基于單片機(jī)的多功能廣告牌設(shè)計論文

1、 PAGE54 / NUMPAGES68 本科畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：基于單片機(jī)的多功能廣告牌設(shè)計 院 （系）： 電子信息工程學(xué)院專 業(yè)： 電氣工程與其自動化班 級： 110411學(xué) 生： 豪 學(xué) 號： 110411102 指導(dǎo)教師： 任晶鼎 2015年 06月本科畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：基于單片機(jī)的多功能廣告牌設(shè)計 院 （系）： 電子信息工程學(xué)院專 業(yè)： 電氣工程與其自動化班 級： 110411學(xué) 生： 豪 學(xué) 號： 110411102 指導(dǎo)教師： 任晶鼎 2015年 06月基于單片機(jī)的多功能廣告牌設(shè)計摘 要 近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷的走向深入，同時帶動傳統(tǒng)控制與LED顯示

2、技術(shù)日新月異的更新。大型LED點陣廣告牌與傳統(tǒng)的廣告宣傳緊密結(jié)合成為新的媒體宣傳工具，廣泛應(yīng)用于展覽中心、金融市場、醫(yī)院、體育場館、機(jī)場、碼頭、車站、街道、高速公路等公共場所的信息顯示和廣告宜傳。本文提出一種基于單片機(jī)控制LED點陣顯示屏實現(xiàn)的多功能廣告牌設(shè)計方案。該廣告牌具備萬年歷顯示功能，同時能夠接收PC機(jī)命令并滾動顯示相應(yīng)文字。此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。本方案利用STC89C52單片機(jī)為主控芯片，LED點陣的行驅(qū)動電路由74HC138控制，列驅(qū)動電路由74HC595控制，LED顯示屏是由8*8LED點陣模塊組成。本系統(tǒng)LED顯示屏分辨率為16*64，即需要16塊LED基本模塊，可同時顯示

3、4個漢字；時鐘芯片采用DS1302，可以實現(xiàn)萬年歷顯示；按鍵模塊采用分時復(fù)用，實現(xiàn)顯示模式的選擇和萬年歷時間的調(diào)整；通訊模塊采用USB轉(zhuǎn)串口通訊，實現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。關(guān)鍵字：多功能廣告牌；LED點陣；萬年歷；STC89C52The design of multi-function billboard based on MCUAbstractIn recent years, with the rapid development of technology, SCM applications are constantly deepening, while driving the trad

4、itional control and LED display technology changing updates. Large LED dot matrix billboard closely with traditional advertising has become a new media tools, widely used in the exhibition center, financial markets, hospitals, stadiums, airports, terminals, railway stations, streets, highways and ot

5、her public places, information display and advertising propaganda. This paper presents a microcontroller-based control achieve multifunction LED dot matrix display billboard design. The billboards have calendar display function, while the PC is able to receive commands and scrolling display the corr

6、esponding text. This system is simple, easy to operate.The scheme uses STC89C52 MCU control chip, LED dot matrix line drive circuit controlled by the 74HC138, 74HC595 controlled by a column driver circuit, LED display is formed by 8 * 8LED dot matrix module. Within the system LED display with a reso

7、lution of 16 * 64, which requires 16 LED basic module, can display four characters; clock chip DS1302, calendar display can be achieved; key module using time division multiplexing to achieve the display mode Select and calendar adjustment time; communication module uses USB to serial communication

8、between host computer and lower computer data transmission.Keywords: Multi billboards; LED dot matrix; calendar; STC89C52目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc390375922 中文摘要( II) HYPERLINK l _Toc14183 1 緒論（ PAGEREF _Toc14183 1） HYPERLINK l _Toc21222 1.1選題的背景與意義( PAGEREF _Toc21222 1) HYPERLINK l _Toc13545

9、 1.2國外相關(guān)發(fā)展情況( PAGEREF _Toc13545 1) HYPERLINK l _Toc29710 1.2.1 LED的發(fā)展?fàn)顩r( PAGEREF _Toc29710 1) HYPERLINK l _Toc16134 1.2.2 廣告牌的發(fā)展與控制( PAGEREF _Toc16134 2) HYPERLINK l _Toc23830 1.3論文主要容與論文結(jié)構(gòu)( PAGEREF _Toc23830 3) HYPERLINK l _Toc32113 1.3.1論文主要容（ PAGEREF _Toc32113 3) HYPERLINK l _Toc1648 1.3.2論文結(jié)構(gòu)（ P

10、AGEREF _Toc1648 3） HYPERLINK l _Toc24626 1.4本章小結(jié)（ PAGEREF _Toc24626 4） HYPERLINK l _Toc7131 2 系統(tǒng)的總體設(shè)計方案( PAGEREF _Toc7131 5) HYPERLINK l _Toc22657 2.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)（ PAGEREF _Toc22657 5） HYPERLINK l _Toc13405 2.2 系統(tǒng)方案（ PAGEREF _Toc13405 5） HYPERLINK l _Toc2381 2.3 單片機(jī)的選型（ PAGEREF _Toc2381 6） HYPERLINK l _T

11、oc14113 2.4 時鐘芯片的選型（ PAGEREF _Toc14113 6） HYPERLINK l _Toc13608 2.5 按鍵模塊（ PAGEREF _Toc13608 6） HYPERLINK l _Toc15421 2.6 LED顯示屏（ PAGEREF _Toc15421 7） HYPERLINK l _Toc7282 2.7 本章小結(jié)（ PAGEREF _Toc7282 8） HYPERLINK l _Toc28840 3 多功能廣告牌系統(tǒng)的硬件設(shè)計（ PAGEREF _Toc28840 9） HYPERLINK l _Toc22006 3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)（ PAGE

12、REF _Toc22006 9） HYPERLINK l _Toc32492 3.1.1 STC89C52單片機(jī)（ PAGEREF _Toc32492 9） HYPERLINK l _Toc15704 3.1.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計（ PAGEREF _Toc15704 10） HYPERLINK l _Toc19031 3.2 按鍵模塊（ PAGEREF _Toc19031 11） HYPERLINK l _Toc11779 3.3 LED顯示模塊（ PAGEREF _Toc11779 12） HYPERLINK l _Toc30899 3.3.1 8*8*LED基本模塊（ PAGEREF

13、_Toc30899 12） HYPERLINK l _Toc13945 3.3.2 行驅(qū)動電路設(shè)計（ PAGEREF _Toc13945 12） HYPERLINK l _Toc26324 3.3.3 列驅(qū)動電路設(shè)計（ PAGEREF _Toc26324 14） HYPERLINK l _Toc3890 3.4 時鐘模塊（ PAGEREF _Toc3890 15） HYPERLINK l _Toc18040 3.5 USB轉(zhuǎn)串口通訊模塊（ PAGEREF _Toc18040 17） HYPERLINK l _Toc14707 3.6 電源模塊（ PAGEREF _Toc14707 18） HY

14、PERLINK l _Toc22609 3.7 本章小結(jié)（ PAGEREF _Toc22609 18） HYPERLINK l _Toc3511 4 多功能廣告牌系統(tǒng)的軟件設(shè)計（ PAGEREF _Toc3511 19） HYPERLINK l _Toc2865 4.1 軟件方案（ PAGEREF _Toc2865 19） HYPERLINK l _Toc32430 4.2 系統(tǒng)主程序流程圖（ PAGEREF _Toc32430 19） HYPERLINK l _Toc20905 4.2 子程序介紹（ PAGEREF _Toc20905 20） HYPERLINK l _Toc15575 4.

15、2.1 時鐘模塊子程序（ PAGEREF _Toc15575 20） HYPERLINK l _Toc18847 4.2.2 LED顯示驅(qū)動子程序（ PAGEREF _Toc18847 20） HYPERLINK l _Toc2111 4.2.3 按鍵模塊子程序（ PAGEREF _Toc2111 21） HYPERLINK l _Toc28075 4.2.4 USB轉(zhuǎn)串口通訊模塊子程序（ PAGEREF _Toc28075 22) HYPERLINK l _Toc10479 4.3 本章小結(jié)( PAGEREF _Toc10479 22) HYPERLINK l _Toc1592 5 系統(tǒng)仿真

16、和調(diào)試( PAGEREF _Toc1592 23) HYPERLINK l _Toc3084 5.1 硬件仿真( PAGEREF _Toc3084 23） HYPERLINK l _Toc181 5.2 軟硬件聯(lián)調(diào)（ PAGEREF _Toc181 25） HYPERLINK l _Toc12984 5.2.1系統(tǒng)搭建（ PAGEREF _Toc12984 25） HYPERLINK l _Toc17765 5.2.2 軟件調(diào)試（ PAGEREF _Toc17765 29） HYPERLINK l _Toc18737 5.3 本章小結(jié)（ PAGEREF _Toc18737 32） HYPERL

17、INK l _Toc10374 6 總結(jié)與展望（ PAGEREF _Toc10374 33） HYPERLINK l _Toc12233 6.1 全文總結(jié)（ PAGEREF _Toc12233 33） HYPERLINK l _Toc14829 6.2 本文的不足與展望（ PAGEREF _Toc14829 33） HYPERLINK l _Toc19619 6.2.1 本文的不足（ PAGEREF _Toc19619 33） HYPERLINK l _Toc3661 6.2.2 展望（ PAGEREF _Toc3661 33） HYPERLINK l _Toc29790 參考文獻(xiàn)（ PAGE

18、REF _Toc29790 34） HYPERLINK l _Toc14257 致 （ PAGEREF _Toc14257 36） HYPERLINK l _Toc26899 畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明（ PAGEREF _Toc26899 37） HYPERLINK l _Toc3845 畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明（ PAGEREF _Toc3845 38） HYPERLINK l _Toc10839 附錄I：多功能廣告牌系統(tǒng)硬件原理圖（ PAGEREF _Toc10839 39） HYPERLINK l _Toc16027 附錄II：多功能廣告牌系統(tǒng)PCB圖（ PAGEREF _Toc1

19、6027 41） HYPERLINK l _Toc26134 附錄III 程序清單（ PAGEREF _Toc26134 42）1 緒論1.1選題的背景與意義在現(xiàn)代化和信息化社會的高速發(fā)展過程中，LED大屏幕點陣顯示已經(jīng)滲透到各行各業(yè)的信息顯示中。隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，數(shù)字化的多媒體容已在信息傳遞中占據(jù)主流，新型的大屏幕顯示設(shè)備將替代傳統(tǒng)電視機(jī)成為人們享受信息和多媒體容的中心。在各大商場、車站以與各類辦事窗口等地方都裝了LED點陣顯示屏來發(fā)布一些通知或廣告。隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED點陣顯示作為信息傳播的一種重要手段，已成為一個飛速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，市場空間巨大，發(fā)展前景廣闊，并已廣泛應(yīng)用于

20、各種需要進(jìn)行信息宣傳的公眾場所。單片機(jī)以其功能強(qiáng)大、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點,成為自動化和各個測控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來越大的作用。LED點陣設(shè)計主要應(yīng)用于LED點陣顯示屏，它是利用發(fā)光二極管點陣模塊組成的平面式顯示屏幕。由于它具有發(fā)光效率高、使用壽命長、節(jié)能、組態(tài)靈活、色彩豐富、顯示方式變化多樣以與無電離輻射等優(yōu)點，在國外得到了極為廣泛的應(yīng)用。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性、可靠性、全色化方向發(fā)展。針對本系統(tǒng)應(yīng)用于停車場、車間、小型商店和居民社區(qū)等小型場所，顯示一些通知或小型廣

21、告以與萬年歷顯示。因此，本文就基于單片機(jī)控制LED點陣顯示屏系統(tǒng)展開研究工作。1.2國外相關(guān)發(fā)展情況1.2.1 LED的發(fā)展?fàn)顩r發(fā)光二極管簡稱為LED。它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。后來LE

22、D顯示發(fā)展為LED數(shù)碼管，LED數(shù)碼管由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/556862.htm t :/baike.baidu /_blank 數(shù)碼管實際上是由七個發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點就是8個。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,h來表示，可顯示不同的數(shù)字。而后LED大規(guī)模集成在一起就形成了LED點陣，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成。這種一體化封裝的點陣LED模塊，具有高亮度、引腳少、視角大、壽命長、

23、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點。LED點陣規(guī)模常見的有44、48、57、58、88、1616等。LED點陣根據(jù)像素顏色的數(shù)目可分為單色、雙基色、三基色等。像素顏色不同，所顯示的文字、圖象等容的顏色也不同。單色點陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點陣顯示容的顏色由像素不同顏色發(fā)光二極管點亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點亮?xí)r間，則可實現(xiàn)256或更高級灰度顯示，即可實現(xiàn)真彩色顯示。1.2.2 廣告牌的發(fā)展與控制戶外LED大屏幕廣告是21世紀(jì)廣告業(yè)發(fā)展的趨勢，是具有音視頻功能的戶外廣告展示設(shè)備，屬國際領(lǐng)先的高科技產(chǎn)品。目前國際市場對全色屏的關(guān)注與日俱

24、增，在處理技術(shù)和制作工藝方面作出許多努力，解決了一系列影響圖象質(zhì)量的問題，這里包括掃描變換、圖象增強(qiáng)、噪聲抑制、反伽馬修正以與編碼壓縮、通訊以與與接口的問題等，取得重要成果。我國的LED屏幕廣告牌產(chǎn)業(yè)據(jù)不完全統(tǒng)計，至2008年底，年度銷售總額在1億元以上的企業(yè)有20多家，其銷售總額達(dá)50億元左右，占行業(yè)市場總額的70%以上。全國從事LED顯示屏的各類企業(yè)有100余家。我國LED屏幕廣告牌產(chǎn)業(yè)在規(guī)模發(fā)展的同時，產(chǎn)品技術(shù)推出新，一直保持比較先進(jìn)的水平。90年代初即具備了成熟的16級灰度256色視頻控制技術(shù)與無線遙控等國先進(jìn)水平技術(shù)，近年在全彩色LED屏幕廣告牌、256級灰度視頻控制技術(shù)、集群無經(jīng)線

25、控制、多級群控技術(shù)等方面均有國先進(jìn)、達(dá)到國際水平的技術(shù)和產(chǎn)品出現(xiàn)。LED屏幕廣告牌控制專用大規(guī)模集成電路也已由國企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)并得到應(yīng)用。現(xiàn)在LED顯示屏高端產(chǎn)品主要是全彩色顯示大屏幕，在世博會開幕式上展示的全球最大戶外全彩顯示屏，受到了眾人矚目，規(guī)格大約是300m *30m；而處于中端的LED顯示屏主要是應(yīng)用在銀行、車站等發(fā)布信息的地方，屏幕大小大約是3m *3m，主要是雙基色顯示屏；而處于低端的顯示屏主要就是條形顯示屏，尺寸不大，單色顯示，制作工藝和制作成本也不高，實現(xiàn)顯示功能有限。絕大多數(shù)LED顯示屏都是由單片機(jī)控制的，但使用8位控制器有時遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足控制要求，所以才出現(xiàn)DSP、FPGA、

26、ARM、PLC等控制核心?，F(xiàn)在部分LED點陣已經(jīng)開始使用無線控制方式，并有專業(yè)的LED無線控制卡，它們有基于短信、GPRS、CDMA等不同形式，例如LED-728是驛唐公司2014年全新研制的一款無線LED信息發(fā)布一體卡，它是基于GPRS無線通訊的，如圖1.1所示。與LED-328/LED-528一體卡相比，LED-728帶載面積更大，能控制512*256大小的雙色屏。該卡實現(xiàn)了GPRS無線通訊模塊和LED控制模塊的集成，性價比更高，可以大幅度降低LED遠(yuǎn)程信息發(fā)布項目的設(shè)備采購成本；LED-728性能更穩(wěn)定，調(diào)試、安裝更方便，是當(dāng)前十分先進(jìn)的GPRS無線LED信息發(fā)送設(shè)備。圖1.1 LED-

27、728無線LED信息發(fā)布一體卡1.3論文主要容與論文結(jié)構(gòu)1.3.1論文主要容本次畢業(yè)設(shè)計主要是利用STC89系列單片機(jī)為主控模塊，來控制LED點陣廣告牌。要求該廣告牌具備萬年歷顯示功能，同時能夠滿足接受PC機(jī)命令顯示相應(yīng)文字，并可以實現(xiàn)點陣圖像的滾動顯示。本文的主要研究容如下：（1）研究并實現(xiàn)下位機(jī)系統(tǒng)。下位機(jī)是單片機(jī)控制LED顯示系統(tǒng)，它以STC89單片機(jī)為主控芯片，完成時鐘檢測、萬年歷顯示和滾動顯示文字功能。（2）研究并實現(xiàn)LED顯示屏上位機(jī)系統(tǒng)。利用Visual Basic 6.0開發(fā)上位機(jī)系統(tǒng)管理軟件給用戶提供良好的界面，方便進(jìn)行人機(jī)交流，實現(xiàn)滾動顯示文字與顯示速度、方向等。（3）完成

28、串口通訊的設(shè)計，可以使上位機(jī)與下位機(jī)之間方便的通訊，實現(xiàn)接收上位機(jī)所發(fā)的命令。（4）漢字庫的建立。國家標(biāo)準(zhǔn)字庫中的每一個字均由256點陣來表示。因此可以把每個點理解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。漢字的筆畫就分布在16*16的像素網(wǎng)格里面，如果像素網(wǎng)格中有筆畫通過就對應(yīng)1，否則對應(yīng)0，每一個網(wǎng)格均對應(yīng)1或0，把對應(yīng)1的網(wǎng)格連起來看，就是漢字。漢字就是這樣通過字節(jié)表示其點陣存儲在字庫中的。1.3.2論文結(jié)構(gòu)本論文共六章，具體的章節(jié)安排如下：緒論介紹了本課題的研究背景和意義，對相關(guān)領(lǐng)域的研究情況進(jìn)行了綜述，分析了國外LED點陣廣告牌應(yīng)用現(xiàn)狀與前景。介紹了本文主要的研究容以與本文的結(jié)構(gòu)

29、安排。介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，對硬件模塊進(jìn)行了選型。介紹了LED廣告牌的硬件設(shè)計，包括單片機(jī)STC89C52的介紹、LED廣告牌驅(qū)動電路的設(shè)計、時鐘模塊、獨立按鍵與串口通訊的硬件設(shè)計。介紹了LED廣告牌的軟件設(shè)計，針對各硬件模塊采用模塊化編程的方法設(shè)計了相應(yīng)的子程序。包括主程序、時鐘模塊子程序、按鍵模塊子程序、LED顯示模塊子程序和USB轉(zhuǎn)串口通訊模塊五個模塊。介紹了該系統(tǒng)的硬件仿真與軟硬件聯(lián)調(diào)?？偨Y(jié)了本文的研究容的實現(xiàn)情況，并提出了本文中的不足以與展望。1.4本章小結(jié)本章首先介紹了本課題的研究背景和意義，對相關(guān)領(lǐng)域的研究情況進(jìn)行了綜述，分析了國外LED點陣廣告牌發(fā)展現(xiàn)狀與展望，并對本文的主

30、要容與論文結(jié)構(gòu)安排做了說明。2 系統(tǒng)的總體設(shè)計方案 為了對系統(tǒng)進(jìn)行硬件搭建與后期程序仿真和調(diào)試，本章就系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)、整體方案以與硬件模塊選型進(jìn)行了簡單的介紹。2.1 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo) 本系統(tǒng)的設(shè)計方案利用STC89C52單片機(jī)為主控芯片，來控制LED點陣顯示屏，使得該廣告牌具備萬年歷顯示功能，同時能夠接收PC機(jī)命令并滾動顯示相應(yīng)文字。 本系統(tǒng)以PC機(jī)作為上位機(jī)，以STC89C521單片機(jī)作為下位機(jī)，下位機(jī)讀取時鐘模塊寄存器里數(shù)據(jù)，通過LED點陣顯示，按鍵模塊可以改變顯示狀態(tài)和進(jìn)行時間調(diào)整，同時也可以通過串口通信接收PC機(jī)的命名顯示相應(yīng)漢字。本系統(tǒng)需要具有以下功能： （1）實時顯示萬年歷，并且可以通

31、過按鍵對時間進(jìn)行調(diào)整。 （2）可以通過按鍵改變漢字滾動的方式。 （3）與上位機(jī)進(jìn)行通訊。本系統(tǒng)可以通過串口通訊實現(xiàn)與上位機(jī)進(jìn)行通訊，接收上位機(jī)發(fā)出的命令。并通過LED點陣顯示相應(yīng)文字。2.2 系統(tǒng)方案 多功能廣告牌的系統(tǒng)是以STC89C52單片機(jī)為核心，它的功能包括萬年歷顯示、按鍵調(diào)整、廣告文字顯示、數(shù)據(jù)通訊等，其系統(tǒng)框圖設(shè)計如圖2.1所示。圖2.1 多功能廣告牌的系統(tǒng)框圖本系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)為主控芯片，LED點陣的行驅(qū)動電路由74HC138控制，列驅(qū)動電路由74HC595控制，LED顯示屏的分辨率為16*64，可同時顯示4個漢字；時鐘芯片采用DS1302，可以實現(xiàn)萬年歷顯示；按鍵

32、模塊采用分時復(fù)用實現(xiàn)顯示狀態(tài)的改變和萬年歷時間的調(diào)整；通訊模塊采用USB轉(zhuǎn)串口通訊模塊，實現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸；電源模塊采用直流+5V供給單片機(jī)、按鍵模塊、復(fù)位電路、時鐘模塊和行列驅(qū)動器電路使用。2.3 單片機(jī)的選型 STC89C52單片機(jī)是MCS-51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品。它的主要特性有：5V工作電壓，8K字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線， HYPERLINK :/baike.baidu /view/1313309.htm t :/baike.baidu /_blank 看門狗定時器，置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16位 HYPERLINK :/b

33、aike.baidu /view/281961.htm t :/baike.baidu /_blank 定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，全雙工 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1060187.htm t :/baike.baidu /_blank 串行口。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。它完全能夠滿足設(shè)計要求和需要，并且市場貨源充足、價格便宜，便于以后本廣告牌成品的推廣。2.4 時鐘芯片的選型目前市場上常用的時鐘芯片有X1203和DS1302兩種。（1）X1203是一個帶時鐘/日歷和兩個鬧鈴的實時時鐘芯片。該芯片以秒、分、時、星期、日、月和年為單位跟蹤時間。

34、具有閏年校正功能，并能對小于31的月份自動進(jìn)行調(diào)整；（2）DS1302是一種高性能，低功耗，帶RAM的實時時鐘芯片，它可以對年、月、星期、日、時、分、秒進(jìn)行計時，且具有閏年補(bǔ)償功能。采用三線串行數(shù)據(jù)接口與CPU進(jìn)行同步通信，具有主電源/后備電源雙電源引腳。通過對以上兩種時鐘芯片進(jìn)行比較，本文選取DS1302作為系統(tǒng)時鐘芯片。它電路結(jié)構(gòu)簡單，易實現(xiàn)軟件編程。2.5 按鍵模塊按鍵模塊按照鍵盤與CPU的連接形式可分為獨立式按鍵和矩陣式按鍵，其各自特點如下： (1)獨立式鍵盤 獨立式鍵盤是各按鍵相互獨立，每個按鍵占用一個I/O口，各個I/O口上的按鍵工作狀態(tài)互不影響。獨立式鍵盤電路比較簡單，在按鍵數(shù)量

35、較多時，I/0口有可能出現(xiàn)不夠用，而且電路結(jié)構(gòu)會很復(fù)雜，因此獨立式很適用于按鍵數(shù)量較少的場合。 (2)矩陣式鍵盤在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/0口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵，比直接用端口線連接鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識別也要復(fù)雜一些。通過對以上兩種鍵盤形式進(jìn)行對比，結(jié)合本系統(tǒng)功能設(shè)計的需求，本文選用四個獨

36、立式鍵盤，分別用于控制切換各種狀態(tài)、調(diào)整萬年歷時間。其功能的實現(xiàn)主要是對按鍵的掃描，體現(xiàn)在軟件程序編寫方面，根據(jù)不同的按鍵值，執(zhí)行不同的操作，在具體場合應(yīng)用中可以將按鍵的功能重新定義，只要在程序中重新編寫就可以，比較方便。2.6 LED顯示屏鑒于本系統(tǒng)應(yīng)用在停車場、車間等小型場所，因此LED顯示屏選用分辨率為16*64的點陣，可同時顯示4個漢字。 市場上的LED點陣種類繁多。按點陣數(shù)可以分為4*4、8*8和16*16等規(guī)格的顯示屏模塊，最常用的是8*8的點陣模塊。8*8LED點陣單塊使用時，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字與符號如圖2.2所示。圖2.2 8*8點陣示意圖其中一個LE

37、D燈的直徑為3.5mm，點陣外圍邊長為38mm。采用8*8的基本模塊構(gòu)成16*64的點陣，需要16塊這樣的點陣，形成如圖2.3所示的效果圖?？偝叽绱笮?9mm*304mm。圖2.3 16*64點陣效果圖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(fù)雜，在實際應(yīng)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(qū)動，從上到下逐次不斷地對顯示屏的各行進(jìn)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(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。本系統(tǒng)LED顯示屏采用動態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人

38、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。這種動態(tài)掃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(shù)中被廣泛使用。2.7 本章小結(jié)本章主要介紹了系統(tǒng)總體設(shè)計方案，分別對單片機(jī)、時鐘芯片、按鍵模塊與LED顯示屏進(jìn)行了選型，為硬件電路搭建提供了依據(jù)。3 多功能廣告牌系統(tǒng)的硬件設(shè)計 本章節(jié)介紹了多功能廣告牌系統(tǒng)的單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵模塊、LED顯示模塊、時鐘模塊、USB轉(zhuǎn)串口通訊模塊與電源模塊的硬件電路。3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.1.1 STC89C52單片機(jī)89C52系列的各單片機(jī)的生產(chǎn)廠商和型號的不同，導(dǎo)

39、致其ROM、RAM、中斷系統(tǒng)、外圍功能模塊以與處理器速度等方面有一定的不同，但是其基本結(jié)構(gòu)一樣，均包括算術(shù)邏輯單元ALU、片RAM、I/0端口、定時器、中斷系統(tǒng)等基本的功能單元。 STC89C52是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/238367.htm t :/baike.baidu /_blank STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，8K字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線， HYPERLINK :/baike.baidu /view/1313309.htm t :/baike.baidu /_blank 看門狗定時器，置4

40、KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16 位 HYPERLINK :/baike.baidu /view/281961.htm t :/baike.baidu /_blank 定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，全雙工 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1060187.htm t :/baike.baidu /_blank 串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中

41、斷或硬件復(fù)位為止。最高運作頻率35MHz，6T/12T可選。STC89C52單片機(jī)的引腳圖如圖3.1所示。圖3.1 STC89C52引腳圖 它有40個引腳，包括8位的I/O口四個：P0、P1、P2和P3，共32個引腳；電源引腳VCC和GND，外接晶振引腳XTAL1和XTAL2，控制信號引腳：RST、ALE、PSEN和EA。復(fù)位電路通過上電復(fù)位和手動復(fù)位兩種形式。外接晶振選擇24MHz的晶振； 輸入/輸出端口：P0、Pl、P2和P3，每個P口都有八位，其中P0口是準(zhǔn)雙向口，作為輸出口的時候，要先向該口寫入1，P0口的部不包含部上拉電阻，因此在對P0口操作的時候要在其外部電路加入上拉電阻。P3口具

42、有第二功能，具體功能詳見表3.1。P2口可以用在訪問外部程序存儲器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出的是高8位地址，P0口提供低8位地址，P0口可分時提供8位數(shù)據(jù)總線； 控制信號引腳：RST、ALE、PSEN和EA。RST是單片機(jī)的復(fù)位引腳，外接硬件電路可以實現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位操作。ALE是地址鎖存允許信號引腳，高電平有效，當(dāng)單片機(jī)訪問外部存儲器時，ALE輸出信號作為鎖存低8位地址的控制信號。PSEN是程序存儲允許輸出信號端，主要應(yīng)用在對片外存儲器的操作方面。EA是外部程序存儲器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端，主要應(yīng)用在訪問外部ROM，在實際應(yīng)用時，保持該引腳是高電平即可； 晶振連接引

43、腳：XTAL1和XTAL2，通過這兩個引腳在芯片外接晶振和兩個電容，就構(gòu)成了振蕩電路； 電源引腳：VCC為電源端，接+5V電壓源，GND是接地端，接電源地；復(fù)位電路：單片機(jī)復(fù)位電路通常是上電復(fù)位電路和手動復(fù)位電路組合在一起使用。表3.1 P3口特殊功能表I/O/口引腳說明P3.0RXD-串行數(shù)據(jù)接收端P3.1TXD-串行數(shù)據(jù)發(fā)送端P3.2-外部中斷0請求端P3.3-外部中斷1請求端P3.4T0-定時器/計數(shù)器0P3.5T1-定時器/計數(shù)器1P3.6-外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號P3.7-外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號3.1.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)此單片機(jī)的引腳圖、復(fù)位電路和晶振模塊，組成單片機(jī)最小

44、系統(tǒng)如圖3.2所示。圖3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.2 按鍵模塊按鍵采用獨立式按鍵，分別控制切換各種狀態(tài)、時間。按鍵接口P1.4-P1.7接四個按鍵，各個按鍵功能依次如下：（1）LEFT_K鍵：使LED顯示屏中的容向左移動；（2）RIGHT_K鍵：使LED顯示屏顯示的容向右移動；（3）UP_K鍵：使LED顯示屏的容向上移動；（4）KEY4鍵：在顯示狀態(tài)和調(diào)整時間兩種功能下進(jìn)行切換。若沒有按鍵按下，繼續(xù)循環(huán)檢測按鍵是否按下。按鍵模塊電路圖如圖4所示。圖3.3 按鍵模塊3.3 LED顯示模塊3.3.1 8*8*LED基本模塊 LED顯示屏是由一個一個發(fā)光二極管組成的陣列，在物理連接上分共陰極連接和共陽

45、極連接。單一發(fā)光二極管的正向?qū)妷菏?.7V, LED顯示屏基礎(chǔ)模塊的每一行的陰極連接在一起，每一列的陽極共同連接在一起。對于8*8的LED模塊，保證基礎(chǔ)模塊字符顯示正常同時導(dǎo)通的電壓為5V左右，其中LED模塊的結(jié)構(gòu)原理圖如圖3.4所示。圖3.4 8*8LED結(jié)構(gòu)圖 當(dāng)給某一列送高電平的時候，選中的是整列，而當(dāng)給某一行送低電平的時候，改行即被選中，因此如果讓某一點亮就需要行列交叉點是要被點亮的點就可以。在購買一塊8X8規(guī)格的點陣模塊時，為了檢驗引腳控制的行列問題，還有引腳應(yīng)該接高電平還是低電平的問題，就可以將萬用表量程的旋鈕調(diào)到二極管測量的檔，然后將紅表筆接任意一個引腳，將黑表筆依次接到其他

46、引腳，并觀察模塊中是否有極管點亮和第幾行第幾列點亮，檢查時做好記錄，如此就可以檢驗一個模塊引腳的控制電平，和行列排列問題。3.3.2 行驅(qū)動電路設(shè)計由于單片機(jī)的接口有限，所以需要譯碼器擴(kuò)展。其中最常用的行驅(qū)動芯片是74HC 138芯片3-8譯碼器。選用74HC138譯碼器需要兩片驅(qū)動一個16行的LED屏，74HC138譯碼器允許三個高有效的二進(jìn)制地址輸入，輸出互相排斥的8個低有效位，兩個使能輸入端，可以控制74HC138的選通與截止，防止輸出錯誤的編碼，也可以用來擴(kuò)展譯碼器，本設(shè)計就是利用它的使能端將兩個74HC138擴(kuò)展成16行驅(qū)動。 74HC 138有如下的特點: (1)8行多路輸出功能;

47、 (2)3個二進(jìn)制代碼輸入，譯碼成8路多路輸出; (3)2個使能輸入端，用來控制芯片工作或停止工作，或者用來擴(kuò)展輸出; (4)標(biāo)準(zhǔn)輸出，中規(guī)模集成電路。74HC 138是具有16引腳的集成芯片，它的封裝方式有貼片式和直插式，其引腳圖如圖3.4所示。圖3.5 74HC138引腳圖本系統(tǒng)采用的74HC138作為LED點陣的行驅(qū)動擴(kuò)展口，LED顯示屏的大小是16X64，因此要用到兩片74HC138，通過該芯片的使能端控制芯片輸出16位，行驅(qū)動電路原理圖如圖3.5所示。單片機(jī)的P0.0-P0.3口連接74HC138譯碼器的LA-LD輸入端，根據(jù)譯碼器的工作原理輸出端依次選中顯示屏的第一行至第十六行。單

48、片機(jī)的P0.4口同時接至74HC138（1）和74HC138（2）的使能端，保證了行掃描的掃描方法的實現(xiàn)。圖3.6 行驅(qū)動電路原理圖3.3.3 列驅(qū)動電路設(shè)計 本系統(tǒng)列驅(qū)動電路選用74HC595芯片。74HC595是8位串行輸入并行/串行輸出移位寄存器，它包含一個存儲寄存器，串行移位寄存器，并且高電平、低電平和高阻態(tài)三態(tài)輸出，移位寄存器和存儲寄存器是分時鐘控制的。74HC595的工作原理是當(dāng)脈沖信號作用時，將移入引腳的數(shù)據(jù)移入芯片部的移位寄存器，當(dāng)移滿8位數(shù)據(jù)以后，第8位的數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)在串行輸出引腳上，再給一個脈沖信號，這一位數(shù)據(jù)就會被移出，同時又有新的數(shù)據(jù)移入。當(dāng)數(shù)據(jù)儲存信號有效時，芯片部的

49、移位寄存器就將8位數(shù)據(jù)鎖存到8個數(shù)據(jù)輸出引腳上，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸出。74HC595就有如下的特點: (1)8位串行輸入; (2)8位串行或者并行輸出; (3)存儲寄存器三態(tài)輸出; (4)移位寄存器具有直接清零功能; (5)移出頻率100MHz; (6)靜電放電保護(hù)。74HC595共有16個引腳，引腳結(jié)構(gòu)圖如圖3.6所示。圖3.7 74HC595引腳圖Q0-Q7：數(shù)據(jù)并行輸出引腳；Q7：數(shù)據(jù)串行輸出端；DS：數(shù)據(jù)串行輸入端；SH_ CP：移位寄存器時鐘輸出端；ST_CP：存儲寄存器時鐘輸入端；MR：主復(fù)位端，低有效；OE：輸出使能端，低有效；VCC：電源電壓，+5V；GND：電源地，OV。L

50、ED點陣一共有64列，每片74HC595可控制顯示屏8列，因此需要8片74HC595。所有的74HC595采用串聯(lián)方式將時鐘控制信號連接在一起，上一片74HC595的Q7引腳接下一片的數(shù)據(jù)輸入端DS，這樣當(dāng)并行輸出脈沖有效時所有列信號同時發(fā)出。每一個漢字由16行16列的點陣組成顯示，本系統(tǒng)采用的是行掃描，所以橫向取字模代碼。每個漢字的代碼在利用595進(jìn)行控制時先由單片機(jī)的P0.5口串行輸出8位漢字的第一列至第八列的數(shù)據(jù)，高位在前低位在后。單片機(jī)的P0.7口輸出移位時鐘，P0.5口每輸入一位數(shù)據(jù)，P0.7口的電平就由低電平到高電平變化一次，595的移位寄存器里的容就由高位向低一位移動一次，當(dāng)?shù)?

51、位數(shù)據(jù)送給595的DS端時，595的Q7就將串行輸出移位寄存器里的第1位數(shù)據(jù)送給下一片595的第一位，新進(jìn)來的數(shù)據(jù)送給第8位。當(dāng)?shù)?列至第64列的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備結(jié)束后，P0.6口產(chǎn)生一個上升沿脈沖送給595的ST_CP引腳，將級聯(lián)的595芯片并行輸出時鐘引腳串聯(lián)在一起同時由P0.6控制，這樣當(dāng)輸出時鐘到來的時候，每片595的列數(shù)據(jù)同時輸出。列驅(qū)動電路如圖3.7所示。圖3.8 列驅(qū)動電路原理圖3.4 時鐘模塊DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘芯片，它可以對年、月、日、周、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V5.5V。采用三線串行數(shù)據(jù)接口

52、與CPU進(jìn)行同步通信，具有主電源/后備電源雙電源引腳。DS1302共8個引腳，有雙列直插封裝方式和方形封裝方式。圖3.9 DS1302引腳圖DS1302的引腳結(jié)構(gòu)圖如圖3.9所示。其中各個引腳的功能分別如下： Vcc1，Vcc2：電源供給引腳，Vcc1主電源，Vcc2備份電源； X1，X2：32.768KHz晶振引腳，為DS 1302提供工作所需的時序、計數(shù)脈沖; GND：地線; RST：復(fù)位引腳，是三線連接中的一線，對時鐘芯片讀寫的時候必須保證該引腳是高電平; I/O：數(shù)據(jù)輸入、輸出引腳。當(dāng)對DS1302進(jìn)行讀寫的時候，三線中的一線，用來將數(shù)據(jù)寫入或者讀出，每次一位;SCLK：串行時鐘輸入引

53、腳。為DS 1302提供工作時鐘，SCLK控制上升沿和下降沿轉(zhuǎn)換的先后次序的不同，可以實現(xiàn)I/O引腳時鐘數(shù)據(jù)的讀出和寫入，是三線中的一線。RST輸入高電平將使所有數(shù)據(jù)傳輸都初始化，RST輸入有兩種功能，首先，它打干控制邏輯，這種邏輯控制地址/命令數(shù)據(jù)移入寄存器的脈沖。其次，RST信號提供了停止單字節(jié)或者多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送的方法。時鐘周期是一系列下降沿緊跟著上升沿，對于數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)必須在時鐘的上升沿期間有效，在時鐘的下降沿輸出數(shù)據(jù)位。如果RST輸入低電平，所有數(shù)據(jù)傳輸都終止，I/0引腳呈現(xiàn)高阻態(tài)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r序圖如圖3.9所示。在電壓由0V升高的過程中，RST必須保持邏輯“0”，直到工作電壓升高到

54、2.0V，同時RST在由低電平到高電平的過程中，SCLK必須保持在邏輯“0”。“寫”命令字經(jīng)過八個SCLK周期高低電平變化后被輸入，在下八個SCLK周期的上升沿到來時寫入數(shù)據(jù)的一個字節(jié)，數(shù)據(jù)是由低位0位開始輸入，多余的SCLK周期會自動被忽略。經(jīng)過8個SCLK時鐘周期，寫入一個字節(jié)“讀”命令字，在下一個SCLK時鐘周期到來的上升沿輸出一位數(shù)據(jù)，執(zhí)行8個周期。注意第一個數(shù)據(jù)位被發(fā)送是緊跟著命令字最后一個位寫完的下降沿的時候。只要保持RST高電平，SCLK附加的時鐘周期就會重復(fù)發(fā)送數(shù)據(jù)字。這種控制方法可以應(yīng)用到突發(fā)模式持續(xù)的讀、寫數(shù)據(jù)，同時I/0腳的三種狀態(tài)是根據(jù)SCLK每個上升沿而變化的，數(shù)據(jù)從

55、低位開始輸出，即0位。圖3.10 數(shù)據(jù)傳輸時序圖時鐘模塊電路圖如圖3.10所示。圖3.11 時鐘模塊3.5 USB轉(zhuǎn)串口通訊模塊USB轉(zhuǎn)串口通訊模塊的核心芯片是CH340，CH340是一個USB總線的轉(zhuǎn)接芯片。CH340芯片置了USB上拉電阻，UD+和UD-引腳應(yīng)該直接連接到USB總線上。CH340芯片支持5V電源電壓或者3.3V電源電壓。其數(shù)據(jù)傳輸引腳包括：TXD引腳和RXD引腳。通過TXD和RXD兩個引腳與單片機(jī)的P3.0和P3.1口，然后USB總線接口接在PC機(jī)的USB接口，就這樣單片機(jī)可以實現(xiàn)在硬件接口上與計算機(jī)連接，再通過設(shè)置波特率，就可以實現(xiàn)兩者之間的通信。本設(shè)計主要應(yīng)用串口傳送字

56、符和漢字的字模編碼，并且是結(jié)合上位機(jī)聯(lián)合設(shè)計的。并且通過串口可以給STC系列的單片機(jī)下載程序，可以將編譯好的程序生成的HEX文件加載到單片機(jī).串口通訊模塊電路圖如圖3.12所示。圖3.12 USB轉(zhuǎn)串口通訊模塊3.6 電源模塊本系統(tǒng)需要5V直流電源。直流電源采用交直流電源從電源插座輸入，交流220V通過工頻25:1的變壓器降到交流9V，再由整流電路和濾波電路可得到穩(wěn)定的5V直流電源，并且供單片機(jī)、按鍵、掉電保護(hù)、時鐘芯片、驅(qū)動器模塊使用。整流電路選用4個1N4007組成橋式不可控整流電路，將交流9V整流成8V直流，再經(jīng)LM7805三端穩(wěn)壓管和濾波電路變成5V直流。電源模塊電路圖如圖3.13所示

57、。圖3.13 電源模塊3.7 本章小結(jié)本章介紹了多功能廣告牌的硬件設(shè)計，并系統(tǒng)的介紹了STC89C52單片機(jī)、按鍵模塊、LED點陣的行列驅(qū)動芯片與原理圖、時鐘芯片和USB轉(zhuǎn)串口通訊模塊。并根據(jù)所選擇的硬件搭建了多功能廣告牌的實物模型，為下一步軟件設(shè)計和調(diào)試提供了實驗平臺。完整的系統(tǒng)電路原理圖見附錄，PCB圖見附錄。4 多功能廣告牌系統(tǒng)的軟件設(shè)計 硬件設(shè)計是多功能廣告牌系統(tǒng)的軀體，那么軟件就是多功能廣告牌系統(tǒng)的靈魂。軟件的的設(shè)計采用模塊化編程，使用Keil uVision4的C51編譯環(huán)境完成STC89C52的軟件設(shè)計。4.1 軟件方案軟件編程采用模塊化編程，模塊化程序設(shè)計就是把一個復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)

58、計分解為若干個功能子程序，每個子模塊執(zhí)行單一的功能，并且具有單輸入單輸出結(jié)構(gòu)。在此系統(tǒng)中，軟件總共包含以下五個模塊：主程序模塊、時鐘模塊、LED顯示模塊、按鍵模塊、USB轉(zhuǎn)串口通訊模塊。軟件功能結(jié)構(gòu)圖如圖4.1所示。圖4.1 軟件功能結(jié)構(gòu)圖 4.2 系統(tǒng)主程序流程圖系統(tǒng)實現(xiàn)的是LED顯示屏的中文漢字，預(yù)先將漢字代碼存放在單片機(jī)的程序存儲器中，程序運行后的代碼將以數(shù)組的形式存儲在程序的初始化中。程序的編寫主要體現(xiàn)的是模塊化，將每個功能分別用獨立的子函數(shù)編寫，然后再調(diào)用主函數(shù)調(diào)用子程序，實現(xiàn)相應(yīng)的功能，其中子函數(shù)包括按鍵掃描子函數(shù)，實時時鐘讀取子函數(shù)以與延時子函數(shù)。程序首先初始化所有宏定義和全局變

59、量，以與存儲在ROM里的數(shù)據(jù)，然后是DS1302的初始化，按DS1302的工作時序讀取實時時鐘，并送給LED顯示屏顯示。執(zhí)行按鍵掃描程序，如果有鍵按下，則單片機(jī)的P0口產(chǎn)生一個低電平，并執(zhí)行按鍵消抖程序，使系統(tǒng)的誤差變小。按鍵功能依次為LEFT_K鍵使LED顯示屏中的容向左移動，RIGHT_K鍵使LED顯示屏顯示的容向右移動，UP_K使LED顯示屏的容向上移動，KEY4鍵可以切換文字顯示和萬年歷顯示兩種狀態(tài)，若沒有按鍵按下，若沒有按鍵按下，繼續(xù)循環(huán)檢測按鍵是否按下。系統(tǒng)主程序流程圖如圖4.2所示。圖4.2 主程序框圖4.2 子程序介紹4.2.1 時鐘模塊子程序 DS1302時鐘程序是系統(tǒng)整體中

60、的子函數(shù)，并且時鐘函數(shù)也是模塊化編程，該子函數(shù)具體包括時鐘讀字節(jié)函數(shù)、時鐘寫字節(jié)函數(shù)、讀取一個字函數(shù)、寫一個字函數(shù)、數(shù)值轉(zhuǎn)換函數(shù)和延時函數(shù)。讀取時鐘是按照DS1302的時序圖，對時鐘經(jīng)行讀取的，并將讀取的時間舊歷做數(shù)值轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，調(diào)用對應(yīng)的字模代碼，并送給LED顯示屏顯示。時鐘子程序如圖4.3所示。4.2.2 LED顯示驅(qū)動子程序 顯示子程序在進(jìn)入中斷后首先要對定時器重新賦初值，以保證顯示屏刷新頻率的穩(wěn)定。其次，顯示子程序查詢當(dāng)前點亮的行號，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)時產(chǎn)生的拖尾現(xiàn)象，子程序先要關(guān)閉顯示屏，即消隱，等顯示數(shù)