基于單片機的公交車報站系統(tǒng)畢業(yè)設計說明

1、畢業(yè)設計說明書課題名稱:基于單片機的公交車報站系統(tǒng)設計學生專業(yè)應用電子技術班級1202時間2014. 10-2014. 12指導教師_電子工程學院摘要:本文介紹了一種公交車報站系統(tǒng)的硬件設計原理，提 供了 一種以AT89C52單片機為核心，控制大屏幕LED點陣顯 示的硬件設計方案。系統(tǒng)主要通過AT89C52單片機做為系統(tǒng) CPU,處理包括鍵盤輸入和LED顯示屏顯示站名的所有信號 處理。系統(tǒng)掃描到有鍵按下，判鍵確定后給CPU 個脈沖信 號，然后CPU處理信號，確定所到站的站名，再通過掃描 驅動從LED顯示屏上顯示出所到站的站名。達到半自動報站 的作用。整個系統(tǒng)硬件設計包括鍵盤電路、復位電路、顯示

2、 驅動電路、顯示電路、存擴展電路模塊。其中顯示模塊是本 系統(tǒng)的重點。本系統(tǒng)很大程度上提高公交車報站的準確性，可靠性。 提高了公交系統(tǒng)的服務質量。促進城市經(jīng)濟發(fā)展和交通變化 的和諧發(fā)展。關鍵詞：AT89C52單片機，16*16LED點陣顯示屏，目錄第一章1. 1前言 .31.2背景與意義.31.3現(xiàn)狀.41.4發(fā)展趨勢.41.5設計任務.4第二章案論證和選擇 .52. 1總體方案 .52.2單片機的選擇.52.3 LED點陣顯示方式的選擇 .6第三章系統(tǒng)硬件設計 .73. 1單片機介紹 .73. 1. 1晶振電路 .103. 1.2復位電路設計 .113.1.3按鍵電路設計 .113. 2 顯示

3、電路設計 .123. 2. 1 16*16LED 顯示屏 .123.2.2 LED顯示屏工作原理 .14第四章軟件設計 .164. 1軟件開發(fā)工具和語音 .164.2單片機軟件流程圖.164.3 LED程序分析 .17結論 .18致.19參考文獻 .19附錄A元器件清單.20附錄B原理圖、proteus仿真圖.21第一章1.1前言 隨著科技的不斷進步，人們對事物的認知程度已經(jīng)得到了廣泛的提升，在實際生 活中，大家都希望能使用簡便、智能、人性化的產(chǎn)品。在公交車自動報站方面， 由于我國現(xiàn)狀，人口眾多，口音復雜，對于乘客而言，原來的人工報站存在著很 多的問題。為了跟隨科技發(fā)展，提高公交系統(tǒng)的服務質量

4、，提升城市形象。開發(fā) 一種能夠節(jié)省人力和物力，而又能讓乘客方便快捷的知道站臺報站器就成為一種 必然。因此本次畢業(yè)設計中提出一個以AT89C52單片機為核心，用LED顯示屏顯 示站名的即經(jīng)濟、高效、直觀的公交車到站自動報站系統(tǒng)。1.2背景與意義隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市建設規(guī)模不斷擴大，大城市人口髙度集中并 大幅度增長，同時汽車保有量急劇上升，交通需求迅速擴大，而道路交通基礎設 施建設的發(fā)展則相對滯后。城市交通需求與供給之間的矛盾越來越突出，城市“乘 車難”、行車難的局面在加劇，交通阻塞呈現(xiàn)出點到線、由線到面的擴展趨勢, 交通擁擠、交通延誤、交通阻塞以及由此引起的噪音、廢氣污染嚴重影響著居民

5、的正常的生活以及社會經(jīng)濟的持續(xù)、健康發(fā)展。近年來，我國城市交通的現(xiàn)狀已引起了政府、公眾、社會各界的廣泛關注， 有關專家學者和交通工程師們在吸取各國城市交通發(fā)展經(jīng)驗的基礎上，找到了一 條解決我國城市交通發(fā)展問題的有效途徑，即優(yōu)先發(fā)展城市公共交通，以公共交 通為杠桿降低城市交通需求總量，實現(xiàn)道路交通基礎設施發(fā)展與交通需求增長的 均衡。實施“公交優(yōu)先”是解決我國城市交通發(fā)展問題的有效途徑，也是我國目前 城市交通發(fā)展的基本政策。公交智能化是智能交通的一個重要的子領域，同時也 是落實公交優(yōu)先”，使城市交通與社會經(jīng)濟和諧發(fā)展的重要組成部分。實施公 交智能化，必須提高公交服務質量，而到站后的準確、及時報站就

6、是一個方面， 本設計基于AT89C52單片機、LED點陣制作的公交車報站系統(tǒng)就能解決這方面的 問題。從而，達到公共形象的提升。當前國主要大城市的公交車大都采用人工報站, 即每到一站由司機或者乘務員來進行報站。但有時由于受到各種因素如雨雪天路 滑、車上擁擠、乘務員心情的變化等的影響，會出現(xiàn)報錯站，漏報站的情況，給乘 客特別是不熟悉本市地形的乘客帶來了不必要的麻煩，從而影響到了一個城市的 窗口形象工程建設。于是開發(fā)研制自動報站系統(tǒng)成為必然。1.3現(xiàn)狀隨著公交優(yōu)先戰(zhàn)略的確定，公交在緩解城市交通擁堵方面的作用將越來越重 要，與這種要求相比，我國大城市公共交通還有很大差距，主要表現(xiàn)為：為社會 提供服務信

7、息的水平低，只能是以經(jīng)驗為主的被動、滯后的實施服務，仍以人工 作業(yè)為主。上述問題顯然不利于公交對乘客的吸引，也是導致公交運營組織模式 落后、調度方式原始舊、企業(yè)管理效率不高的重要原因。因此，如何提高公交系 統(tǒng)的服務質量，是現(xiàn)代公交行業(yè)亟待解決的問題。我國發(fā)展智能運輸?shù)幕A較差，因此理論研究雖在進行，但相應技術卻得不 到推廣。在實際生活中得不到應用，達不到廣泛服務社會的目的。所以發(fā)展一種 自動報站系統(tǒng)，提高公交服務質量就成為民用科技研究的一個項目。目前在國際上已經(jīng)實現(xiàn)了 GPS定位車載智能系統(tǒng)，在國的幾個大城市也都有 使用，實現(xiàn)了公交系統(tǒng)的全面監(jiān)控、調度。公交車自動報站系統(tǒng)的研究也達到了 無線聯(lián)

8、絡，全自動報站的水平。但其一般其經(jīng)濟投入較高。結合我國現(xiàn)有的公交 系統(tǒng)現(xiàn)狀，半自動化報站系統(tǒng)還有很大的應用空間。適應用于一些中小城市。1.4發(fā)展趨勢現(xiàn)代信息社會中，作為人機信息視覺傳播媒體的顯示產(chǎn)品技術得到了迅速發(fā) 展，進入二十一世紀的顯示技術將是平板顯示的時代，LED顯示屏作為平板顯示 的主導產(chǎn)品之一無疑會有很大的發(fā)展，并有可能成為二十一世紀平板顯示的代表 性主流產(chǎn)品。信息化的社會的形成，信息領域的愈加廣泛，顯示屏的應用前景更為廣闊。 預計大型或超大型LED顯示屏的主流產(chǎn)品局面將會發(fā)生改變，適合于服務行業(yè)特 點和專業(yè)性要求的小型LED顯示屏會有較大提髙，而向信息服務領域的LED顯示 屏產(chǎn)品門

9、類和品種體系將更加豐富，部分潛在的市場需求和應用領域將會有所突 破，如公共交通、停車場、餐飲、醫(yī)院等綜合服務方面的信息顯示屏需求量將有 更大的提髙，大批量、小型化的標準系列LED顯示屏在LED顯示屏市場總量中將 會有多數(shù)份額。15設計任務以AT89C51單片機為核心，16*16LED點陣作為顯示屏，制作一個公交車報站 系統(tǒng)。設計要求：1. 用16X16LED點陣顯示漢字，要求能穩(wěn)定、清晰地顯示預設文字；2. 公交站名顯示通過編程能實現(xiàn)左移滾動顯示方式；3. 通過按鍵控制下一站的播報。第二章 方案論證和選擇2.1總體方案 單片機控制系統(tǒng)框圖，利用AT89C51單片機作為CPU來進行總體控制，通過

10、驅動 電路對點陣進行掃描，使其進行顯示。圖2-1系統(tǒng)框圖2.2單片機選擇方案一：采用通過SPCE061A單片機編寫程序顯示要求漢字。SPCE061A是凌陽科技公 司 u mSPTM (microcontroller and signal processor)系列產(chǎn)品中的 16 位微 控制芯片，置32閃存，其較高的處理速度芯片能夠非常容易、快速地處理復雜 的數(shù)字信號，適用于數(shù)字語音識別等領域。此方案也是有單片機直接驅動，性能 穩(wěn)定，驅動能力強，簡單方便，但是由于我們系主要學習的是51系列單片機對 于這一款新的單片機再去學習了解可能時間不夠，故此方案也被放棄了。方案二：選用ATMEL公司的AT89

11、C52單片機作為硬件電路的主控芯片，它是 一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片8K BYTES的可反復擦寫的只讀程序 存儲器和256 BYTES的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度， 非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片置有8位中央處理器和 FLASH存儲器單元，功能強大的AT89C52單片機可提供許多復雜系統(tǒng)控制應用場 合。AT89C52單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案， 因此單片機選擇ATC89C52較為合適。報站器以單片機AT89C52為CPU來控制LED點陣顯示屏顯示所到站的站名， 提髙報站的準確性，髙效性和直觀性。由于線

12、路不同，報站系統(tǒng)中存儲的站名需要通過更改來適用于各種線路，以 此提高系統(tǒng)的通用性。所以我們需要設計通信模塊來實現(xiàn)PC機和單片機之間的 通信。并能通過單片機與PC機之間的通信來實現(xiàn)報站名的更改，使其成為多功 能開發(fā)型報站器。而由于考慮到自身設計水平有限，本次設計的系統(tǒng)沒有設計語音模塊模仿人 聲報站而是設計了按鍵模塊控制LED顯示屏顯示站名，達到報站的目的。在存方面，由于AT89C52的數(shù)據(jù)存儲為256字節(jié)，由于站名的信息量比較大, 片數(shù)據(jù)存儲空間有限，所以需要擴展一個片外數(shù)據(jù)存儲，來滿足要求，這就要求 系統(tǒng)應設置存擴展模塊。LED顯示屏考慮系統(tǒng)只是一個演示作用，所以本設計采用了 4塊8*8的LE

13、D 顯示模塊組成的16*16的LED顯示屏，可以達到演示要求。2.3 LED顯示方式的選擇根據(jù)驅動方式的不同，LED大屏幕顯示方式可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯方案一：采用靜態(tài)鎖存方式，從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要 控制這些組成圖形或文字的各個點所在位置相對應的LED器件發(fā)光，就可以得到 我們想要的顯示結果，這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅動顯示方 式。16X16的點陣共有2566個發(fā)光二極管，顯然單片機沒有這么多端口，如果 采用鎖存器來擴展端口，按8位的鎖存器來計算，16X16的點陣需要256/8=32 個鎖存器。這個數(shù)字很大，因為僅僅是16X16的點陣，在實際應用中的顯示屏

14、 往往要大的多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個很大的數(shù)字。這種方法可以直 接驅動LED,原理簡單，驅動能力強，LED的亮度也可以通過限流電阻調節(jié)，非 常方便，但此種方法太浪費單片機的I/O 口，只適合于較小的系統(tǒng)。因此采用另 一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法。方案二：采用動態(tài)掃描方式，動態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點亮， 這樣掃描驅動電路就可以實現(xiàn)多行（比如24行）的同名列共用一套列驅動器。 具體就由4塊8X8組成的16X16的點陣來說，我們把所有同一行的發(fā)光管的陽 極連在一起，把所有同一列的發(fā)光管的陰極連在一起，先送出對應第一列發(fā)光管 亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第一列使其點亮一定的時間，然后熄

15、滅；再送出第 二列的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第二列使其點亮相同的時間，然后熄滅； 第 二十四列之后又重新點亮第一列，這樣反復輪回。當這樣輪回的速度足夠快（每 秒24次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，只要刷新速率不小于25幀/秒，就不 會有閃爍感，我們就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。該方法能驅動較多的LED, 控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機的資源。故采用本設計方案。第三章系統(tǒng)硬件設計3.1單片機介紹AT89C51單片機的結構框圖如圖3.1所示。它主要由下面幾個部分組成：1 個8位中央處理單元（CPU）、片F(xiàn)lash存儲器、片RAH、4個8位的雙向可尋址 I/O 口、1個全雙工UART （通用異步接收發(fā)

16、送器）的串行接口、2個16位的定時 器/計數(shù)器、多個優(yōu)先級的嵌套中斷結構，以及一個片振蕩器和時鐘電路。在 AT89C51單片機結構中，最顯著的特點是部含有Flash存儲器，而在其他方面的 結構，則和Intel公司的8051的結構沒有太大的區(qū)別。外部 中斷圖3-1 AT89C51單片機的結構框圖主要性能1. 與MCS-51兼容2. 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000次寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間：10年3. 全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz4. 三級程序存儲器鎖定5. 128*8 位部 RAM1829XTAL2RSTPSENALEEA7 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

17、1 1 PPPPPPPPPPPPPPP PPOOADOPO.1/AD1PO2AD2PO3AD3PO.4-AD4PO5-AD5PO6AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4-A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2NTOP3.3/1NTTP3.4/T0P3.5fTlP3.&WRP3.7/RD的r38r37n6r35r34-8-r38r37n6r35r34-8-LZLZ21r22r23r24r25r26r27-2821r22r23r24r25r26r27-286. 32可編程I/O線7. 兩個1

18、6位定時器/計數(shù)器& 5個中斷源9. 可編程串行通道10. 片振蕩器和時鐘電路U1AT89C51圖3-2AT89C51引腳圖P0 口： P0 口為一個8位漏級開路雙向I/O 口，每腳可吸收8個TTL門電流。 當P0 口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存 儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸 入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1 口 ： P1 口是一個部提供上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接收 輸出4TTL 11電流。P1 口管腳寫入1后，被部上拉為髙，可用作輸入，P1 口被

19、外 部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。P2 口： P2 口為一個部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2 口緩沖器可接收，輸 出4個TTL門電流，當P2 口被寫“1”時，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸 入。并因此作為輸入時，P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上 拉的緣故P2 口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用部上拉優(yōu)勢，當對外部八 位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的容。P2 口在FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3 口： P3 口管腳是8個

20、帶部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4個TTL 門電流。當P3 口寫入“1”后，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入, 由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3 口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳備選功能P3. 0 RXD （串行輸入口）P3. 1 TXD （串行輸出口）P3. 2 /INTO （外部中斷0）P3. 3 /INT1 （外部中斷1）P3. 4 T0 （記時器0外部輸入）P3. 5 T1 （記時器1外部輸入）P3.6 /WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3. 7 /RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3 口同時為閃爍

21、編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的髙電 平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的 地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不 變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外 部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時， 將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE 只有在執(zhí)行MOVX, MOVC指令時ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉髙。如果XTAL1XTAL1AT

22、89C52XTAL2XTAL2微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每 個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN 信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP :當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器 (OOOOH-FFFFH),不管是否有部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將部鎖定 為RESET；當/EA端保持髙電平時，此間部程序存儲器。在FLASH編程期間，此 引腳也用于施加12V編程電源(VPP)oXTAL1：反向振蕩放大器的輸入及部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出

23、。振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為 片振蕩器。石晶振蕩和瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應 不接。有余輸入至部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的 脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。因為公交車車自動報站系統(tǒng)設計需要較大的存儲量，所以要選擇一個數(shù)據(jù)和 程序容量較大的單片機，這樣就不用擴展數(shù)據(jù)和程序存儲器。在這里我們選用了 ATMEL公司的AT89C52單片機作為本設計硬件電路的主控芯片，它是一個低電壓, 高性能CMOS 8位單片機，片8K BYTES的可反復擦寫的只讀程序存儲器和 256B

24、YTES的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存 儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片置有8位中央處理器和FLASH存儲 器單元，功能強大的AT89C52單片機可提供許多復雜系統(tǒng)控制應用場合。3.1.1晶振電路AT89C52的部有一個用于構成振蕩器的 高增益反相放大器。通過XTAL1, ATAL2外 部接上一片作為反饋元件的晶體，與C1和 C2構成了并聯(lián)諧振電路，使其構成自激振 蕩器。電容的值具有微調的作用，我們取 30PF。具體的接法如右圖外部晶振電路-T-AT89C52AT89C52AT89C52的工作頻率圍在0-24HHZ。我們選用的是12MHZ的晶振，振

25、蕩周期 為1US機器周期為1US,所以這個晶振可以滿足這個系統(tǒng)的要求。并且晶振不能 離單片機太遠，不然使用外部晶振進行軟件調試時就會發(fā)現(xiàn)找不到信號。3-1.2復位電路設計復位有硬件和軟件兩種，復位的作用是使程序自動從0000H開始執(zhí)行，因此 我們只要在AT89C52單片機的RESET端加上一個高電平信號，并持續(xù)10ms以上 即可，RESET端接有一個上電復位電路，它是由一個小的電解電容和一個接地的 電阻組成的。人工復位電路另外采用一個按鈕來給RESET端加上髙電平信號。圖3-3人工復位電路我們采用放電型人工復位電路，如圖3-3人工復位電路，上電時C通過R 充電，維持寬度大于10ms的正脈沖，完

26、成上復位功能。C充電結束后，RESET 端出現(xiàn)低電平CPU正常工作。在此我們取了典型值R=10K,Rl=lk,C=10ufo上電復位實現(xiàn)的時間：T=R*C=10K*10UF=100ms=10ms需要人工復位時，按下按鈕K, C通過K和R1放電，RESET端電位上升到髙 電平，實現(xiàn)人工復位，K松開后C重新充電，充電結束后，CPU重新工作，R1是 限流電阻，阻值不可以過大，否則不能起到復位作用。3. 1.3按鍵電路的設計鍵盤實質上是一組按鍵開關的集合，控制CPU通過按鍵來識別特定的用戶命 令，從而轉入相應的程序來執(zhí)行用戶命令。鍵盤的軟硬件的設計涉及下面幾個方 面的問題：對于此設計來說我們要準確的顯

27、示我們所要對應的信息，每按下一次按鍵要 VCCVCC1OUF1OUFRESETRESETR2R2 1OK1OK顯示所要顯示的信息。這按鍵是主要用來報站的而設計的。這樣比鍵盤操作方 便，也比較實惠。按鍵電路采用中斷模式。當有按鍵按下時，系統(tǒng)產(chǎn)生中斷，CPU 響應中斷后，開始計數(shù)，即查詢鍵號，通過軟件來實現(xiàn)該鍵號所對應鍵的功能鍵 盤的大體設置為：第一個鍵為報站控制鍵S1用來控制站臺“ + ”例如：第一站為 光谷站，按下S1時顯示第二站：火車站，其余的站臺工作原理也一樣。S2用來 控制站臺的-”，第二站為火車站，在按下S2時這樣就顯示火車站。電路如圖 3-4按鍵電路：10K10K圖3-4按鍵電路3.

28、 2 LED顯示屏設計我們知道的用來顯示的器件很多。比如數(shù)碼管、LCD、點陣式LED。數(shù)碼管 只能顯示數(shù)字，LCD可以顯示漢字、符號、數(shù)字和圖形。雖然LCD的顯示效果要 比LED好，顯示電路也比較簡單（很大一部分已經(jīng)集成化）。但是它的價格比較 髙，也不容易采購。所以綜合考慮生產(chǎn)成本，本系統(tǒng)采用點陣式LED顯示。它具 有以下優(yōu)點：1價格比較便宜2容易擴展顯示比較多的漢字3顯示漢字效果 好，廣泛用于廣告顯示屏，交通屏幕。通常情況下，點陣式LED顯示屏是由標準 的LED顯示模塊組成的。3.2. 1 16*16LED 顯示屏HS 1088BS點陣式LED顯示模塊是8行8列64個LED組成。單塊點陣式L

29、ED 顯示模塊能夠顯示各種字母，數(shù)字和常用的符號。點陣式LED顯示模塊在8行8 列的每一個交點上裝有一個LED。模塊有共陽極和共陰極之分。LED的正極接行 引線，負極接列引線的稱為共陽極LED顯示模塊，反之為共陰極LED顯示模塊。由4個8*8的LED顯示屏組成的16*16的LED漢字顯示屏如圖3-5,4個8*8的LED顯示屏組成的16*16的LED顯示屏，行引腳逐個連接而成。YOYOY1Y1Y2Y2Y3Y3Y4Y4Y5Y5Y6Y6Y7Y7-*瘙*X7X7 X6X6 X5X5 X4X4 X3X3 X2X2 XIXI XOXO圖3-5 8*8單色LED模塊部電路3. 2. 2 LED顯示屏的工作原

30、理LED點陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式：有靜態(tài)和動態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯 示原理簡單、控制方便，但硬件接線復雜，在實際應用中一般采用動態(tài)顯示方式, 動態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅動，從上到下逐次不 斷地對顯示屏的各行進行選通，同時又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù) 信號，反復循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。點陣式LED漢字廣告屏絕大部分是采用動態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧 妙地利用了人眼的視覺暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速 率高于24幀/秒，人眼看起來就是一個完整的，相對靜止的畫面。最典型的例子 就是電影放映機。在電子領域中，因為這種動態(tài)掃

31、描顯示方式極大的縮減了發(fā)光 單元的信號線數(shù)量，因此在LED顯示技術中被廣泛使用。以8X8點陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。圖2-1中，紅色 水平線YO、Y1Y7叫做行線，接部發(fā)光二極管的陽極，每一行8個LED的陽 極都接在本行的行線上。相鄰兩行線問絕緣。同樣，藍色豎直線XO、XIX7 叫做列線，接部每列8個LED的陰極，相鄰兩列線間絕緣。在這種形式的LED點陣模塊中，若在某行線上施加髙電平（用1”表示）， 在某列線上施加低電平（用“0”表示）。則行線和列線的交叉點處的LED就會有 電流流過而發(fā)光。比如，Y7為1, X0為0,則右下角的LED點亮。再如Y0為1, X0到X7均為0,則最

32、上面一行8個LED全點亮。3-7現(xiàn)描述一下用動態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符的過程。其過程如圖OOOOOOOO oeeeeooo oeoooeoo oeoooeoo ceeeeooo ceoooeoo ceoooeoo第四章軟件設計程序就是為計算機某一算式或完成某一工作的若干指令的有序集合o計算機 的全部工作概括起來就是執(zhí)行這一指令序列的過成。這一指令序列稱為程序。本 章主要講了主控部分以及LED顯示部分的程序設計。4.1單片機軟件開發(fā)工具及語言本系統(tǒng)的處理器是兼容8051指令集的高速單片機STC12C5412AD。為此，首 選Ke訂 u Vision作為其開發(fā)工具oKeil u Vision是美

33、國Kei 1 Software祈te化 否公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。其功能強大，生成的代碼 緊湊，是目前世界上使用最廣的51系列兼容單片機開發(fā)工具。本設計中，單片機軟件是采用C51語言編寫，C51語言是ANSI C的擴展集，其語法結 構、關鍵字等與ANSI C絕大部分是相同的。與匯編相比，C51語言在功能上、結構性、可 讀性、可移植性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢。42單片機軟件流程系統(tǒng)通電，首先進行初始化，第一個站時，按輸入鍵，系統(tǒng)進行比較判斷是 否按下，“是”則繼續(xù)進行外部中斷，調用程序清屏，再通過程序顯示地址；否” 就返回原狀態(tài)。圖4-2單片機軟件流程4.3 LED程序分

34、析顯示驅動程序在進人中斷后首先要對定時器TO重新賦初值，以保證顯示屏刷新 率的穩(wěn)定，1/16掃描顯示屏的刷新率（幀頻）計算公式如下：刷新率（幀頻）=l/16XT0 溢出率=1/16 Xfosc/12 （65536 to）其中，fosc為晶振頻率，to為定時器TO初值（工作在16位定時器模式）o 然后顯示驅動程序查詢當前燃亮的行號，從顯示緩存區(qū)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)， 并通過串口發(fā)送給移位寄存器。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象， 驅動程序先要關閉顯示屏，即消隱，等顯示數(shù)據(jù)打人輸出鎖存器并鎖存，然后再 輸出新的行號，重新打開顯示。4.3. 1 LED漢字左移程序分析漢字的左移程序步驟如下：

35、先申請一個二維的數(shù)組，在數(shù)組中放入兩個漢字的字碼，然后使外部寄存器進行 停留顯示一段時間。把這個數(shù)組的容整體從左向右移動一位，再讓外部寄存器進行停留顯示一段時 間。進行上一步時，數(shù)組會少一列數(shù)據(jù)，這時就把下一個漢字的頭字節(jié)取來補上。這 樣一直進行下去，直到最后沒有漢字字碼為止。4.3.2漢字站號的按鍵選擇程序分析按鍵程序是實現(xiàn)公交報站的一個重要組成部分，這里我使用了 51單片機兩 個強大的外部中斷來做漢字容的切換。下一站按鍵按下之后，先對顯示屏進行清屏，然后字模的地址指針移動到下 一站字模組的首地址，主程序繼續(xù)執(zhí)行顯示當前指針指向的漢字。上一站按鍵按下之后，先對顯示屏進行清屏，然后字模的地址指

36、針移動到上 下一站字模組的首地址，主程序繼續(xù)執(zhí)行顯示當前指針指向的漢字。本設計的是一個公交車報站16*16的點陣LED顯示屏，能夠在目測條件下 LED顯示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應穩(wěn)定、 清晰無串擾。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。本系統(tǒng)具有硬件少, 結構簡單，容易實現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點，適合在每輛公交車上安裝?？偨Y本文的研究工作，主要做了下面幾點工作一、通過查閱大量的相關資料，詳細了解了公交車報站系統(tǒng)和其中的LED 的發(fā)光原理和LED顯示屏的原理，了解了公交車報站系統(tǒng)的現(xiàn)狀，清楚地了解了 在顯示站名時LED顯示屏與其它顯示屏相比較有那些優(yōu)點，

37、明確了研究目標。并 且通過對單片機資料的查閱和應用，更進一步增加了對單片機知識的理解和運用 能力。并證實了自己的思路：“查資料一思考總結一運用一找出差錯，再查資料 和向別人詢問一再次運用”的正確性。二，本文設計的公交車報站LED顯示屏能夠實現(xiàn)在目測條件下LED顯示屏各 點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應穩(wěn)定、清晰無串擾。 圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。三，本文列出了系統(tǒng)具體的硬件設計方案，硬件結構電路圖，軟件流程圖和 具體匯編語言程序設計與調試等方面。四，通過這次畢業(yè)設計，重新復習單片機知識并進一步增強了動手的能力， 學以致用，把知識運用到實際生活中才是根本目的。五，存在問題：沒有考慮仿真軟件是一個理想的仿真環(huán)境，而實際連接的電 路板會由于譬如連接不當，相鄰器件間的干擾等等的問題導致，仿真軟件中能良 好運行的程序在實際出現(xiàn)顯示問題，經(jīng)過排查和合理的器件擺放焊接，問題被解 決?？傮w來說這次的畢業(yè)設計很成功，達到了預想的目的：學到了知識，提高了 能力，完成了任務。有點缺憾是時間有限，不能進一步深入和擴散學習和研究。 希望有時間可以對程序和電路圖作更進一步的改進，譬如實現(xiàn)點陣的上下移動， 對角線移動，三色顯示等。本設計在老師的悉心指導和嚴格要求下完成