公交車漢字顯示系統(tǒng)-畢業(yè)設(shè)計(jì)(共21頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上公交車漢字顯示系統(tǒng)學(xué)生：XXX 指導(dǎo)教師：XXX內(nèi)容摘要：隨著時(shí)代的進(jìn)步，公交車已經(jīng)成為一般工薪族和學(xué)生族出門必須的交通工具。由于單片機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展。目前，在公交車報(bào)站方面，也由傳統(tǒng)的人工報(bào)站，逐漸改變?yōu)槭褂脝纹瑱C(jī)控制的文字報(bào)站系統(tǒng)。從以前售票員的大聲報(bào)站變成現(xiàn)在的自動(dòng)的漢字提示等新型的報(bào)站系統(tǒng)，加快了現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程。是國家自動(dòng)化交通發(fā)展的標(biāo)志。為降低目前市場上LED點(diǎn)陣顯示屏的制作成本, 本著簡單實(shí)用的原則, 設(shè)計(jì)并制作了一種由單片機(jī)控制的公交車站名LED 點(diǎn)陣顯示屏。通過串口與上位機(jī)通訊, 以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示內(nèi)容的更改、擴(kuò)展。系統(tǒng)成本低、結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定, 有很大的

2、潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。關(guān)鍵詞：LED 點(diǎn)陣 AT89S52 單片機(jī) 串行通訊 下載取模軟件Design of the name display system for bus stationAbstract: With the progress of The Times, the bus had already become general applicability and students out of transportation must be family. Due to the rapid development of single chip microcomputer. At p

3、resent, in the bus stops, also from the traditional artificial the stops, and gradually change to use the words of the single chip microcomputer control system stops. From former conductor stops the automatic now loudly into the characters suggest and so on the new system of the stops and accelerate

4、 the modernization. Is the national symbol of automation transportation development.In order to reduce the cost of producing the lattice LED panel on the market nowadays, on principle of simple ness and availability, a kind of lattice LED panel screen is designed and implemented ,which is used to di

5、splay the names of the bus stat ions under the control of microcomputer. It can modify and extend the contents of display, through serial communication with computers. In addition, not only has it the feature of low system cost, simple ness of structure, and stability of working, but also great pote

6、ntial economic and social value.Keywords: LED-lattice AT89S52 microcomputer serial communication application software目 錄 專心-專注-專業(yè)公交車漢字顯示系統(tǒng)前言 近年來, 隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和進(jìn)步, 微型計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。而LED顯示屏又是隨著計(jì)算機(jī)及相關(guān)的微電子、光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展而形成的一種新型信息顯示媒體。因此,由單片機(jī)控制,利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕, 集二者之大成,以可靠性高、使用壽命長、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)

7、、性能價(jià)格比高、使用成本低等特點(diǎn),在短短的十來年中,迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品。目前在公交車報(bào)站方面,傳統(tǒng)的人工報(bào)站,已經(jīng)逐漸被單片機(jī)控制的語音報(bào)站所代替。但是這種語音報(bào)站系統(tǒng)存在報(bào)站時(shí)間短、聲音含糊不清,在嘈雜的公交車上, 乘客有時(shí)聽不清站名等缺點(diǎn)。在一些大中城市已經(jīng)有公交車采用LED 顯示屏顯示站名及廣告等信息。但這類顯示屏成本高, 功耗大。因此,本著降低成本,簡單實(shí)用的原則設(shè)計(jì)了一種由單片機(jī)控制的LED 點(diǎn)陣顯示屏。 1 公交車漢字顯示系統(tǒng)構(gòu)成介紹1.1 公交車漢字顯示系統(tǒng)構(gòu)成本系統(tǒng)硬件, 由LED 點(diǎn)陣顯示屏、單片機(jī)(AT89S52) 、顯示控制電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、通訊接口等組成,如

8、圖1.1-1所示。E²PROM單片機(jī)驅(qū)動(dòng)器串行口模塊驅(qū)動(dòng)位移寄存器位移寄存器16×64點(diǎn)陣屏位移寄存器PC機(jī)位移寄存器驅(qū)動(dòng)圖 1.1-1 公交車漢字顯示系統(tǒng)構(gòu)成下位機(jī)主控芯片采用AT89S52 單片機(jī),可將要顯示的固定的漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在單片機(jī)自帶的存儲(chǔ)器中,從而節(jié)約E²PROM的存儲(chǔ)空間。通過兩片74HC573 輸出漢字的字模數(shù)據(jù),列掃描采用兩級(jí)九片74HC138譯碼,由程序控制分時(shí)選通64列,從而實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)動(dòng)態(tài)顯示存儲(chǔ)在E2PROM中的內(nèi)容。1.2 LED點(diǎn)陣顯示屏顯示部分采用16塊8×8單色(紅色) LED點(diǎn)陣塊拼接構(gòu)成16×64點(diǎn)陣的條形

9、顯示屏, 實(shí)物圖如圖1.2-1所示。圖1.2-1 LED報(bào)站系統(tǒng)1.2.1 LED 點(diǎn)陣掃描方式LED 顯示屏通常采用動(dòng)態(tài)顯示方式。動(dòng)態(tài)顯示是利用人眼的視覺暫留效應(yīng),為了得到穩(wěn)定的顯示圖像,要求掃描周期T< 20ms。點(diǎn)陣LED動(dòng)態(tài)掃描可分為三種方式: 點(diǎn)掃描、行掃描、列掃描。對(duì)于本系統(tǒng)要求顯示四個(gè)漢字,每個(gè)漢字為16×16點(diǎn)陣, 共1024 個(gè)點(diǎn)。若使用第一種方式,設(shè)刷新頻率為50Hz,其掃描頻率必須大于16×64×50= 51200Hz。這么高的頻率用51系列單片機(jī)難以實(shí)現(xiàn)。使用第二和第三種方式,則頻率大于16×8×50= 6400H

10、z, 周期小于0.15ms即可符合視覺暫留要求。為方便實(shí)現(xiàn)從右到左的滾屏顯示, 本系統(tǒng)采用列掃描方式。1.2.2 漢字字模提取原理以UCDOS 中文宋體字庫為例, 每一個(gè)字由16行16 列的點(diǎn)陣組成。即國標(biāo)漢字庫中的每一個(gè)字均由256 點(diǎn)陣來表示。下面以“長”字為例, 說明漢字點(diǎn)陣的取點(diǎn)方法,見圖1.2-2。圖1.2-2 漢字“長”的顯示下面是按這種方式取得的“長”字的字模數(shù)據(jù)。0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01, 0x00,0xFF, 0xFF, 0x05, 0x02, 0x05, 0x84, 0x09, 0x48( 左半部分)0x09, 0x2

11、0, 0x11, 0x10, 0x21, 0x08, 0x41, 0x0C,0x01, 0x06, 0x01, 0x04, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00( 右半部分)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:漢字庫分94個(gè)區(qū), 每個(gè)區(qū)有94個(gè)漢字(以位作區(qū)別) ,每個(gè)漢字在漢字庫中有確定區(qū)位碼。漢字內(nèi)碼第一位為區(qū)碼, 第二位為每區(qū)內(nèi)的編碼,每位數(shù)據(jù)1為要顯示點(diǎn), 0 為不顯示點(diǎn),對(duì)應(yīng)在屏幕上顯示出來,就是相應(yīng)的漢字。由于在中文環(huán)境下,輸入的是漢字的內(nèi)碼,要想從字庫中找到對(duì)應(yīng)的漢字,將其字模顯示出來就必須將其轉(zhuǎn)換成區(qū)位碼,算出偏移量。在16* 16 字模中:設(shè)其內(nèi)碼為ABCD(AB 在前, 是區(qū)碼)偏移地址

12、ADDRESS= ( AB- 0xa1) * 94( 十進(jìn)制) + ( CD- 0xa1) * 32( 十進(jìn)制)1.3 系統(tǒng)控制電路1.3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)該系統(tǒng)選用Atmel8位單片機(jī)89S52, 該單片機(jī)完全兼容MCS-51系列單片機(jī), 內(nèi)部集成有8kB 的Flash存儲(chǔ)器。利用MAX232 實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的串口通訊。單片機(jī)外接一32kB 的E²PROM24C32, 在串口通訊時(shí)實(shí)時(shí)對(duì)其進(jìn)行讀、寫操作。1.3.2 驅(qū)動(dòng)電路采用74HC573 鎖存器作為行驅(qū)動(dòng), 用二級(jí)74HC138 構(gòu)成6-128譯碼, 16×64點(diǎn)陣顯示屏在邏輯上按8×128排列。在74HC

13、138上加非門后接ULN2803 驅(qū)動(dòng)電路。行驅(qū)動(dòng)信號(hào)和列掃描信號(hào)都由單片機(jī)的P0 口輸出。對(duì)于漢字的某一列數(shù)據(jù), 在列掃描信號(hào)不變的情況下, 要分兩次傳送。2×2²= 64, 因此,只要6根地址線, 即將A1- A6 用一片74HC573 鎖存器輸出, 配合74HC138 譯碼器即可完成64 列掃描。掃描信號(hào)的最后一位A0, 用來選漢字的上部和下部。2 軟件設(shè)計(jì)2.1 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)開始讀取數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)對(duì)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)移位刷新顯示屏是否按鍵1移位完成下位機(jī)軟件設(shè)計(jì), 如圖2.1-1所示。圖2.1-1 完成顯示“下一站”的程序流程圖2.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)通信部分的上位機(jī)軟件,采

14、用keil編程,使用keil在標(biāo)準(zhǔn)串口通信方面提供的具有強(qiáng)大功能的通信控件CMSCOMM, 該控件可設(shè)置串行通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收,對(duì)串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議進(jìn)行設(shè)置,直接利用PC 機(jī)的RS- 232串口發(fā)送數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC 機(jī)的可靠通信, 須保證雙方窟有相同的數(shù)據(jù)格式和波特率。系統(tǒng)架構(gòu)流程如圖2.2-1所示。初始化錄入文字選擇com口導(dǎo)出保存數(shù)據(jù)下載數(shù)據(jù)處理導(dǎo)入文件圖2.2-1 系統(tǒng)架構(gòu)流程其中, 數(shù)據(jù)下載包括數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、發(fā)送過程。編寫漢字取模軟件的主要過程: 打開HZK16 字庫文件, 依照計(jì)算出來的偏移量, 找到該漢字的起始位置, 讀取其后的32 個(gè)字節(jié)的字模數(shù)據(jù), 最后

15、由串口發(fā)送出去。上位機(jī)操作界面如圖2.3-1所示。2.3 上、下位機(jī)串口通訊協(xié)議當(dāng)下位機(jī)檢測到外部中斷1 時(shí),令數(shù)碼管顯示4 條橫杠,LED( 紅色)小燈閃3 次, 同時(shí)等待上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù); 當(dāng)下位機(jī)接收到上位機(jī)發(fā)送的字符“W”后,向上位機(jī)發(fā)送字符“S”; 當(dāng)上位機(jī)接收到字符“S”時(shí),表明下位機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù),產(chǎn)生將車站總數(shù)發(fā)送給下位機(jī)的事件。下位機(jī)接收到車站總數(shù)后, 將此數(shù)據(jù)寫入E²PROM。接著即發(fā)送字符“K”給上位機(jī)。圖2.3-1 上位機(jī)操作界面3 系統(tǒng)調(diào)試3.1 常見硬件故障調(diào)試3.1.1 邏輯錯(cuò)誤由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和焊接所造成的，包括錯(cuò)線，開路，短路，相位錯(cuò)等幾種，其中短路是

16、最常見的故障。3.1.2 可靠性差如金屬化孔，接插件接觸不良造成系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞，經(jīng)不起振動(dòng)；器件負(fù)載過大等造成邏輯電平不穩(wěn)定。3.1.3 電源故障電壓值不符合設(shè)計(jì)要求，電源引出線和插座不對(duì)應(yīng)，電源功率不足，負(fù)載能力差等故障。3.1.4 脫機(jī)調(diào)試在樣機(jī)加電之前，先用萬用表等工具，根據(jù)硬件電器原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查樣機(jī)線路的正確性，并核對(duì)元件的型號(hào)、規(guī)格和安裝是否符合要求。應(yīng)特別注意電源的走線，防止電源之間的短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查擴(kuò)展系統(tǒng)是否存在相互間的短路或與其他信號(hào)線的短路。3.2 軟件調(diào)試程序3.2.1 調(diào)試軟件KeilC51簡介Keil C51軟件是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集

17、編輯、編譯、仿真于一體，支持匯編語言、PLM語言和C語言的程序設(shè)計(jì)，界面友好，易學(xué)易用。Keil的µVision3可以進(jìn)行純粹的軟件仿真(仿真軟件程序，不接硬件電路)；也可以利用硬件仿真器，搭接上單片機(jī)硬件系統(tǒng)，在仿真器中載入項(xiàng)目程序后進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真；還可以使用µVision3的內(nèi)嵌模塊Keil Monitor-51，在不需要額外的硬件仿真器的條件下，搭接單片機(jī)硬件系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目程序進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。 uVision3調(diào)試器具備所有常規(guī)源極調(diào)試，符號(hào)調(diào)試特性以及歷史跟蹤，代碼覆蓋，復(fù)雜斷點(diǎn)等功能。DDE界面和shift語言支持自動(dòng)程序測試。3.2.2 軟件程序測試3.2.2.1 工程

18、設(shè)置根據(jù)系統(tǒng)電路中晶振參數(shù)對(duì)工程中STC89C52進(jìn)行設(shè)置，將Xtal(MHz)項(xiàng)中參數(shù)改為12.0，與晶振頻率相同。3.2.2.2 程序調(diào)試 對(duì)程序中參數(shù)進(jìn)行調(diào)整需進(jìn)入調(diào)試模式，按按鈕進(jìn)入調(diào)試模式，由于該模式下可單步執(zhí)行程序且左邊框圖同步顯示運(yùn)行時(shí)間值，所以可以隨意對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，直到得到所要求的功能。程序調(diào)試圖如圖3.2.2-1所示。圖3.2.2-1 程序調(diào)試圖3.2.3 系統(tǒng)電路功能仿真利用protus繪制仿真圖。整個(gè)仿真圖的繪制過程主要有以下幾部組成：首先新建一個(gè)protus的工程，在元件庫里面搜索所需要的元器件，在元器件上單擊右鍵選中，再單擊左鍵對(duì)其進(jìn)行命名和賦值，接著在編輯器左邊的

19、一欄中，找出繪制各種需要的線條和其他一些相關(guān)的線條和器件，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)出是否連接好進(jìn)行檢查，為下一步的系統(tǒng)仿真作準(zhǔn)備。畫出的仿真電路圖如圖3.2.3-1所示：圖3.2.3-1 仿真電路圖3.2.4 Keil與Proteus對(duì)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)Proteus與Keil兩個(gè)軟件可以進(jìn)行聯(lián)調(diào)，這一強(qiáng)大功能是其他軟件無法辦到的，仿真時(shí)通過KEIL C51和Protus結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。首先，要將KEIL C51中調(diào)試成功的程序生成.HEX文本并保存，在Protus中的主芯片STC89C52RC中導(dǎo)入此文本，即可在Protus環(huán)境中實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的仿真。Keil與Proteus聯(lián)調(diào)，如圖3.2.4-1所示。圖 3.2.4-1 聯(lián)

20、調(diào)圖無故障正常時(shí)，即正常，P0輸出掃描碼，P2輸出漢字碼，點(diǎn)陣正確顯示，測試圖如圖3.2.4-2所示：圖3.2.4-2 工作時(shí)仿真電路圖利用仿真軟件對(duì)所編寫的程序進(jìn)行調(diào)試，聯(lián)機(jī)前先斷電，把將調(diào)試成功的程序下載到AT89S51芯片中，檢查一下電路之間的電源、接地是否良好，若一切正常，即可打開電源。在系統(tǒng)的調(diào)試過程中不是希望中的順利，在調(diào)試中出現(xiàn)了問題，一點(diǎn)點(diǎn)的解決，軟、硬件調(diào)試出預(yù)期的結(jié)果。5 結(jié)束語本文設(shè)計(jì)的公交車LED 點(diǎn)陣顯示屏以單片機(jī)為基礎(chǔ), 采用性能優(yōu)越的E²PROM 作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,利用RS- 232 接口實(shí)現(xiàn)與PC 機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸, 利用了LED 漢字取模下載軟件, 可

21、以根據(jù)實(shí)際的需要, 對(duì)點(diǎn)陣屏上的內(nèi)容進(jìn)行任意的更改, 為用戶提供了極大的便利。公交車漢字顯示系統(tǒng)的軟硬件電路設(shè)計(jì)、軟件編程調(diào)試、模擬仿真運(yùn)行、并焊接生成了實(shí)物電路板，焊接電路板的過程中，在引腳連接、板子的布局、走線、焊接問題上，進(jìn)行了深入反復(fù)的實(shí)踐，培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力，學(xué)到許多課堂上學(xué)不到而實(shí)際工作中又極其常用的知識(shí)。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作中，本人在此向所有關(guān)心我以及幫助我的老師和同學(xué)致以最真誠的感謝。在設(shè)計(jì)的過程中，我從指導(dǎo)老師XX的身上學(xué)到了很多東西。他認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他在理論上以及在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我在很多

22、方面得到了很大的提高，這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有很多的幫助，在此我再次感謝他耐心的輔導(dǎo)。在制作畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，XX老師幾次審閱我的的設(shè)計(jì)，提出了許多寶貴意見，沒有他的指導(dǎo)，我就不能較好的完成課題設(shè)計(jì)的任務(wù)。另外，我還要感謝在些年教導(dǎo)過我的老師，他們孜孜不倦的教誨讓我學(xué)到了很多知識(shí)，而且讓我掌握了學(xué)習(xí)的方法，更教會(huì)了我做人處事的道理。同時(shí)，也要感謝那些在設(shè)計(jì)的過程中幫助過我的同學(xué)。附錄1：LED顯示演示 附錄2： LED 點(diǎn)陣漢字顯示程序該程序段主要完成向LED點(diǎn)陣點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)掃描顯示，控制系統(tǒng)的漢字顯示部分。/*漢字顯示函數(shù)*/ while (1) for (i=0;i<8;i+) /顯示

23、左半邊屏幕 P0=*(p+offset+2*i); P2=i|0x08; /P2.4=0,P2.3=1 選中U2, 輸出掃描碼給U6 delay1(); P0=*(p+offset+2*i+1); P2=i|0x10; /P2.4=1,P2.3=0 選中U3, 輸出掃描碼給U7 delay1(); for (i=8;i<16;i+) /顯示右半邊屏幕 P0=*(p+offset+2*i); P2=(i-8)|0x20; /P2.5=1 P2.4=0, P2.3=0 選中U4,輸出掃描碼U8 delay1(); P0=*(p+offset+2*i+1); P2=(i-8)|0x40; /P

24、2.6=1 P2.5=0, P2.4=0 選中U5,輸出掃描碼U9 delay1(); 附錄3： LED 點(diǎn)陣取模軟件代碼#include<stdio.h>#include<graphics.h> /* x,y為顯示坐標(biāo)，s為顯示字符串，colour為顏色 */void hanzi16(int x,int y,char *s,int colour)FILE *fp;char buffer32; /* 32字節(jié)的字模緩沖區(qū) */register i,j,k;unsigned char qh,wh;unsigned long location;if(fp=fopen(&qu

25、ot;hzk16","rb")=NULL)printf("Can't open hzk16!");getch();exit(0);while(*s)qh=*s-0xa0;wh=*(s+1)-0xa0;location=(94*(qh-1)+(wh-1)*32L; /* 計(jì)算漢字字模在文件中的位置 */fseek(fp,location,SEEK_SET);fread(buffer,1,32,fp);for(i=0;i<16;i+)for(j=0;j<2;j+)for(k=0;k<8;k+)if(bufferi*2+j>>(7-k)&0x1)!=NULL)putpixel(x+8*j+k,y+i,colour);s+=2;x+=16; /* 漢字間距 */fclose(fp);main()int gd=DETECT,gm;initgraph(&gd,&gm