電子設(shè)計大賽點陣電子顯示屏(A題)

.、系統(tǒng)硬件設(shè)計〔單元電路設(shè)計及分析4.1AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)：最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位開關(guān)和電源部分。圖2為AT89S52單片機(jī)的最小系統(tǒng)。圖2最小系統(tǒng)電路圖圖2最小系統(tǒng)電路圖4.2溫度測量模塊:溫度測量傳感器采用DALLAS公司DS18B20的單總線數(shù)字化溫度傳感器,測溫圍為-55℃~125℃,可編程為9位~12位A/D轉(zhuǎn)換精度,測溫分辨率達(dá)到0.0625圖3DS18B20測量電路4.3時鐘模塊時鐘模塊采用DS1302芯片,DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片含有一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實時時鐘/日歷電路提供秒分時日日期月年的信息每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整時鐘操作可通過AM/PM指示決定采用24或12小時格式DS1302與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信僅需用到三個口線1RES復(fù)位2I/O數(shù)據(jù)線3SCLK串行時鐘時鐘/RAM的讀/寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達(dá)31個字節(jié)的字符組方式通信DS1302工作時功耗很低保持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于1mW,其接線電路如圖4圖4時鐘電路4.4鍵盤模塊鍵盤、狀態(tài)顯示模塊：為了使軟件編程簡單,本設(shè)計利用可編程芯片8255。接法如表1所示。PA口接按鍵,PC口則用于控制狀態(tài)顯示所用LED點陣。每個按鍵都通過一個10K的上拉電阻接電源+Vcc,按鍵的另一端接地。當(dāng)有鍵按下時,與該鍵相連的PA口的相應(yīng)位變?yōu)榈碗娖?單片機(jī)檢測到該變化后即轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵處理程序,同時在程序中點亮LED點陣。模塊電路如圖5圖5鍵盤電路圖5鍵盤電路4.5LED顯示模塊點陣數(shù)據(jù)串行輸入,器件為移位寄存器TPIC6B595595,門控和掃描信號常以16點陣為一行進(jìn)行并行處理。在點陣顯示中以4×8個LED點陣構(gòu)成一個LED顯示單元,采用行共陽列共陰的編排方式。其驅(qū)動分為行列兩部分,分別來自于行、列移位寄存器,行數(shù)據(jù)是掃描數(shù)據(jù),16行中每次只有一行被驅(qū)動,采用逐行掃描方式,列數(shù)據(jù)則為漢字的點陣碼。。對于字符和圖形顯示也可以用點陣處理,其顯示原理和方法相同.電路如圖6圖6LED顯示電路4.6電源選擇：200W/5V的直流穩(wěn)壓電源更加安全電路圖如圖7圖7電源電路4.7PC機(jī)通訊MAX232是標(biāo)準(zhǔn)的串口通信接口,對于一般的雙向通訊,只需要使用串行輸入口RXD<第3腳>、串行輸出TXD<第2腳>和地線〔第7腳。MAX232邏輯電平的規(guī)定如表2.表2邏輯電平表邏輯值電平幅值<v>03+~+1513-~-15圖8串口通訊4.8整體電路系統(tǒng)整體電路如下：圖9整體電路5、系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1主程序如圖105.2顯示子程序流程如圖11開始開始查找顯示漢字?jǐn)?shù)據(jù)放入RAM中行掃描32行是否掃完返回圖11顯示子程序流程5.3顯示時間子程序流程如圖12開始開始DS1302初始化從DS1302中讀數(shù)據(jù),并放入RAM調(diào)用顯示子程序顯示時間圖12時間子程序流程圖5.4與PC串口通訊程序開始開始串口通訊初始化等待PC機(jī)發(fā)聯(lián)絡(luò)信號是否接受到信號將接受到的數(shù)據(jù)放到指定區(qū)域數(shù)據(jù)發(fā)送是否完畢返回圖13串口通訊程序5.5LED亮度調(diào)節(jié)開始開始鍵盤掃描"亮度"鍵是否按下LED顯示當(dāng)前亮度等級鍵盤掃描"+"鍵按下"—"鍵按下內(nèi)部RAM中2AH單元所存數(shù)據(jù)加1內(nèi)部RAM中2AH單元所存數(shù)據(jù)減1返回NY圖14LED亮度調(diào)節(jié)5.6溫度測量流程圖如圖15開始DS18B20初始化從DS18B20中讀出數(shù)據(jù),放入RAM在LED點陣中顯示溫度開始DS18B20初始化從DS18B20中讀出數(shù)據(jù),放入RAM在LED點陣中顯示溫度返回6、測量及其結(jié)果分析6.1基本部分測試與分析6.11測試儀器：秒表、溫度表、萬用電表、WAVE仿真器6.12基本要求部分的測試與分析：〔1系統(tǒng)上電后,全屏點亮,沒有暗點。接著顯示時間。按"#"鍵后時掃描鍵盤,當(dāng)有1~10鍵按下時,分別顯示十段設(shè)定的數(shù)字、英文或漢字。〔2顯示時間時通過與秒表對比,測試的系統(tǒng)時間準(zhǔn)確。6.2發(fā)揮部分測試與分析：<1>當(dāng)按下#后在按下進(jìn)入亮度調(diào)節(jié),按下"+"鍵時,亮度增加。按下"—"鍵時,亮度變?nèi)酢?lt;2>可以實現(xiàn)文字左右移動<3>按下"設(shè)置時間"鍵,觀察到"鐘表"二極管點亮,此時可對時間進(jìn)行設(shè)置。按下"時間設(shè)置"進(jìn)入時調(diào)試,按"+"鍵時間加。在按下"切換"鍵時,進(jìn)入分調(diào)整模式,按下"+"鍵,分增加。按下"選擇"鍵時,分調(diào)整模式改為秒調(diào)整模式,按下"+"鍵秒增加。經(jīng)測試該步可以很好的實現(xiàn)。調(diào)整時間完畢后,再按一下"鬧鐘設(shè)置"進(jìn)入鬧鈴設(shè)置狀態(tài),按下"+"鍵設(shè)定"時"增加,在按下"選擇"鍵進(jìn)入分的設(shè)置,按下"+"鍵設(shè)定"分"增加。在按下"選擇"鍵進(jìn)入秒設(shè)置模式,按"+"鍵秒增加。<4>系統(tǒng)可以顯示10組,每組8個漢字,完成要求6.3創(chuàng)新部分測試與分析〔1溫度測量:鍵盤切換現(xiàn)場環(huán)境溫度顯示：按"功能"鍵選擇"溫度",將溫度傳感器和溫度計放入不同的測試環(huán)境中進(jìn)行測試,結(jié)果如表1所示。表1與標(biāo)準(zhǔn)溫度計測量值比較表溫度計示值<攝氏度>10.325.249.770.185.5溫度輸出<攝氏度>1025507086由測試知,數(shù)字鐘的輸出與溫度計值基本上相等,誤差不大于0.5度。<2>當(dāng)?shù)皆O(shè)定時間時,開始訪一段音樂,完成定時鬧鈴功能。<3>當(dāng)用手遮擋光電傳感器后,停止放音。手拿開后,不再放音,直到到設(shè)定時間。完成非接觸止鬧功能7、設(shè)計總結(jié)全心準(zhǔn)備了整整一個酷暑,9月8日我們終于拿到了試題,我們一致選擇控制類題目A<LED點陣>,從基本方案的制定,在到硬件電路的選擇,到制作電路制作,最后進(jìn)行程序調(diào)試。在此期間我們遇到很多困難,幾乎沒有說過一次好覺,盡管很艱苦,但是我們各自分工,相互協(xié)作,一次又一次品嘗到了解決問題的喜悅,最終完成了要求的全部功能,并加入了一些創(chuàng)新的部分。在競賽中我們發(fā)現(xiàn)了自己知識的不足,通過四天三夜的奮斗,也可以說四天三夜的學(xué)習(xí),我們學(xué)到了很多東西,最重要的是我們學(xué)會了一種精神————8、參考資料[1]《基于單片機(jī)結(jié)構(gòu)的智能系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)》紅衛(wèi)編電子工業(yè)[2]《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》黃惠媛編海洋[3]《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》周平伍云輝編電子科技大學(xué)[4]《8051單片機(jī)實踐與應(yīng)用》吳金戌郭庭吉編清華大學(xué)[5]《電子設(shè)計競賽賽題解析》黃正謹(jǐn)?shù)染帠|南大學(xué)附錄：例：整屏四個字一起顯示的程序SEREQUP1.0;TPIC6B595第3腳OEEQUP1.1；TPIC6B595第8腳RCKEQUP1.2；TPIC6B595第12腳MREQUP1.3；TPIC6B595第9腳SRCLKEQUP1.4；TPIC6B595第13腳ORG0000HLJMPMAINORG0100H;**************************主程序**********************************MAIN:MOVSP,#70HSETBOEMOV2BH,#00HMOV27H,#00HSTART:;初始化寄存器RAM單元MOVR0,#30HMOVR1,#64H;30H~6FH單元清零MOVA,#00HST:MOVR0,AINCR0DJNZR1,ST;2Dh尋址偏址;整屏四個字一起顯示LOOP:MOVDPTR,#TAB;賦查表初值MOVR3,#56PLAY:MOV2DH,#00HMOV2FH,#10HGG:LCALLLINE16;掃描顯示一次MOV2DH,#00HDJNZ2FH,GGMOVA,DPLCLRCADDA,#16MOVDPL,AMOVA,DPHADDCA,#00HMOVDPH,ADJNZR3,PLAYSJMPSTARTLINE16:MOV2BH,#16;掃16行,2BH放后還剩幾行FF:LCALLLINE1;掃描顯示一行子程序DJNZ2BH,FF;掃描行直到16行掃完再轉(zhuǎn)RETLINE1:LCALLMSTR;將顯示的容移入存單元LCALLSEND;發(fā)送串口子程序LCALLXH;選通行子程序RETMSTR:;顯示容移入存單元MOVR0,#30HMOVR4,#9MOVA,2DH;BB:MOVCA,A+DPTRMOVR0,AINCR0MOVA,2DHADDA,#16;加16移到下一行MOV2DH,ADJNZR4,BBMOVA,2DHSUBBA,#143MOV2DH,ARET;$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$發(fā)送數(shù)據(jù)到串口子程序$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$SEND:MOVR0,#30HMOVR5,#8;一行有8個字節(jié),如每次顯示字?jǐn)?shù)不同要作相應(yīng)改動SETBOESETBMRCLRSRCLKCLRRCKSETBP1.6SETBP1.7LQ:CLRCMOVR2,#8MOVA,R0;CPLA;TPIC6B595應(yīng)該不用這一步LCALLDD1;調(diào)用顯示一個字節(jié)的子程序INCR0;指向下一個顯示單元DJNZR5,LQRETDD1:CLRSRCLK;清串行CP端RLCA;MOVSER,CSETBSRCLK;觸發(fā)串行CP端DJNZR2,DD1;每個字節(jié)移8次夠了向下執(zhí)行RET;選通行子程序XH:CLRRCK;將輸出CP變成低電平為上升沿做準(zhǔn)備NOPSETBRCKCLRP1.6;CLRP1.7MOVA,27HMOVP0,ACLROELCALLDE25MSINCASETBOESETBP1.6MOVA,27HANLA,#0F0HSWAPAADDA,#01H