點(diǎn)陣電子顯示屏資料,點(diǎn)陣,電子顯示屏,資料 點(diǎn)陣電子顯示屏制作 摘 要 本系統(tǒng)是從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，針對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)上流行的LED產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域而設(shè)計(jì)制作的多功能電子顯示屏，可用于商場(chǎng)導(dǎo)購(gòu)促銷(xiāo)顯示、新聞與廣告顯示、車(chē)站機(jī)場(chǎng)班次時(shí)間資訊顯示等。 本簡(jiǎn)易16行*64列LED電子顯示屏根據(jù)題目設(shè)計(jì)要求，硬件部分主要包括SPCE061A單片機(jī)系統(tǒng)、16塊8*8LED點(diǎn)陣顯示模塊構(gòu)成16*64點(diǎn)陣、顯示驅(qū)動(dòng)電路、SPR4096存儲(chǔ)器、PCF8563實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、鍵盤(pán)輸入控制器等部分，還外擴(kuò)了液晶顯示、溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)、無(wú)線通訊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)屏幕旋轉(zhuǎn)等電路，。本系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字、字母、漢字等預(yù)存信息的切換顯示，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)信息的定時(shí)循環(huán)、上下左右滾屏、LED顯示亮度連續(xù)可調(diào)、實(shí)時(shí)時(shí)間顯示、實(shí)時(shí)溫度顯示、無(wú)線遙控、顯示屏旋轉(zhuǎn)等擴(kuò)展功能。另外，本系統(tǒng)可以和PC機(jī)通訊，通過(guò)PC機(jī)串口對(duì)顯示信息進(jìn)行更新。 關(guān)鍵詞：LED電子顯示屏 SPCE061A 串行通信 Abstract The LED lattice display system is a kind of new information display media with the rapid development of the computer, micro-electronics, photoelectron technology. This 16*64 LED display system includes SPCE061A MCU system, sixteen 8*8 LED lattice modules, display driving circuit, SPR4096 memory module, PCF8563 as the real-time clock chip, keyboard controller et. In addition, it includes LCD circuit, real-time temperature detective, RF communication circuit. This system can display the numbers, letters, Chinese characters. It can display the information timely and circularly, up-rollingly, down rollingly left-rollingly, right-rollingly. The lightness of the displaying information can be adjusted continuously. Further more, this system can be remote controlled and communicate with PC by COM1 to update the display information. Keywords: LED lattice display system SPCE061A serial communication 目 錄 一、方案比較 4 1、控制系統(tǒng) 4 2、點(diǎn)陣信息提取方案 4 3、顯示驅(qū)動(dòng)電路 5 二、硬件設(shè)計(jì)與論證 5 1、主控制單片機(jī) 6 2、LED顯示驅(qū)動(dòng)電路 6 3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 8 4、鍵盤(pán)液晶顯示模塊 9 5、無(wú)線通信模塊 9 6、時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 10 7、溫度檢測(cè) 10 8、打印機(jī)的選擇 11 9、旋轉(zhuǎn)底盤(pán)的設(shè)計(jì) 11 三、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 11 1、主程序流程圖 12 2、點(diǎn)陣字模信息提取程序流程圖 12 3、LED各顯示程序 12 4、串行通信程序 12 5、PC機(jī)客戶(hù)程序 12 四、系統(tǒng)功能測(cè)試 16 1、測(cè)試及制作中所用儀器 16 2、鍵盤(pán)各鍵功能 16 3、單元模塊電路測(cè)試 16 4、系統(tǒng)整體功能測(cè)試 16 五、總結(jié) 17 一、方案比較 1、控制系統(tǒng) LED點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì)一般有兩種方案： 方案一：采用可編程邏輯器件作為核心控制器產(chǎn)生LED點(diǎn)陣的行、列驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由于該系統(tǒng)不僅要實(shí)現(xiàn)信息的顯示，還要具備鍵盤(pán)控制器、顯示亮度連續(xù)可調(diào)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示、與PC機(jī)通訊等功能及其他發(fā)揮功能，這就要求需要用中大規(guī)模的PLD，設(shè)計(jì)多個(gè)接口電路，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，不易進(jìn)一步擴(kuò)展，同時(shí)系統(tǒng)的成本會(huì)急劇上升（相對(duì)于第二種方案）。因此，本設(shè)計(jì)并未采用這種方案。 方案二：采用單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。鑒于SPCE061A單片機(jī)比傳統(tǒng)的51系列8位單片機(jī)具有更加豐富的資源，而且數(shù)據(jù)處理速度快，同時(shí)“61板除了具備單片機(jī)最小系統(tǒng)電路外還包括有電源電路、音頻電路（含MIC輸入部分和DAC音頻輸出部分）、復(fù)位電路等，體積小，可靠性高。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用雙單片機(jī)系統(tǒng)，一個(gè)主要用于完成多功能顯示控制功能，另一個(gè)主要用于實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示、實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)顯示、無(wú)線通訊以及其他的擴(kuò)展發(fā)揮部分功能，這樣提供了充足的內(nèi)部空間和更多的外部接口；同時(shí)由于安裝和調(diào)試工作可以并行進(jìn)行，極大地縮短了總體設(shè)計(jì)和制造的時(shí)間。 2、點(diǎn)陣信息提取方案 要用LED點(diǎn)陣來(lái)顯示數(shù)字、字母和漢字等信息，首先要能夠提取出其字模數(shù)據(jù)，即一個(gè)16*8的點(diǎn)陣數(shù)字、字母的字模數(shù)據(jù)共有16個(gè)字節(jié)，一個(gè)16*16的點(diǎn)陣漢字的字模數(shù)據(jù)共有32個(gè)字節(jié)。首先要確定點(diǎn)陣信息提取方案。 方案一：固定漢字顯示，就是將要顯示的語(yǔ)句中全部漢字的字母數(shù)據(jù)依次提取出來(lái)，按順序存放在存儲(chǔ)器中，當(dāng)有顯示任務(wù)時(shí)，直接取出字模數(shù)據(jù)送至顯示器即可。這種方法占用空間少，程序?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單，顯示速度快。本系統(tǒng)中對(duì)10組預(yù)存信息的點(diǎn)陣信息的提取和存儲(chǔ)就是采用這種方案。但是，要想顯示大量的漢字信息或直接對(duì)顯示信息進(jìn)行更新，則幾乎是不可能的事。因此，要實(shí)現(xiàn)這樣的功能就要采用第二種方案。 方案二：將標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)陣信息字模數(shù)據(jù)的字庫(kù)文件（本系統(tǒng)中采用漢字庫(kù)文件HZK16、ASCII碼庫(kù)文件ASC16）裝入外擴(kuò)ROM存儲(chǔ)器，采用與PC機(jī)相同的編碼（機(jī)內(nèi)碼），先進(jìn)行基于PC機(jī)的預(yù)處理，提取需顯示內(nèi)容的機(jī)內(nèi)碼，通過(guò)串口發(fā)給單片機(jī)，單片機(jī)首先進(jìn)行判斷，若是ASCII碼，則直接計(jì)算出起始地址，在ASC16文件中指定位置取出連續(xù)的16個(gè)字節(jié)即為其字模信息；若為漢字，單片機(jī)將機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換為區(qū)碼和位碼，再計(jì)算出起始地址，在HZK16文件中指定位置取出連續(xù)的32個(gè)字節(jié)即為其字模信息，然后送到顯示器去顯示。另外，PC機(jī)與單片機(jī)之間串口通信只是傳輸機(jī)內(nèi)碼，而不是傳輸字模信息，傳輸信息量小，不需要復(fù)雜的通信協(xié)議。這樣既可以減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，而且可以根據(jù)要求隨時(shí)改變顯示內(nèi)容，非常簡(jiǎn)單靈活。 3、顯示驅(qū)動(dòng)電路 常用的顯示驅(qū)動(dòng)方式有三種： 方案一：串行控制驅(qū)動(dòng)，這種方式的好處是單元內(nèi)的線路連接簡(jiǎn)單，給印刷電路板的設(shè)計(jì)帶來(lái)方便，減少了布線的密度，方便以后的制作與調(diào)試，而且相對(duì)提高了每個(gè)單元的可靠性； 方案二：并行控制驅(qū)動(dòng)，將顯示數(shù)據(jù)通過(guò)并行(一般為8位)方式送入驅(qū)動(dòng)電路，這樣的好處是：相對(duì)于串行控制而言，數(shù)據(jù)的刷新速度快，在處理同等數(shù)量的數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)處理速度要求可以大大降低，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但也正因?yàn)椤安⑿小笔箚卧獌?nèi)的數(shù)據(jù)線路的連接更加復(fù)雜，布線后的排錯(cuò)難度大大增加； 方案三：采用專(zhuān)用集成電路（ASIC）直接驅(qū)動(dòng)，由于這種專(zhuān)用集成電路是集行控制、列控制和外圍驅(qū)動(dòng)于一體，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性更為可靠，特別適合戶(hù)外的大型或者超大型顯示屏。因?yàn)檫@種類(lèi)型的顯示屏對(duì)圖像顯示要求高，不僅要保證圖像的一致性，而且要保證圖像的穩(wěn)定、高亮。 本次設(shè)計(jì)的顯示屏僅為16行*64列，更適合采用串行控制這種方式，這樣做既省去了并行控制驅(qū)動(dòng)在制版過(guò)程中十分復(fù)雜的布線，又因?yàn)闆](méi)有采用專(zhuān)用集成電路在一定程度上降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本。 二、硬件設(shè)計(jì)與論證 根據(jù)以上的系統(tǒng)方案比較與分析，本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)總體組成框圖如圖1所示： SPCE061A 2# 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 溫度檢測(cè) 存儲(chǔ)器 打印機(jī) 顯示驅(qū)動(dòng)電路 LED顯示屏 SPCE061A 1# M A X 232 鍵盤(pán) LCD PC機(jī) 無(wú)線通訊 光電傳感器 圖1 系統(tǒng)的總體組成框圖 系統(tǒng)整體由三大部分構(gòu)成： 以單片機(jī)1#為核心的模塊一：包括16*64LED點(diǎn)陣、驅(qū)動(dòng)電路、STR4096存儲(chǔ)器、無(wú)線數(shù)傳模塊、旋轉(zhuǎn)底盤(pán)、光電傳感器、音箱、打印機(jī)。實(shí)現(xiàn)功能：主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣的顯示，包括特定標(biāo)語(yǔ)庫(kù)內(nèi)容的顯示，適時(shí)時(shí)間顯示、適時(shí)溫度顯示，并實(shí)現(xiàn)上下左右滾屏等各種花樣顯示；存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)漢字和ASCII碼的點(diǎn)陣庫(kù)，并實(shí)現(xiàn)掉電不丟失功能；無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)標(biāo)語(yǔ)庫(kù)更新和接受設(shè)置信息；底盤(pán)可實(shí)現(xiàn)顯示屏的左右轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)幅度可調(diào)；在商場(chǎng)導(dǎo)購(gòu)中，光電傳感器用于檢測(cè)人員進(jìn)出，可與自動(dòng)門(mén)配合使用，音箱播放“歡迎光臨”等語(yǔ)音信息；在廣告牌應(yīng)用中，打印機(jī)用于名片打印。 以單片機(jī)2#為核心的模塊二：包括4*4鍵盤(pán)、液晶、無(wú)線數(shù)傳模塊。實(shí)現(xiàn)功能：該部分實(shí)現(xiàn)遙控器的功能，可以遙控設(shè)置顯示屏的滾動(dòng)模式，選擇標(biāo)語(yǔ)庫(kù)，設(shè)置時(shí)間，設(shè)置擺頭幅度；實(shí)現(xiàn)標(biāo)語(yǔ)庫(kù)的更新。（鍵盤(pán)使用說(shuō)明見(jiàn)附錄一） 以上位PC機(jī)為核心的模塊三：包括上位機(jī)軟件和MAX232。實(shí)現(xiàn)功能：上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)標(biāo)語(yǔ)庫(kù)的數(shù)據(jù)更新，上位機(jī)軟件通過(guò)MAX232將更新內(nèi)容（漢字或者ASCII碼的機(jī)內(nèi)碼）送到單片機(jī)2#，然后無(wú)線傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)1#實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)更新。 以下是各單元電路的具體設(shè)計(jì)： 1、主控制單片機(jī) 采用凌陽(yáng)公司的16位單片機(jī)SPCE061A作為主控制器。由于SPCE061A內(nèi)置有2K字的SRAM和32K字的內(nèi)存FLASH，能滿(mǎn)足本系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理及LED點(diǎn)陣顯示所需數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)要求；CPU時(shí)鐘頻率高達(dá)49.152MHz，能滿(mǎn)足刷新速度要求。另外，“61板”功能較強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高，具有體積小、集成度高、易擴(kuò)展、功耗小等優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)化主控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)，可靠性高，而且凌陽(yáng)單片機(jī)具有C語(yǔ)言風(fēng)格的匯編語(yǔ)言，有與標(biāo)準(zhǔn)C兼容的C語(yǔ)言，C語(yǔ)言函數(shù)可以與匯編函數(shù)互相調(diào)用，使其開(kāi)發(fā)更加容易，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單。 2、LED顯示驅(qū)動(dòng)電路 本次設(shè)計(jì)中16行*64列LED電子顯示屏的制作以及其顯示驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)制作都是非常關(guān)鍵的部分。下面主要介紹一下顯示驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。 本LED點(diǎn)陣屏采用動(dòng)態(tài)掃描的方式顯示，即逐行掃描，工作時(shí)先將一行點(diǎn)陣字模通過(guò)列驅(qū)動(dòng)輸出，然后運(yùn)用譯碼器選中對(duì)應(yīng)行，使該行得以顯示，接著再送下一行數(shù)據(jù)，再選中下一行有效，直到16行全被掃描一遍。至此，一幅完整的文字信息就顯現(xiàn)出來(lái)。然后在反復(fù)掃描這16行直至顯示新的信息。采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是耗電少，成本低，壽命長(zhǎng)，但是也存在顯示亮度及內(nèi)容顯示穩(wěn)定的問(wèn)題。根據(jù)視覺(jué)滯留原理，根據(jù)視覺(jué)滯留原理，每屏的完整的顯示時(shí)間應(yīng)控制在20ms之內(nèi)，即50Hz，人眼看上去才不會(huì)覺(jué)得閃爍。由于要掃描16 行的點(diǎn)陣，所以每行的時(shí)間絕不能超過(guò)20ms÷16=1.25ms，同時(shí)也不是每行的掃描時(shí)間越短越好，因?yàn)長(zhǎng)ED的亮度同電流的大小和維持時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。LED點(diǎn)陣塊的單點(diǎn)靜態(tài)電流一般在10mA左右，由于占空比是1/16，所以單點(diǎn)的動(dòng)態(tài)電流最大可以達(dá)到160mA。在維持時(shí)間恒定的情況下，電流越大（不超過(guò)額定電流），點(diǎn)陣亮度也越亮，而在電流恒定的情況下，需要一段維持時(shí)間來(lái)保持亮度。試驗(yàn)表明當(dāng)輸入LED的電流為15mA時(shí)，維持時(shí)間至少需要1ms，否則LED呈微亮狀態(tài)。由于設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置SPCE061A單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為24MHz，而每次傳送移行的字模數(shù)據(jù)有64位，經(jīng)計(jì)算傳輸所需的時(shí)間小于1ms，這樣就能充分利用列驅(qū)動(dòng)74HC595的鎖存功能，即在它接收下一行待顯示的數(shù)據(jù)，還沒(méi)有鎖存新數(shù)據(jù)的這段時(shí)間來(lái)顯示本行的內(nèi)容，這樣就不需要額外加延時(shí)來(lái)增加顯示屏的亮度。采用這個(gè)方法就不要再增加LED的列驅(qū)動(dòng)器件，從而使整個(gè)硬件結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)化，成本降低。 行信號(hào)的處理是由四十六譯碼器CD4514來(lái)完成譯碼，輸出為高。由于顯示屏行的組成是多個(gè)模塊并聯(lián)而成的，因而行驅(qū)動(dòng)得功率要求比較大，而且我們進(jìn)行行掃描時(shí)需要所選行為低，故加反相驅(qū)動(dòng)器ULN2803來(lái)滿(mǎn)足要求。 列信號(hào)的處理列信號(hào)的處理主要由8片8位帶鎖存的串入并出移位寄存器74HC595來(lái)完成。從單片機(jī)IO口串行輸出的64位點(diǎn)陣數(shù)據(jù)隨著移位時(shí)鐘的作用逐位移動(dòng)到對(duì)應(yīng)位置，在接收到鎖存信號(hào)后，將數(shù)據(jù)并行輸出至LED的列線，最后在行驅(qū)動(dòng)信號(hào)作用下點(diǎn)亮一行LED象素。 顯示掃描電路的電路圖如圖2所示。 圖2 LED顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路 3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 設(shè)計(jì)題目要求能增大到10組預(yù)存信息，且顯示信息具有掉電保護(hù)功能，同時(shí)考慮到要把漢字點(diǎn)陣字庫(kù)文件HZK16（261K字節(jié)）和ASCII碼點(diǎn)陣字庫(kù)文件ASC16（4K字節(jié)）裝入到ROM存儲(chǔ)器中，以便根據(jù)機(jī)內(nèi)碼在字庫(kù)中尋址，找到對(duì)應(yīng)的字模，提取后再送到點(diǎn)陣顯示屏顯示。因?yàn)镾PCE061單片機(jī)的內(nèi)存Flash只有32K，還要存放程序，因此需外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。我們選擇了凌陽(yáng)“61板”的配套模組SPR4096。SPR4096是一個(gè)高性能的4M-bit（512K字節(jié)）FLASH，分為256個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)為2K字節(jié)。SPR4096串行接口的工作頻率可達(dá)5MHz，數(shù)據(jù)存取速度和存儲(chǔ)容量都能夠達(dá)到我們的要求。硬件圖連接如圖3所示： 圖3 SPR4096硬件連接圖 4、鍵盤(pán)液晶顯示模塊 為使用鍵盤(pán)作為顯示屏控制器，實(shí)現(xiàn)多功能顯示控制，我們使用智能型鍵盤(pán)顯示控制芯片HD7279A作為4*4鍵盤(pán)與單片機(jī)之間的接口，其與微處理器僅需4條接口線，采用串行通信方式，占用CPU端口少，同時(shí)HD7279得到鍵盤(pán)碼后通過(guò)中斷服務(wù)程序把按鍵信息送給單片機(jī)，使單片機(jī)可以騰出更多時(shí)間質(zhì)性其他操作。設(shè)計(jì)中我們需要用液晶模塊顯示遙控單片機(jī)菜單的各信息。在本系統(tǒng)中選用了OCM4×8C模塊，可以顯示字母、數(shù)字符號(hào)、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫(huà)面混合顯示功能，既可采用并行接口，又可采用串行接口，連線較為方便。HD7229、OCM4×8C與單片機(jī)連接原理圖如圖4所示。 5、無(wú)線通信模塊 在本設(shè)計(jì)中，我們采用了兩塊61板，1#板主要用于完成控制LED顯示屏，2#板主要用于鍵盤(pán)液晶控制、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)顯示、與PC機(jī)通訊以及其他的擴(kuò)展發(fā)揮部分功能。兩板之間采用無(wú)線通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。為滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求我們選擇了SRWF-1型微功率無(wú)線數(shù)傳模塊，該模塊的特點(diǎn)是：高抗干擾能力和低誤碼率、完善的通訊協(xié)議、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步、看門(mén)狗實(shí)時(shí)監(jiān)控、傳輸距離遠(yuǎn)、低功耗及休眠功能高可靠性，體積小、重量輕。 圖4 鍵盤(pán)顯示電路 SRWF-1型模塊提供2個(gè)串口3種接口方式，COM1為T(mén)TL電平UART接口，COM2由用戶(hù)自定義為標(biāo)準(zhǔn)的RS-232/RS-485接口（用戶(hù)只需拔/插短路器再上電即可改變接口類(lèi)型）。SRWF-1提供的兩個(gè)串口，在使用時(shí)注意以下事項(xiàng)：（1）對(duì)于空中接收的數(shù)據(jù)，SRWF-1通過(guò)串口轉(zhuǎn)送給終端設(shè)備時(shí)，COM1和COM2同時(shí)輸出，即用戶(hù)如果在COM1和COM2各連接了1個(gè)設(shè)備，他們都可同時(shí)收到數(shù)據(jù)；（2）對(duì)于由終端設(shè)備送來(lái)，準(zhǔn)備向空中發(fā)射的數(shù)據(jù)，SRWF-1只能正確接收COM1或COM2其中1個(gè)串口送來(lái)的數(shù)據(jù)，否則將造成數(shù)據(jù)通訊混亂。如終端設(shè)備在向COM1發(fā)送1個(gè)0x12（數(shù)據(jù)正在傳送）時(shí)，再向COM2發(fā)送1個(gè)0x34，模塊將收到一個(gè)數(shù)據(jù)串0x12，0x34。 RXD B(RX) VCC SLEEP TXD SGND RESET COM2 COM1 A(TX) GND 9 1 SGND RXD/TLL TXD/TLL A(RX) B(TX) SLEEP Singnal RESET Signal SRWF-1 接口 用戶(hù)設(shè)備接口 圖5 SRWF-1與用戶(hù)設(shè)備接口電路 注：沒(méi)有使用的引腳可以懸空不連。但不能連接長(zhǎng)懸空線，以免引入干擾。 6、時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)間的顯示，這里我們選用串行日歷時(shí)鐘芯片PCF8563，，與單片機(jī)的連線大為減少，極大的節(jié)省了單片機(jī)的系統(tǒng)資源。PCF8563與單片機(jī)的接口電路如圖6所示。而且該部分電路還加了掉電保護(hù)功能，在主供電系統(tǒng)意外斷電時(shí)，即Vcc為0V時(shí)，D1截止， 3.6V備用電源通過(guò)D2繼續(xù)給PCF8563供電,保證8563的正常運(yùn)行。 圖6 PCF8563時(shí)鐘電路 7、溫度檢測(cè) 本系統(tǒng)擴(kuò)展了實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)顯示功能，選用DS18B20一線式數(shù)字溫度傳感器，通過(guò)單片機(jī)讀取當(dāng)前環(huán)境溫度可通過(guò)鍵盤(pán)切換顯示時(shí)間和溫度。 圖6 DS18B20與單片機(jī)的接口電路 8、打印機(jī)的選擇 本系統(tǒng)還擴(kuò)展了打印機(jī)功能，在廣告牌應(yīng)用中用來(lái)打印名片等相關(guān)信息。我們選擇了北京市興偉機(jī)電應(yīng)用技術(shù)研究所研制的微型熱敏/針打打印機(jī)。通過(guò)通用的ESC/P打印命令實(shí)現(xiàn)字符的打印。 圖7 打印機(jī)接口控制時(shí)序圖 9、旋轉(zhuǎn)底盤(pán)的設(shè)計(jì) 針對(duì)應(yīng)用的需要，系統(tǒng)擴(kuò)展了顯示屏旋轉(zhuǎn)功能，用普通小型直流電機(jī)提供動(dòng)力，由變速箱減速并加大驅(qū)動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)顯示屏幕左右擺動(dòng)，并且幅度可調(diào)。 圖8 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 三、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的軟件部分主要包括主程序、點(diǎn)陣字模信息提取程序、LED各顯示程序、串行通信程序以及PC機(jī)客戶(hù)程序等。 1、主程序流程圖 見(jiàn)圖8。 2、點(diǎn)陣字模信息提取程序流程圖 見(jiàn)圖9。 3、LED各顯示程序 LED顯示屏的顯示方式有靜止、上下滾屏、左右滾屏等多種方式。其中上下滾屏顯示程序類(lèi)似，左右滾屏顯示程序類(lèi)似，其他多花樣的顯示方式程序都是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改動(dòng)而來(lái)的。因此主要給出靜態(tài)顯示、上移顯示、左移顯示這三種典型方式的程序流程圖，見(jiàn)圖10、圖11、圖12。 4、串行通信程序 每當(dāng)向PC機(jī)客戶(hù)程序里輸入新顯示內(nèi)容并發(fā)送給單片機(jī)時(shí)，單片機(jī)就產(chǎn)生串行中斷，接受待顯示信息的機(jī)內(nèi)碼，然后再利用點(diǎn)陣字模信息提取程序得到點(diǎn)陣數(shù)據(jù)送到LED顯示屏顯示。單片機(jī)接受數(shù)據(jù)采用中斷的方式。串行中斷程序流程圖見(jiàn)圖13。 5、PC機(jī)客戶(hù)程序 本系統(tǒng)的PC機(jī)客戶(hù)程序是采用Visual Basic 6.0進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，主要利用其串行通信控件MSComm，其主要流程圖及運(yùn)行效果見(jiàn)圖14、圖15。 圖8 主程序流程圖 圖9 點(diǎn)陣字模信息提取程序流程圖 圖10 靜態(tài)顯示程序流程圖 圖11 上移顯示程序流程圖 圖12 左移顯示程序流程圖 圖13 串行中斷程序流程圖 圖14 PC機(jī)客戶(hù)程序流程圖 圖15 PC機(jī)客戶(hù)控制程序的界面 四、系統(tǒng)功能測(cè)試 1、測(cè)試及制作中所用儀器 GDS-820C型雙蹤數(shù)字示波器、UNT-T型臺(tái)式數(shù)字萬(wàn)用表、 SK1731SL2A直流穩(wěn)壓電源、F10型數(shù)字合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、 聯(lián)想PC、烙鐵等 2、鍵盤(pán)各鍵功能 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 ./+ C/- 確定 上 下 取消 “0—9” ：數(shù)字鍵； “. /+” ：小數(shù)點(diǎn)/數(shù)據(jù)加1； “C/-” ： 刪格/數(shù)據(jù)減1； “確定” ：進(jìn)入菜單，保存設(shè)置 “取消” ：返回上一級(jí)菜單 “上” ： 菜單上翻，插入點(diǎn)左移 “下” ： 菜單下翻，插入點(diǎn)右移 3、單元模塊電路測(cè)試 1）LED點(diǎn)陣測(cè)試：用程序?qū)崿F(xiàn)所有點(diǎn)陣全部點(diǎn)亮，顯示部分點(diǎn)陣塊無(wú)法完全點(diǎn)亮，更換點(diǎn)陣塊后顯示正常。 2）無(wú)線數(shù)傳測(cè)試：由單片機(jī)#2無(wú)線發(fā)送1000字節(jié)數(shù)據(jù)，單片機(jī)#1接收并存儲(chǔ)，通過(guò)開(kāi)發(fā)環(huán)境查看接收數(shù)據(jù)，發(fā)送一百次，成功接收100次，經(jīng)測(cè)試系統(tǒng)穩(wěn)定； 3）與上位機(jī)通信測(cè)試：上位機(jī)循環(huán)發(fā)送1000字節(jié)數(shù)據(jù)，單片機(jī)接收并校驗(yàn)，接受成功后送液晶顯示，然后停止發(fā)送，經(jīng)測(cè)試接收時(shí)間相對(duì)于人的反映時(shí)間可以忽略。測(cè)試20次，成功接受20次。 4）鍵盤(pán)液晶測(cè)試：用鍵盤(pán)控制菜單進(jìn)出，上下翻頁(yè)，鍵盤(pán)無(wú)抖動(dòng)，液晶無(wú)閃爍。 4、系統(tǒng)整體功能測(cè)試 各單元模塊整合后，系統(tǒng)上電,顯示屏上顯示預(yù)存信息,通過(guò)2#機(jī)上的鍵盤(pán)可以成功控制1#機(jī)上的顯示,包括預(yù)存信息切換顯示、翻頁(yè)、上下滾屏、左右滾屏、對(duì)流、展開(kāi)等各花樣顯示方式、LED顯示屏亮度連續(xù)可調(diào)，能成功地顯示出字母、數(shù)字、漢字等信息，通過(guò)按鍵可以控制顯示實(shí)時(shí)時(shí)間、實(shí)時(shí)溫度等信息，而且斷電后，重新開(kāi)機(jī)，預(yù)存的顯示信息與時(shí)間均可掉電保護(hù)。通過(guò)PC機(jī)的客戶(hù)程序發(fā)送需更新信息數(shù)據(jù)到2#機(jī)，由2#機(jī)通過(guò)無(wú)線數(shù)傳模塊發(fā)送給1#機(jī)，可以成功地更新顯示內(nèi)容。 經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，整個(gè)系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)上述所有功能。 五、總結(jié) 我們制作的這套LED點(diǎn)陣電子顯示屏系統(tǒng)不僅完成了題目要求的基本功能和發(fā)揮功能，還在實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)顯示、無(wú)線遙控、顯示方式等方面有所創(chuàng)新。本系統(tǒng)以凌陽(yáng)16位單片機(jī)SPCE061A為核心部件，最終完成了競(jìng)賽題目中要求的各項(xiàng)任務(wù)，包括可以控制16*64LED點(diǎn)陣顯示屏實(shí)現(xiàn)信息的左右滾屏、顯示屏亮度連續(xù)可調(diào)、實(shí)時(shí)時(shí)間和實(shí)時(shí)溫度的顯示等，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，力求硬件線路簡(jiǎn)單，充分發(fā)揮軟件在編程方面靈活的特點(diǎn)，來(lái)滿(mǎn)足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求。 在競(jìng)賽的過(guò)程中，我們遇到了許多突發(fā)性的不太好解決的問(wèn)題，例如，在整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中，我們體會(huì)到無(wú)論是硬件還是軟件的調(diào)試都要注意模塊化，要從最底層開(kāi)始，逐級(jí)通過(guò)后才能進(jìn)行下一步的工作；同時(shí)在聯(lián)合調(diào)試的過(guò)程中，應(yīng)注意各模塊之間的時(shí)序配合問(wèn)題，有時(shí)都是正確的模塊程序卻因?yàn)榘凑詹磺‘?dāng)?shù)捻樞騺?lái)執(zhí)行從而導(dǎo)致程序運(yùn)行結(jié)果完全出錯(cuò)。 通過(guò)這次比賽，我們深深的體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)間的共同協(xié)作的重要性，提高了自己的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力。 15