作場景比較多樣性，所以對本系統(tǒng)的硬件質(zhì)量要求會非常高。為了方便維修以及電路的設(shè)計，最普及的設(shè)計方法就是采用模塊化設(shè)計。這樣的設(shè)計不僅能夠滿足系統(tǒng)模塊自身的功能需求，同時也能夠與整個系統(tǒng)實現(xiàn)完美的兼容性。系統(tǒng)硬件方案圖如圖2.1所示：圖2.SEQ圖2.\*ARABIC1系統(tǒng)硬件方案圖第3章硬件系統(tǒng)設(shè)計3.1主控器及最小系統(tǒng)STM32F103C8T6是一款基于ARMCortex-M3內(nèi)核的微型控制器。它集成了閃存、SRAM、通用定時器、PWM發(fā)生器、ADC、SPI、I2C和USART等接口，可以滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求。其具有較小的中斷延遲，有低功耗，有較高性能，有超高的性價比，并且具有一流的外設(shè)。STM32單片機比51單片機要高級許多，其本身的很多資源和功能是51單片機不具備的。并且STM32單片機具有模塊化的程序，接口簡單，自身帶有非常多的功能，工作速度相對而言更加迅速。所以本設(shè)計采用的是STM32單片機而并非51單片機。在工作時，STM32F103C8T6單片機首先需要通過復位電路進行復位，啟動系統(tǒng)從底層開始初始化。系統(tǒng)初始化后，芯片將開始執(zhí)行用戶代碼。用戶代碼可以通過編程工具（比如Keil等）進行開發(fā)，并通過編譯、下載方式將代碼燒錄進單片機芯片內(nèi)部的閃存中。單片機在運行期間可以通過外設(shè)接口（如通用定時器、ADC、SPI、I2C等）實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入輸出、自動控制等功能。用戶代碼通過控制這些外設(shè)來實現(xiàn)不同的功能。在處理器的運行周期中，STN32F103C8T6的時鐘可以通過內(nèi)部或外部時鐘源控制。CPU可以執(zhí)行各種計算任務(wù)，并且在不同的時鐘頻率下運行。除了運行程序之外，單片機中還有一些自身保護機制，比如看門狗、低功耗模式和復位電路等。綜合以上特性，STM32F103C8T6單片機通過運行用戶編寫的代碼，調(diào)用芯片內(nèi)部的外設(shè)接口等途徑，實現(xiàn)了對各種實際場合中的數(shù)據(jù)采集、處理、控制等任務(wù)，是一種非常強大的微型控制器。STM32F103C8T6單片機特性：STM32F103C8T6單片機是STMicroelectronics公司推出的一款高性能8位單片機，它采用了ARM-Cortex?-M3內(nèi)核，具有多種接口和功能，是應(yīng)用廣泛的工業(yè)控制、通信、儀器、儀表等領(lǐng)域的理想選擇。以下是STM32F103C8T6單片機的一些特性：CPU核心：ARMCortex-M3內(nèi)核，具有高性能和低功耗的特點。內(nèi)存：64KB的閃存和20KB的RAM，在存儲和讀取數(shù)據(jù)方面有優(yōu)秀的表現(xiàn)。工作頻率：最高可達72MHz，可以滿足多種復雜應(yīng)用的需求。通信接口：支持SPI、I2C、USART等多種接口，方便數(shù)據(jù)傳輸和通信。ADC轉(zhuǎn)換器：具有12位精度，可以實現(xiàn)高精度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并且可以獲得更廣闊的電壓范圍。定時器：具有多種計時和定時功能，為控制系統(tǒng)提供了有力的支持。中斷控制：具有豐富的中斷源和中斷優(yōu)先級控制，可以實現(xiàn)高效的中斷處理。電源管理：具有多種功耗模式，可以通過不同的模式來控制芯片的功耗，提高系統(tǒng)效率和續(xù)航能力。圖3.1STM32F103C8T6芯片實物圖單片機最小系統(tǒng)如圖3.2：圖3.2單片機最小系統(tǒng)3.2ESP8266串口WIFI模塊ESP8266串口WIFI模塊是一款高度集成的無線網(wǎng)絡(luò)模塊，由中國的樂鑫科技公司開發(fā)，是一款非常出色的低成本W(wǎng)iFi模塊。ESP8266串口WIFI模塊的獨特特性在于它可以將普通的串口裝置以Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的形式來使用，實現(xiàn)了一個簡單、可靠的無線連接方案，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于智能家居、物聯(lián)網(wǎng)以及電子學習等多個領(lǐng)域。一、ESP8266串口WIFI模塊的簡介ESP8266串口WIFI模塊是一款高度集成的系統(tǒng)級芯片，它基于樂鑫科技的ESP8266EX空芯片，內(nèi)部集成了TCP/IP協(xié)議棧和硬件引擎，同時支持UART、GPIO、PWM等多種通信接口，并且支持STA/AP/AP+STA三種工作模式，使其在無線通信領(lǐng)域有著超強的性能和可靠性。無論是作為主控芯片，還是作為從屬芯片，ESP8266串口WIFI模塊都擁有廣泛的應(yīng)用場景。在遠距離通信方面，它可以將無線WiFi網(wǎng)絡(luò)接口與傳感器、計量器等普通設(shè)備無縫地連接在一起，從而實現(xiàn)便攜的無線網(wǎng)絡(luò)控制方案，減少了不必要的線纜消耗問題。二、ESP8266串口WIFI模塊的優(yōu)點低成本：ESP8266串口WIFI模塊具有超低的成本，因為其晶體管已經(jīng)被集成到單片機中，整個模塊僅需很少的元器件即可正常工作。高度集成：ESP8266串口WIFI模塊不僅集成了WiFi模塊的先進功能，還集成了TCP/IP協(xié)議棧和硬件引擎，同時支持多種通信接口。靈活性：ESP8266串口WIFI模塊的靈活性非常大，支持STA/AP/AP+STA三種工作模式，同時還支持多種通信接口，能夠?qū)崿F(xiàn)與其他控制器的互連以及無線設(shè)備的接入。高可靠性：ESP8266串口WIFI模塊具有卓越的可靠性和穩(wěn)定性，在連接信號差的環(huán)境下也能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝院头€(wěn)定性。豐富的社區(qū)支持：由于ESP8266串口WIFI模塊的廣泛使用，其在全球范圍內(nèi)擁有著龐大的開發(fā)社區(qū)，用戶可以通過在線社區(qū)獲得各種問題的解答和支持。三、ESP8266串口WIFI模塊的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)：作為一個具備無線網(wǎng)絡(luò)功能的模塊，ESP8266串口WIFI模塊在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，能夠為各種設(shè)備提供接入無線網(wǎng)絡(luò)的解決方案。無線控制：ESP8266串口WIFI模塊可以與傳感器、計量器等普通設(shè)備連接，從而實現(xiàn)在無線控制方面的靈活應(yīng)用。比如，將普通的電氣控制器與ESP8266串口WIFI模塊相連，就可以實現(xiàn)從移動設(shè)備中進行遙控開關(guān)等功能。智能家居系統(tǒng)：利用ESP8266串口WIFI模塊的高可靠性和穩(wěn)定性，可以快速搭建起智能化家圖3.3ESP8266實物圖串口WIFI模塊電路圖設(shè)計如圖3.4：圖3.4串口WIFI模塊電路圖3.3上位機的選擇本系統(tǒng)選擇的上位機是PC機，降低了顯示系統(tǒng)的硬件要求，增加了系統(tǒng)的通用性。上位機是用來儲存并處理顯示內(nèi)容的，最后將想要顯示的內(nèi)容通過通信系統(tǒng)傳送到控制系統(tǒng)驅(qū)動顯示?！?】LED顯示屏有存儲顯示和實時顯示兩種方法來顯示上位機內(nèi)容。實時顯示就是上位機屏幕與LED顯示屏同步顯示相同內(nèi)容，當上位機中內(nèi)容產(chǎn)生變化時LED顯示屏上的內(nèi)容也跟著變化。存儲顯示就是將經(jīng)過處理的內(nèi)容存儲在上位機中通過通信系統(tǒng)傳輸?shù)斤@示屏中顯示。兩種顯示方法各有各的優(yōu)點，實時顯示能夠更加及時迅速的反應(yīng)上位機內(nèi)容的變化，顯示的效果以及實時性更好，更多的用于實況轉(zhuǎn)播以及新聞播報，但是工藝復雜、成本較高；存儲顯示的實時性顯然不高，但是成本較低。本設(shè)計對實時性的要求并不高并且需要顯示的內(nèi)容較少，所以我并沒有選擇實時顯示，而是選擇了成本更低的存儲顯示。3.4顯示部分方案選擇3.4.1LED點陣顯示屏簡介LED點陣顯示屏是由許多個LED燈組成的一種顯示屏，它們排列成矩陣狀的單元，每個單元由一個或多個LED燈組成。雖然像素不如LED全彩顯示屏，但點陣顯示器具有很高的亮度和廣泛的適應(yīng)性。大多數(shù)點陣顯示器都是單色的，適用于大量數(shù)據(jù)傳輸和信息提示場景，例如電子琴、時鐘、溫度計、價格牌等電子產(chǎn)品。點陣顯示器的顯示原理是利用電子行、點陣列控制技術(shù)，通過控制LED點陣燈的點亮和熄滅，實現(xiàn)信息的顯示。點陣顯示器通過閃爍不同顏色的LED燈來傳輸數(shù)據(jù)。點陣顯示器通常具有較高的亮度，因為它們使用了可與太陽光匹敵的LED燈。這使得它們非常適合在室外使用，并非常適合于大型公共數(shù)據(jù)的傳輸。點陣顯示屏在二十世紀七八十年代早期得到廣泛應(yīng)用。它們通常是使用簡單的數(shù)字和字母之類的符號進行簡單的文本信息顯示。現(xiàn)今，隨著技術(shù)的發(fā)展，點陣顯示器具有更加豐富和多樣化的顯示信息，例如可以顯示復雜的圖像和動態(tài)圖形等。在工業(yè)領(lǐng)域中，點陣顯示器主要應(yīng)用于智能電表、電子血壓計、體溫計、復方維生素等電子產(chǎn)品制造中。點陣顯示屏也廣泛使用于文化、旅游、交通和廣告信息顯示領(lǐng)域。例如車站和機場等公共場所信息顯示，天氣、新聞、直播等信息的展示，以及建筑和地標景點的亮化。隨著技術(shù)的不斷進步，點陣顯示器設(shè)計日趨精細，顯示分辨率逐漸提高，甚至有了可以顯示小視頻的點陣顯示屏。點陣顯示器的顏色也在發(fā)生變化。除了單色屏外，點陣顯示器現(xiàn)在還可以制造成多色、全彩點陣顯示屏，以滿足更多場合的顯示需求?？傮w來說，點陣顯示器具有可靠性高、功耗低、壽命長、成本低廉等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于各種公共場合，低成本又高效能的特點，是其能夠獲得應(yīng)用的關(guān)鍵。3.4.2LED點陣顯示屏工作原理對于LED點陣顯示屏，其工作原理可以分為兩部分：LED元器件和控制電路。1、LED元器件LED是一種半導體發(fā)光二極管，其特點是只有正向電壓下才能發(fā)光，并且使用壽命較長。LED點陣顯示屏中所使用的LED元器件包括單色LED和全彩LED兩種類型，其中單色LED只能發(fā)出一個顏色的光，而全彩LED則可以發(fā)出多種顏色的光。在LED點陣顯示屏中，LED元器件按照一定的排列方式組成一個一個小方格，每個小方格中都包含了數(shù)個LED。這種排列方式被稱為“點陣”，數(shù)字、字符和其他圖案就是通過控制點陣中LED元器件的狀態(tài)來實現(xiàn)的。2、控制電路控制電路則是LED點陣顯示屏的“大腦”，它通過操控LED元件的發(fā)光來呈現(xiàn)出不同的圖形和文字?？刂齐娐吠ǔ０刂菩酒@示控制器、驅(qū)動芯片等部分。其中控制芯片將輸入的數(shù)據(jù)進行解碼及轉(zhuǎn)換，再輸出給顯示控制器，顯示控制器則通過調(diào)節(jié)電流大小，控制點陣中的LED元件發(fā)光和熄滅的時間來顯示輸入的文字、圖像和視頻等信息。驅(qū)動芯片負責將控制電路輸出的信號進行放大并傳遞給LED點陣顯示屏中的相關(guān)線路，從而完成LED點陣顯示屏中LED元器件的“點亮”和“熄滅”控制。以上就是LED點陣顯示屏的簡單工作原理，當然其中還有一些比較復雜的技術(shù)細節(jié)和優(yōu)化措施，并且不同的LED點陣顯示屏在具體的工作原理和構(gòu)造上也可能會有所不同。3.4.3顯示方案顯示部分包含一塊由4塊8*8的LED點陣屏組成的16*16的LED點陣屏以及驅(qū)動該顯示屏的驅(qū)動電路。由于單片機的I/O口有限，LED點陣顯示屏的驅(qū)動無法直接通過I/O口進行，所以需要對單片機I/O口進行擴展增加單片機并行輸出的能力?！?】LED點陣顯示屏所采用的發(fā)光二極管點陣構(gòu)成了一個復雜而精密的結(jié)構(gòu)，有兩種方式構(gòu)成LED顯示屏，一是由各個發(fā)光二極管逐個連接，如圖3.5所示；二是選用一些較小的LED點陣顯示屏來拼接組成更大的LED點陣顯示屏。前者維修成本更低但是線路復雜，后者節(jié)約大量連線，但是維修成本較高。在經(jīng)過比較之后，我選擇了用4塊8*8的LED點陣屏來拼接組成一塊16*16的LED點陣屏。圖3.5LED點陣圖圖3.6LED點陣外觀圖圖3.74塊8*8點陣級聯(lián)成16*16點陣LED數(shù)碼管的點亮方式可分為靜態(tài)和動態(tài)兩種，下面將分別探討這兩種方式：靜態(tài)顯示方式當顯示器呈現(xiàn)某一字符時，發(fā)光二極管的位置選擇將始終處于被選中的狀態(tài)，這種狀態(tài)被稱為靜態(tài)顯示。它具有功耗小、成本低等優(yōu)點，因此目前廣泛應(yīng)用于計算機及消費類電子產(chǎn)品中。在這種顯示模式下，每個LED數(shù)碼管顯示器都需要一個輸出容量為8位的控制端口。隨著計算機和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，各種新型計算機芯片不斷出現(xiàn)。由于單片機的I/O口數(shù)量受限，因此在實際應(yīng)用中，常常需要采用擴展I/O口的方式來解決輸出不足的問題。動態(tài)顯示方式通過交替展示多個LED顯示器，利用人類視覺的暫停效應(yīng)，呈現(xiàn)出多個LED顯示器同時顯示的動態(tài)效果。當LED顯示器的顯示速度達到一定程度時，即可觀察到同時呈現(xiàn)的視覺效果。動態(tài)顯示與靜態(tài)顯示相比可以節(jié)省I/O口，但是會占用較多的CPU時間。綜合兩種顯示方式的優(yōu)缺點以及單片機的特性，最終本設(shè)計選用的是動態(tài)顯示方式。3.5降壓電路設(shè)計本設(shè)計的電源電壓為5V，但是STM32F103C8T6的工作電壓為3.3V，所以這時就需要降壓。本次降壓選用的是ME6211C33，ME6211C33是一顆低功耗低壓差LDO芯片，具有非常優(yōu)秀的降壓效果，其工作電壓范圍是2V~6V，最大輸出電流為500mA（Vin=4.3，Vout=3.3），Iout=120mA時最低壓差僅為120mA，待機模式下電流為0.1μA。圖3.8ME6211C33實物圖降壓電路如圖3.9所示：圖3.9降壓電路圖3.6啟動方式STM32的啟動方式有三種，我們可以通過調(diào)整BOOT1和BOOT0引腳的狀態(tài)來選擇在復位后的啟動模式。BOOTOBOOT1啟動模式說明0X用戶閃存存儲器FLASH啟動，即用戶所使用的閃存存儲器10系統(tǒng)存儲器啟動系統(tǒng)的存儲器，以便于進行串口下載操作11SRAM啟動啟動SRAM以便在其內(nèi)部進行代碼調(diào)試用戶閃存存儲器啟動模式：正常的用戶工作模式，通過jtag和swd模式進行下載程序，重啟后也直接從這啟動程序。在系統(tǒng)存儲器啟動的模式下，程序的啟動功能均由廠家進行個性化設(shè)置。SRAM是一種無程序存儲功能的啟動模式，通常被用于程序調(diào)試。如果僅對代碼的一小部分進行了修改，然后就需要重新擦除掉整個Flash，非常浪費時間，可以考慮從這個模式啟動代碼（也就是STM32的內(nèi)存中），用于快速的程序調(diào)試，等程序調(diào)試完成后，再將程序下載到SRAM中。查看BOOT所在位置的原理圖：圖3.10BOOT選項Header3X2表示的是一個3X2的排針，那么我們只需要手動調(diào)整跳線帽就可以改變BOOT腳的高低電平，從而選擇啟動方式。第4章軟件系統(tǒng)設(shè)計4.1系統(tǒng)軟件方案系統(tǒng)軟件的設(shè)計首先要滿足設(shè)計功能的實現(xiàn)，除此之外還要具有清晰簡潔、規(guī)范、合理等特點。此次設(shè)計的軟件程序可分為主程序、通信程序、靜態(tài)顯示子程序、特效顯示子程序，具體結(jié)構(gòu)如圖2.8所示。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC1軟件功能結(jié)構(gòu)框圖4.1.1編程語言的選擇本次課程設(shè)計單片機編程語言選擇的是C語言。C語言是一門十分流行的編程語言，于20世紀70年代被開發(fā)，最開始是用于編寫UNIX系統(tǒng)，目前，該句話已被廣泛運用于操作系統(tǒng)、編譯器、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信等多個領(lǐng)域，成為這些領(lǐng)域中不可或缺的重要組成部分。其優(yōu)點不勝枚舉，包括但不限于：（1）緊湊簡潔，操作靈活便捷。(二)運算符。（3）該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出豐富多彩的形態(tài)。（4）盡管程序設(shè)計的難度相對較低，但語法限制并不過于苛刻。（5）可直接訪問物理地址，實現(xiàn)對硬件的直接操控。（6）產(chǎn)生的代碼具有卓越的品質(zhì)，程序的執(zhí)行效率也得到了顯著提升。（7）具備廣泛的適用范圍和卓越的可移植性。在操作系統(tǒng)、編譯器、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信等多個領(lǐng)域，該語句得到了廣泛的運用和認可。4.1.2選用的編譯器的介紹利用C語言編寫的程序需要被編譯為單片機可執(zhí)行的機器語言才能被單片機直接執(zhí)行，所以本設(shè)計必須選用一款編譯器。我選擇的是目前STM32單片機開發(fā)中比較普遍的KEILMDK來進行編譯。該軟件系統(tǒng)的設(shè)計采用C語言進行編程，使用KEIL作為編譯工具，編寫控制模塊、通信模塊和顯示模塊的程序。4.2主程序設(shè)計系統(tǒng)按照模塊化設(shè)計思路設(shè)計，采用C語言編寫。程序需要實現(xiàn)動態(tài)顯示以及串口通信功能。串口WIFI模塊與上位機建立連接，接收上位機數(shù)據(jù)，再由主程序經(jīng)過處理最后經(jīng)過控制程序選擇想要顯示的內(nèi)容進行顯示。主程序工作流程圖如圖4.2：圖4.SEQ圖4.\*ARABIC2主程序流程圖在啟動程序之前，需要對單片機進行初始化，包括但不限于中斷優(yōu)先級的設(shè)定、中斷初始化、串行通信時通信方式的選擇和波特率的設(shè)定，以及各I/O口功能的設(shè)置等。如果需要執(zhí)行某些操作時必須要中斷才能實現(xiàn)，此時就需要啟動內(nèi)部中斷。一旦初始化完成，程序?qū)⑦M入待機狀態(tài)，等待中斷的發(fā)生。在該程序中，使用了兩個外部中斷源和串行中斷，以確保正常運行。外部中斷源為鍵盤上的一個鍵或一個數(shù)字組成。觸發(fā)外部中斷源的是按鍵電平的變化，其主要功能在于決定LED點陣顯示屏的控制方式，包括按鍵控制和上位機控制，以及顯示狀態(tài)的靜態(tài)和動態(tài)。串行中斷有兩種形式，即定時中斷和異步中斷。軟件的觸發(fā)機制導致了串行中斷的發(fā)生，其中包括發(fā)送中斷和接收中斷。發(fā)送中斷用于發(fā)送指令給下位機使其停止運行。在中斷發(fā)生后，中斷子程序?qū)⒃陬A(yù)先初始化的情況下進行跳轉(zhuǎn)。當中斷發(fā)生在指定的時間內(nèi)或超過預(yù)定閾值時，將啟動一個新的子程序模塊進行處理。中斷程序規(guī)定了LED點陣顯示屏所需呈現(xiàn)的內(nèi)容和呈現(xiàn)方式，最終呈現(xiàn)的則是各種顯示程序。如果中斷程序沒有完成或不能正確地啟動，則會出現(xiàn)錯誤提示。展示所需內(nèi)容的方式和內(nèi)容，以符合預(yù)設(shè)要求。【5】4.3左移顯示的設(shè)計顯示程序分為靜態(tài)顯示程序、左移顯示兩種顯示方式。而左移程序調(diào)用了靜態(tài)程序為子程序。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)元素的對應(yīng)關(guān)系第i列對應(yīng)的行數(shù)據(jù)為數(shù)組中的第i和第i16個元素。選擇相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)信號作為控制信號進行邏輯判斷得到當前輸入信號。將元素按照從低到高的順序從端口輸出，具體操作為先將元素向右邏輯移位，再將其與0X01相連接，所得結(jié)果通過單片機端口輸出到串并轉(zhuǎn)換器的A端，然后鎖在鎖存器中完成一列數(shù)據(jù)移位，最終將其輸出。在每一個字節(jié)都進行了邏輯上的處理之后，則可根據(jù)需要選擇相應(yīng)字段以形成新的數(shù)據(jù)表，從而實現(xiàn)對圖像信號的存儲及讀取操作。為了呈現(xiàn)所需的畫面，我們需要按照一定的順序?qū)Ω鱾€列進行循環(huán)選擇?！?】動態(tài)顯示程序流程如圖4.3所示，通過對實際LED列和數(shù)據(jù)邏輯列進行調(diào)整，以實現(xiàn)程序的左右移動，這是基于顯示數(shù)據(jù)的存儲原理所實現(xiàn)的。當輸入一個數(shù)值后，可以在矩陣中找到對應(yīng)的數(shù)字和字符，然后再對其進行計算得到該數(shù)值所代表的值，最后就能夠得到相應(yīng)的結(jié)果了。通過對元素數(shù)據(jù)進行邏輯位移，我們可以實現(xiàn)向左的移動效果。圖4.SEQ圖4.\*ARABIC3左移程序流程圖4.4主要顯示內(nèi)容的編寫本設(shè)計在LED顯示屏上顯示的內(nèi)容一共有4種，這四種內(nèi)容分別是“歡迎使用本系統(tǒng)”、“歡迎您的到來”、“歡迎下次光臨”、“《—”。4.5接收上位機命令，改變顯示內(nèi)容第5章系統(tǒng)調(diào)試5.1系統(tǒng)硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要是調(diào)試各部分焊接是否合格和各芯片的輸入輸出電壓是否符合設(shè)計要求，最后測試各硬件部分能否完成設(shè)計功能。因此把硬件調(diào)試按照以下四部分分步來進行：（1）檢查電路連接，確認電路連接正確，保證STM32單片機和LED屏幕的接線正確無誤。（2）測試所有焊點是否有短路和虛焊的現(xiàn)象存在；（3）通過測試所有硬件芯片的輸入輸出電壓是否在設(shè)計要求的范圍內(nèi)；（4）測試串口系統(tǒng)的通信功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。5.1.1短路與虛焊檢測使用萬用表進行短路檢測。將測試儀的兩個探頭分別接觸電路板上的兩個焊點，如果測試儀顯示短路，則說明電路板上存在短路問題?？梢酝ㄟ^排除法逐一檢查電路板上的元器件，找出短路的原因。按照電路圖檢測需要連接的兩點是否短路來檢測是否已經(jīng)連接上，以此來檢測虛焊的情況。檢測和修改完成后為下一步通電檢測排除了短路的危險和由于虛焊引起檢測結(jié)果不真實的麻煩。5.1.2上電測試上電測試按照以下步驟來進行：（1）準備工作：將主控板、LED屏幕、電源等設(shè)備連接好，確認接線正確無誤。電源需要采用帶有保險絲的直流電源或者電池供電，以保證測試的安全性。（2）正常啟動測試：連接電源，控制程序正常運行，測試程序能否順利啟動。可通過小碼盤或者光電切換開關(guān)等方式觀察系統(tǒng)啟動后LED屏幕上的顯示效果是否正常。（3）周邊設(shè)備測試：測試控制程序是否能夠正常驅(qū)動周邊設(shè)備，包括按鍵、輸入輸出端口、通