點(diǎn)陣電子顯示屏制作

1、作品編號(hào)：A甲0512點(diǎn)陣電子顯示屏制作-2006年山東省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽參賽作品設(shè)計(jì)者： 張曉飛 左 偉 魏曉晨指導(dǎo)教師：趙巖嶺 劉 丹青島大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院2006.9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

2、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AbstractThe LED lattice display system is a kind of new information display media with the rapid development of the computer,

3、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 temper

4、ature 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. F

5、urther 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41、控制系統(tǒng)42、點(diǎn)陣信息提取方案43、顯示驅(qū)動(dòng)電路5二、硬件設(shè)計(jì)與論證51、主控制單片機(jī)62、LED顯示驅(qū)動(dòng)電路63、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器84、鍵盤(pán)液晶顯示模塊95、無(wú)線通信模塊96、時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)107、溫度檢測(cè)108、打

6、印機(jī)的選擇119、旋轉(zhuǎn)底盤(pán)的設(shè)計(jì)11三、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)111、主程序流程圖122、點(diǎn)陣字模信息提取程序流程圖123、LED各顯示程序124、串行通信程序125、PC機(jī)客戶(hù)程序12四、系統(tǒng)功能測(cè)試161、測(cè)試及制作中所用儀器162、鍵盤(pán)各鍵功能163、單元模塊電路測(cè)試164、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

7、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

8、，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)

9、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，

10、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：

11、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：SPCE061A2#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SPCE061A1#M

12、AX232鍵盤(pán)LCDPC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

13、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32

14、K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

15、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

16、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)

17、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)

18、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

19、。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

20、、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

21、-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。RXDB(RX)VCCSLEEPTXDSGNDR

22、ESETCOM2COM1A(TX)GND91SGNDRXD/TLLTXD/TLLA(RX)B(TX)SLEEP SingnalRESET SignalSRWF-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PCF856

23、3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

24、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

25、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1234567890./+C/-確定上下取消 “09” ：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100