本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第1頁(yè)共53頁(yè)1緒論11選題的背景及意義隨著單片機(jī)系統(tǒng)在我國(guó)使用的日益普及,單片機(jī)上使用漢字的要求也更加突出,這就涉及到單片機(jī)上漢字的顯示與輸入問(wèn)題。近年來(lái)LED點(diǎn)陣技術(shù)發(fā)展迅猛，LED點(diǎn)陣屏幕已經(jīng)悄悄地在我們身邊普及，使用場(chǎng)所涉及到證券市場(chǎng)、銀行、機(jī)場(chǎng)、車站、商場(chǎng)等等，包括北京奧運(yùn)會(huì)開(kāi)幕式上的“巨幅畫(huà)卷”也使用了巨大的LED顯示屏。LED屏幕以其使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、亮度高、可視角大等優(yōu)點(diǎn)受到用戶的青睞。12課題簡(jiǎn)介隨著單片機(jī)與我們生活聯(lián)系越來(lái)越密切，例如，單片機(jī)控制的廣告顯示系統(tǒng)中就常常被用到，所以學(xué)生掌握這方面的相關(guān)知識(shí)就顯得有其意義。本課題就是要求應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)廣告牌，實(shí)現(xiàn)可同時(shí)顯示8個(gè)168點(diǎn)陣的漢字、字符或數(shù)字等功能。其目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題能力和軟硬件設(shè)計(jì)能力。13設(shè)計(jì)要求（1）該控制系統(tǒng)采用：51單片機(jī)、88點(diǎn)陣LED顯示模塊和驅(qū)動(dòng)器等器件設(shè)計(jì)控制器；（2）用RS232/RS485通信標(biāo)準(zhǔn)，可同時(shí)顯示8個(gè)168點(diǎn)陣的漢字功能；（3）顯示方式同時(shí)具有左移、右移等功能；（4）完成硬件電路設(shè)計(jì)及軟件的編制。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第2頁(yè)共53頁(yè)2總體方案論證21屏幕顯示介質(zhì)選擇作為屏幕顯示介質(zhì)一般有LED數(shù)碼管、LED點(diǎn)陣和LCD三種，LED數(shù)碼管一般只用于顯示特定的幾種字符顯示，故本設(shè)計(jì)不予考慮，現(xiàn)只作LED點(diǎn)陣與LCD的比較。LCD，即液晶顯示器，它一種是采用了液晶控制透光度技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)色彩的顯示器。由于通過(guò)控制是否透光來(lái)控制亮和暗，當(dāng)色彩不變時(shí)，液晶也保持不變，這樣就無(wú)須考慮刷新率的問(wèn)題。對(duì)于畫(huà)面穩(wěn)定、無(wú)閃爍感的液晶顯示器，刷新率不高但圖像也很穩(wěn)定。LCD的優(yōu)點(diǎn)主要包括零輻射、低功耗、散熱小、體積小、圖像還原精確、字符顯示銳利等1。本設(shè)計(jì)主要用于各種公共場(chǎng)合，如汽車報(bào)站器、廣告屏以及公告牌等，從實(shí)用角度來(lái)講，首先考慮的是面積，大面積采用LCD來(lái)作為顯示器費(fèi)用會(huì)不合理。其次LCD也有其自身的缺陷，LCD的一個(gè)基本指針是可視范圍，可視范圍簡(jiǎn)單的說(shuō)，指的是在屏幕前畫(huà)面可以看的清楚的范圍，即在某個(gè)角度只要觀看者稍一變動(dòng)觀看位置，畫(huà)面可能就會(huì)看不清楚了。而LED點(diǎn)陣顯示屏并沒(méi)有這種缺陷。LED點(diǎn)陣顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的一顯示器件。它也有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有：耗電少、使用壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)2。通過(guò)以上幾方面的比較，本設(shè)計(jì)所采用的顯示器為L(zhǎng)ED點(diǎn)陣顯示屏。22設(shè)計(jì)方案選擇從傳統(tǒng)方式來(lái)考慮，首選的是數(shù)電，即通過(guò)數(shù)字電路來(lái)完成本次設(shè)計(jì)，但在調(diào)試和實(shí)際運(yùn)用中有著很大的局限性，如不能及時(shí)調(diào)節(jié)所需字符等等。由于單片機(jī)的可調(diào)性強(qiáng)，并且現(xiàn)在隨著單片機(jī)系統(tǒng)在我國(guó)使用的日益普及，本課題便以單片機(jī)為背景進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，再?gòu)脑O(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi)和方便調(diào)試來(lái)講，本設(shè)計(jì)運(yùn)用PROTEUS單片機(jī)仿真軟件來(lái)進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第3頁(yè)共53頁(yè)3系統(tǒng)硬件電路總設(shè)計(jì)31系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖在總體方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)軟件和硬件的分工是一個(gè)首要的環(huán)節(jié)。原則上，能夠用軟件來(lái)完成的盡可能用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，以降低硬件成本，簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)。同時(shí)還要設(shè)定各接口的地址，軟件接口和功能，程序的駐留區(qū)域及工作緩沖區(qū)等。總體方案一旦確定，系統(tǒng)的基本框架就確定了。硬件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮留有充分余量，電路設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)確無(wú)誤，因?yàn)樵谙到y(tǒng)調(diào)試中不易修改。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求并結(jié)合上述方案論證的結(jié)果。本設(shè)計(jì)方案的總體設(shè)計(jì)框圖如圖3.1所示。圖3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖32系統(tǒng)各部分功能描述各部分功能將在第四章中具體介紹，這里只作簡(jiǎn)單的描述。（1）鍵盤控制部分：用來(lái)選擇文字顯示模式，初步定位六種，即向左移動(dòng)、向右移動(dòng)、向上翻頁(yè)、向下翻頁(yè)、向上逐行顯示以及向下逐行顯示六種。（2）單片機(jī)控制部分：處理系統(tǒng)中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，并協(xié)調(diào)其他各模塊之間數(shù)據(jù)的傳輸、處理、交換等，是系統(tǒng)的控制核心。（3）1664點(diǎn)陣模塊部分：作為系統(tǒng)信息的輸出主要界面，在單片機(jī)的控制下顯示相關(guān)符號(hào)信息。單片機(jī)1664點(diǎn)陣鍵盤行信號(hào)選擇譯碼器數(shù)據(jù)移位寄存器本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）第4頁(yè)共53頁(yè)4系統(tǒng)各硬件模塊連接及相應(yīng)程序描述41鍵盤設(shè)計(jì)介紹正如3.2介紹，顯示的模式共六種，即最多需要六個(gè)鍵便可，每個(gè)鍵控制一種模式，正因?yàn)樗褂玫逆I盤數(shù)量不多，I2C不作考慮，只需借用單片機(jī)的六個(gè)端口就能完成任務(wù)，本次設(shè)計(jì)鍵盤使用的端口為P1.0P1.5。此塊電路如圖4.1所示。圖4.1鍵盤與單片機(jī)連接電路圖42LED點(diǎn)陣顯示模塊的介紹LED點(diǎn)陣顯示器在前面也有簡(jiǎn)單的介紹，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)平臺(tái)是Proteus，所以直接以Proteus里的LED點(diǎn)陣作說(shuō)明。4.2.1LED點(diǎn)陣內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖Proteus中含有的88點(diǎn)陣LED仿真元件分為四種：Matrix-88-ORANGE、Matrix-88-BLUE、Matrix-88-GREEN、Matrix-88-RED，其中Ma