基于單片機(jī)的公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課題名稱(chēng):基于單片機(jī)的公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)班級(jí)1202時(shí)間2023.10-2023.12指導(dǎo)教師電子工程學(xué)院摘要：本文介紹了一種公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)原理，提供了一種以AT89C52單片機(jī)為核心，控制大屏幕LED點(diǎn)陣顯示的硬件設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)主要通過(guò)AT89C52單片機(jī)做為系統(tǒng)CPU，處理包括鍵盤(pán)輸入和LED顯示屏顯示站名的所有信號(hào)處理。系統(tǒng)掃描到有鍵按下，判鍵確定后給CPU一個(gè)脈沖信號(hào)，然后CPU處理信號(hào)，確定所到站的站名，再通過(guò)掃描驅(qū)動(dòng)從LED顯示屏上顯示出所到站的站名。到達(dá)半自動(dòng)報(bào)站的作用。整個(gè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括鍵盤(pán)電路、復(fù)位電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示電路、內(nèi)存擴(kuò)展電路模塊。其中顯示模塊是本系統(tǒng)的重點(diǎn)。本系統(tǒng)很大程度上提高公交車(chē)報(bào)站的準(zhǔn)確性，可靠性。提高了公交系統(tǒng)的效勞質(zhì)量。促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)開(kāi)展和交通變化的和諧開(kāi)展。關(guān)鍵詞：AT89C52單片機(jī)，16*16LED點(diǎn)陣顯示屏，目錄第一章………………3 1.1前言…………3 1.2背景與意義…………………31.3現(xiàn)狀…………41.4開(kāi)展趨勢(shì)……………………4 1.5設(shè)計(jì)任務(wù)……………………4第二章案論證和選擇………………5 2.1總體方案……………………5 2.2單片機(jī)的選擇………………5 2.3LED點(diǎn)陣顯示方式的選擇…………………6第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)………………73.1單片機(jī)介紹…………………7晶振電路……………10復(fù)位電路設(shè)計(jì)………11按鍵電路設(shè)計(jì)………11 3.2顯示電路設(shè)計(jì)……………12 3.2.116*16LED顯示屏……………………12LED顯示屏工作原理………………14第四章軟件設(shè)計(jì)……………………16 4.1軟件開(kāi)發(fā)工具和語(yǔ)音……………………164.2單片機(jī)軟件流程圖………16 4.3LED程序分析………………17結(jié)論…………………18致謝…………………19參考文獻(xiàn)……………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(jìn)步，人們對(duì)事物的認(rèn)知程度已經(jīng)得到了廣泛的提升，在實(shí)際生活中，大家都希望能使用簡(jiǎn)便、智能、人性化的產(chǎn)品。在公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站方面，由于我國(guó)現(xiàn)狀，人口眾多，口音復(fù)雜，對(duì)于乘客而言，原來(lái)的人工報(bào)站存在著很多的問(wèn)題。為了跟隨科技開(kāi)展，提高公交系統(tǒng)的效勞質(zhì)量，提升城市形象。開(kāi)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(tái)報(bào)站器就成為一種必然。因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中提出一個(gè)以AT89C52單片機(jī)為核心，用LED顯示屏顯示站名的即經(jīng)濟(jì)、高效、直觀的公交車(chē)到站自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)。1.2背景與意義隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速開(kāi)展，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，大城市人口高度集中并大幅度增長(zhǎng)，同時(shí)汽車(chē)保有量急劇上升，交通需求迅速擴(kuò)大，而道路交通根底設(shè)施建設(shè)的開(kāi)展那么相對(duì)滯后。城市交通需求與供應(yīng)之間的矛盾越來(lái)越突出，城市“乘車(chē)難〞、“行車(chē)難〞的局面在加劇，交通阻塞呈現(xiàn)出點(diǎn)到線(xiàn)、由線(xiàn)到面的擴(kuò)展趨勢(shì)，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(yán)重影響著居民的正常的生活以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、健康開(kāi)展。近年來(lái)，我國(guó)城市交通的現(xiàn)狀已引起了政府、公眾、社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，有關(guān)專(zhuān)家學(xué)者和交通工程師們?cè)谖「鲊?guó)城市交通開(kāi)展經(jīng)驗(yàn)的根底上，找到了一條解決我國(guó)城市交通開(kāi)展問(wèn)題的有效途徑，即優(yōu)先開(kāi)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(shí)現(xiàn)道路交通根底設(shè)施開(kāi)展與交通需求增長(zhǎng)的均衡。實(shí)施“公交優(yōu)先〞是解決我國(guó)城市交通開(kāi)展問(wèn)題的有效途徑，也是我國(guó)目前城市交通開(kāi)展的根本政策。公交智能化是智能交通的一個(gè)重要的子領(lǐng)域，同時(shí)也是落實(shí)“公交優(yōu)先〞，使城市交通與社會(huì)經(jīng)濟(jì)和諧開(kāi)展的重要組成局部。實(shí)施公交智能化，必須提高公交效勞質(zhì)量，而到站后的準(zhǔn)確、及時(shí)報(bào)站就是一個(gè)方面，本設(shè)計(jì)基于AT89C52單片機(jī)、LED點(diǎn)陣制作的公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)就能解決這方面的問(wèn)題。從而，到達(dá)公共形象的提升。當(dāng)前國(guó)內(nèi)主要大城市的公交車(chē)大都采用人工報(bào)站,即每到一站由司機(jī)或者乘務(wù)員來(lái)進(jìn)行報(bào)站。但有時(shí)由于受到各種因素如雨雪天路滑、車(chē)上擁擠、乘務(wù)員心情的變化等的影響,會(huì)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)站,漏報(bào)站的情況,給乘客特別是不熟悉本市地形的乘客帶來(lái)了不必要的麻煩,從而影響到了一個(gè)城市的窗口形象工程建設(shè)。于是開(kāi)發(fā)研制自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)成為必然。1.3現(xiàn)狀隨著公交優(yōu)先戰(zhàn)略確實(shí)定，公交在緩解城市交通擁堵方面的作用將越來(lái)越重要，與這種要求相比，我國(guó)大城市公共交通還有很大差距，主要表現(xiàn)為：為社會(huì)提供效勞信息的水平低，只能是以經(jīng)驗(yàn)為主的被動(dòng)、滯后的實(shí)施效勞，仍以人工作業(yè)為主。上述問(wèn)題顯然不利于公交對(duì)乘客的吸引，也是導(dǎo)致公交運(yùn)營(yíng)組織模式落后、調(diào)度方式原始陳舊、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)的效勞質(zhì)量，是現(xiàn)代公交行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。我國(guó)開(kāi)展智能運(yùn)輸?shù)母纵^差，因此理論研究雖在進(jìn)行，但相應(yīng)技術(shù)卻得不到推廣。在實(shí)際生活中得不到應(yīng)用，達(dá)不到廣泛效勞社會(huì)的目的。所以開(kāi)展一種自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)，提高公交效勞質(zhì)量就成為民用科技研究的一個(gè)工程。目前在國(guó)際上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了GPS定位車(chē)載智能系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)的幾個(gè)大城市也都有使用，實(shí)現(xiàn)了公交系統(tǒng)的全面監(jiān)控、調(diào)度。公交車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)的研究也到達(dá)了無(wú)線(xiàn)聯(lián)絡(luò)，全自動(dòng)報(bào)站的水平。但其一般其經(jīng)濟(jì)投入較高。結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有的公交系統(tǒng)現(xiàn)狀，半自動(dòng)化報(bào)站系統(tǒng)還有很大的應(yīng)用空間。適應(yīng)用于一些中小城市。1.4開(kāi)展趨勢(shì) 現(xiàn)代信息社會(huì)中，作為人機(jī)信息視覺(jué)傳播媒體的顯示產(chǎn)品技術(shù)得到了迅速開(kāi)展，進(jìn)入二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時(shí)代，LED顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無(wú)疑會(huì)有很大的開(kāi)展，并有可能成為二十一世紀(jì)平板顯示的代表性主流產(chǎn)品。 信息化的社會(huì)的形成，信息領(lǐng)域的愈加廣泛，顯示屏的應(yīng)用前景更為廣闊。預(yù)計(jì)大型或超大型LED顯示屏的主流產(chǎn)品局面將會(huì)發(fā)生改變，適合于效勞行業(yè)特點(diǎn)和專(zhuān)業(yè)性要求的小型LED顯示屏?xí)休^大提高，而向信息效勞領(lǐng)域的LED顯示屏產(chǎn)品門(mén)類(lèi)和品種體系將更加豐富，局部潛在的市場(chǎng)需求和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)有所突破，如公共交通、停車(chē)場(chǎng)、餐飲、醫(yī)院等綜合效勞方面的信息顯示屏需求量將有更大的提高，大批量、小型化的標(biāo)準(zhǔn)系列LED顯示屏在LED顯示屏市場(chǎng)總量中將會(huì)有多數(shù)份額。1.5設(shè)計(jì)任務(wù)以AT89C51單片機(jī)為核心，16*16LED點(diǎn)陣作為顯示屏，制作一個(gè)公交車(chē)報(bào)站系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)要求：用16×16LED點(diǎn)陣顯示漢字，要求能穩(wěn)定、清晰地顯示預(yù)設(shè)文字；公交站名顯示通過(guò)編程能實(shí)現(xiàn)左移滾動(dòng)顯示方式；通過(guò)按鍵控制下一站的播報(bào)。第二章方案論證和選擇2.1總體方案單片機(jī)控制系統(tǒng)框圖，利用AT89C51單片機(jī)作為CPU來(lái)進(jìn)行總體控制，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)點(diǎn)陣進(jìn)行掃描，使其進(jìn)行顯示。列驅(qū)動(dòng)單片機(jī)列驅(qū)動(dòng)單片機(jī)16*16LED點(diǎn)陣顯示屏行驅(qū)動(dòng)16*16LED點(diǎn)陣顯示屏行驅(qū)動(dòng)圖2-1系統(tǒng)框圖2.2單片機(jī)選擇方案一:采用通過(guò)SPCE061A單片機(jī)編寫(xiě)程序顯示要求漢字。SPCE061A是凌陽(yáng)科技公司umSPTM(microcontrollerandsignalprocessor)系列產(chǎn)品中的16位微控制芯片，內(nèi)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(fù)雜的數(shù)字信號(hào)，適用于數(shù)字語(yǔ)音識(shí)別等領(lǐng)域。此方案也是有單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，性能穩(wěn)定，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，簡(jiǎn)單方便，但是由于我們系主要學(xué)習(xí)的是51系列單片機(jī)對(duì)于這一款新的單片機(jī)再去學(xué)習(xí)了解可能時(shí)間不夠，故此方案也被放棄了。方案二：選用ATMEL公司的AT89C52單片機(jī)作為硬件電路的主控芯片，它是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)8KBYTES的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器和256BYTES的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置有8位中央處理器和FLASH存儲(chǔ)器單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可提供許多復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。AT89C52單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案，因此單片機(jī)選擇ATC89C52較為適宜。報(bào)站器以單片機(jī)AT89C52為CPU來(lái)控制LED點(diǎn)陣顯示屏顯示所到站的站名，提高報(bào)站的準(zhǔn)確性，高效性和直觀性。由于線(xiàn)路不同，報(bào)站系統(tǒng)中存儲(chǔ)的站名需要通過(guò)更改來(lái)適用于各種線(xiàn)路，以此提高系統(tǒng)的通用性。所以我們需要設(shè)計(jì)通信模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)PC機(jī)和單片機(jī)之間的通信。并能通過(guò)單片機(jī)與PC機(jī)之間的通信來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)站名的更改，使其成為多功能開(kāi)發(fā)型報(bào)站器。而由于考慮到自身設(shè)計(jì)水平有限，本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)計(jì)語(yǔ)音模塊模仿人聲報(bào)站而是設(shè)計(jì)了按鍵模塊控制LED顯示屏顯示站名，到達(dá)報(bào)站的目的。在內(nèi)存方面，由于AT89C52的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為256字節(jié)，由于站名的信息量比擬大，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間有限，所以需要擴(kuò)展一個(gè)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，來(lái)滿(mǎn)足要求，這就要求系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置內(nèi)存擴(kuò)展模塊。LED顯示屏考慮系統(tǒng)只是一個(gè)演示作用，所以本設(shè)計(jì)采用了4塊8*8的LED顯示模塊組成的16*16的LED顯示屏，可以到達(dá)演示要求。2.3LED顯示方式的選擇根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同，LED大屏幕顯示方式可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。方案一：采用靜態(tài)鎖存方式，從理論上說(shuō)，不管顯示圖形還是文字，只要控制這些組成圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對(duì)應(yīng)的LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時(shí)控制各個(gè)發(fā)光點(diǎn)亮滅的方法稱(chēng)為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示方式。16×16的點(diǎn)陣共有2566個(gè)發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒(méi)有這么多端口，如果采用鎖存器來(lái)擴(kuò)展端口，按8位的鎖存器來(lái)計(jì)算，16×16的點(diǎn)陣需要256/8=32個(gè)鎖存器。這個(gè)數(shù)字很大，因?yàn)閮H僅是16×16的點(diǎn)陣，在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏往往要大的多，這樣在鎖存器上花的本錢(qián)將是一個(gè)很大的數(shù)字。這種方法可以直接驅(qū)動(dòng)LED，原理簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，LED的亮度也可以通過(guò)限流電阻調(diào)節(jié)，非常方便，但此種方法太浪費(fèi)單片機(jī)的I/O口，只適合于較小的系統(tǒng)。因此采用另一種稱(chēng)為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。方案二：采用動(dòng)態(tài)掃描方式，動(dòng)態(tài)掃描的意思簡(jiǎn)單地說(shuō)就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行〔比方24行〕的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。具體就由4塊8×8組成的16×16的點(diǎn)陣來(lái)說(shuō)，我們把所有同一行的發(fā)光管的陽(yáng)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(duì)應(yīng)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(diǎn)亮一定的時(shí)間，然后熄滅；再送出第二列的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第二列使其點(diǎn)亮相同的時(shí)間，然后熄滅；……

第二十四列之后又重新點(diǎn)亮第一列，這樣反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快〔每秒24次以上〕，由于人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，只要刷新速率不小于25幀/秒，就不會(huì)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(qū)動(dòng)較多的LED，控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機(jī)的資源。故采用本設(shè)計(jì)方案。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)介紹AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示。它主要由下面幾個(gè)局部組成：1個(gè)8位中央處理單元〔CPU〕、片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器、片內(nèi)RAM、4個(gè)8位的雙向可尋址I/O口、1個(gè)全雙工UART〔通用異步接收發(fā)送器〕的串行接口、2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、多個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，以及一個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。在AT89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)中，最顯著的特點(diǎn)是內(nèi)部含有Flash存儲(chǔ)器，而在其他方面的結(jié)構(gòu)，那么和Intel公司的8051的結(jié)構(gòu)沒(méi)有太大的區(qū)別。CPUCPU中斷控制振蕩器片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器總線(xiàn)控制片內(nèi)RAM4I/O端口ETC定時(shí)器1定時(shí)器0串行端口外部中斷P0P2P1P3地址/數(shù)據(jù)TXDRXD計(jì)數(shù)器輸入圖3-1AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖主要性能1.與MCS-51兼容

2.4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器

壽命：1000次寫(xiě)/擦循環(huán)

數(shù)據(jù)保存時(shí)間：10年

3.全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz

4.三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定

5.128*8位內(nèi)部RAM

6.32可編程I/O線(xiàn)

7.兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

8.5個(gè)中斷源

9.可編程串行通道

10.片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路圖3-2AT89C51引腳圖P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)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門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)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(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能存放器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)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

P3.0RXD〔串行輸入口〕

P3.1TXD〔串行輸出口〕

P3.2/INT0〔外部中斷0〕

P3.3/INT1〔外部中斷1〕

P3.4T0〔記時(shí)器0外部輸入〕

P3.5T1〔記時(shí)器1外部輸入〕

P3.6/WR〔外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通〕P3.7/RD〔外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通〕P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。

ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時(shí)ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。

/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。

/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，那么在此期間外部程序存儲(chǔ)器〔0000H-FFFFH〕，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源〔VPP〕。

XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。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內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的上下電平要求的寬度。因?yàn)楣卉?chē)車(chē)自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要較大的存儲(chǔ)量，所以要選擇一個(gè)數(shù)據(jù)和程序容量較大的單片機(jī)，這樣就不用擴(kuò)展數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器。在這里我們選用了ATMEL公司的AT89C52單片機(jī)作為本設(shè)計(jì)硬件電路的主控芯片，它是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)8KBYTES的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器和256BYTES的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置有8位中央處理器和FLASH存儲(chǔ)器單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可提供許多復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。3.1.1晶振電路AT89C52的內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。通過(guò)XTAL1，ATAL2外部接上一片作為反應(yīng)元件的晶體，與C1和C2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路，使其構(gòu)成自激振蕩器。電容的值具有微調(diào)的作用，我們?nèi)?0PF。具體的接法如右圖外部晶振電路AT89C52的工作頻率范圍在0-24MHZ。我們選用的是12MHZ的晶振，振蕩周期為1us機(jī)器周期為1us，所以這個(gè)晶振可以滿(mǎn)足這個(gè)系統(tǒng)的要求。并且晶振不能離單片機(jī)太遠(yuǎn)，不然使用外部晶振進(jìn)行軟件調(diào)試時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)找不到信號(hào)。復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位有硬件和軟件兩種，復(fù)位的作用是使程序自動(dòng)從0000H開(kāi)始執(zhí)行，因此我們只要在AT89C52單片機(jī)的RESET端加上一個(gè)高電平信號(hào)，并持續(xù)10ms以上即可，RESET端接有一個(gè)上電復(fù)位電路，它是由一個(gè)小的電解電容和一個(gè)接地的電阻組成的。人工復(fù)位電路另外采用一個(gè)按鈕來(lái)給RESET端加上高電平信號(hào)。圖3-3人工復(fù)位電路我們采用放電型人工復(fù)位電路，如圖3-3人工復(fù)位電路，上電時(shí)C通過(guò)R充電，維持寬度大于10ms的正脈沖，完成上復(fù)位功能。C充電結(jié)束后，RESET端出現(xiàn)低電平CPU正常工作。在此我們?nèi)×说湫椭礡=10K,R1=1k,C=10uf。上電復(fù)位實(shí)現(xiàn)的時(shí)間：T=R*C=10K*10UF=100ms>=10ms需要人工復(fù)位時(shí)，按下按鈕K，C通過(guò)K和R1放電，RESET端電位上升到高電平，實(shí)現(xiàn)人工復(fù)位，K松開(kāi)后C重新充電，充電結(jié)束后，CPU重新工作，R1是限流電阻，阻值不可以過(guò)大，否那么不能起到復(fù)位作用。按鍵電路的設(shè)計(jì)鍵盤(pán)實(shí)質(zhì)上是一組按鍵開(kāi)關(guān)的集合，控制CPU通過(guò)按鍵來(lái)識(shí)別特定的用戶(hù)命令，從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序來(lái)執(zhí)行用戶(hù)命令。鍵盤(pán)的軟硬件的設(shè)計(jì)涉及下面幾個(gè)方面的問(wèn)題：對(duì)于此設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)我們要準(zhǔn)確的顯示我們所要對(duì)應(yīng)的信息，每按下一次按鍵要顯示所要顯示的信息。這按鍵是主要用來(lái)報(bào)站的而設(shè)計(jì)的。這樣比鍵盤(pán)操作方便，也比擬實(shí)惠。按鍵電路采用中斷模式。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生中斷，CPU響應(yīng)中斷后，開(kāi)始計(jì)數(shù)，即查詢(xún)鍵號(hào)，通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)該鍵號(hào)所對(duì)應(yīng)鍵的功能鍵盤(pán)的大體設(shè)置為：第一個(gè)鍵為報(bào)站控制鍵S1用來(lái)控制站臺(tái)“+〞例如：第一站為光谷站，按下S1時(shí)顯示第二站：火車(chē)站，其余的站臺(tái)工作原理也一樣。S2用來(lái)控制站臺(tái)的“-〞，第二站為火車(chē)站，在按下S2時(shí)這樣就顯示火車(chē)站。電路如圖3-4按鍵電路：圖3-4按鍵電路3.2LED顯示屏設(shè)計(jì)我們知道的用來(lái)顯示的器件很多。比方數(shù)碼管、LCD、點(diǎn)陣式LED。數(shù)碼管只能顯示數(shù)字，LCD可以顯示漢字、符號(hào)、數(shù)字和圖形。雖然LCD的顯示效果要比LED好，顯示電路也比擬簡(jiǎn)單〔很大一局部已經(jīng)集成化〕。但是它的價(jià)格比擬高，也不容易采購(gòu)。所以綜合考慮生產(chǎn)本錢(qián)，本系統(tǒng)采用點(diǎn)陣式LED顯示。它具有以下優(yōu)點(diǎn)：1價(jià)格比擬廉價(jià)2容易擴(kuò)展顯示比擬多的漢字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(diǎn)陣式LED顯示屏是由標(biāo)準(zhǔn)的LED顯示模塊組成的。3.2.116*16LED顯示屏HS1088BS點(diǎn)陣式LED顯示模塊是8行8列64個(gè)LED組成。單塊點(diǎn)陣式LED顯示模塊能夠顯示各種字母，數(shù)字和常用的符號(hào)。點(diǎn)陣式LED顯示模塊在8行8列的每一個(gè)交點(diǎn)上裝有一個(gè)LED。模塊有共陽(yáng)極和共陰極之分。LED的正極接行引線(xiàn)，負(fù)極接列引線(xiàn)的稱(chēng)為共陽(yáng)極LED顯示模塊，反之為共陰極LED顯示模塊。由4個(gè)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(gè)8*8的LED顯示屏組成的16*16的LED顯示屏，行引腳逐個(gè)連接而成。圖3-58*8單色LED模塊內(nèi)部電路圖3—64個(gè)8*8的LED顯示屏組成的16*16的LED顯示屏3.2.2LED顯示屏的工作原理LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式：有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡(jiǎn)單、控制方便，但硬件接線(xiàn)復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)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(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏絕大局部是采用動(dòng)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(jué)暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫(huà)面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來(lái)就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫(huà)面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線(xiàn)數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。以8×8點(diǎn)陣模塊為例，說(shuō)明一下其使用方法及控制過(guò)程。圖2-1中，紅色水平線(xiàn)Y0、Y1……Y7叫做行線(xiàn)，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極，每一行8個(gè)LED的陽(yáng)極都接在本行的行線(xiàn)上。相鄰兩行線(xiàn)間絕緣。同樣，藍(lán)色豎直線(xiàn)X0、X1……X7叫做列線(xiàn)，接內(nèi)部每列8個(gè)LED的陰極，相鄰兩列線(xiàn)間絕緣。在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，假設(shè)在某行線(xiàn)上施加高電平〔用“1〞表示〕，在某列線(xiàn)上施加低電平〔用“0〞表示〕。那么行線(xiàn)和列線(xiàn)的交叉點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過(guò)而發(fā)光。比方，Y7為1，X0為0,那么右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，那么最上面一行8個(gè)LED全點(diǎn)亮?，F(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“B〞的過(guò)程。其過(guò)程如圖3-7圖3-7用動(dòng)態(tài)掃描顯示字符“B〞的過(guò)程第四章軟件設(shè)計(jì)程序就是為計(jì)算機(jī)某一算式或完成某一工作的假設(shè)干指令的有序集合。計(jì)算機(jī)的全部工作概括起來(lái)就是執(zhí)行這一指令序列的過(guò)成。這一指令序列稱(chēng)為程序。本章主要講了主控局部以及LED顯示局部的程序設(shè)計(jì)。4.1單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)工具及語(yǔ)言本系統(tǒng)的處理器是兼容8051指令集的高速單片機(jī)STC12C5412AD。為此，首選Keil

μVision作為其開(kāi)發(fā)工具。Keil

μVision是美國(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。其功能強(qiáng)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(jī)開(kāi)發(fā)工具。本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)軟件是采用C51語(yǔ)言編寫(xiě)，C51語(yǔ)言是ANSIC的擴(kuò)展集，其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵字等與ANSIC絕大局部是相同的。與匯編相比，C51語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可移植性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)。4.2單片機(jī)軟件流程系統(tǒng)通電，首先進(jìn)行初始化，第一個(gè)站時(shí)，按輸入鍵，系統(tǒng)進(jìn)行比擬判斷是否按下，“是〞那么繼續(xù)進(jìn)行外部中斷，調(diào)用程序清屏，再通過(guò)程序顯示地址；“否〞就返回原狀態(tài)。圖4-2單片機(jī)軟件流程4.3LED程序分析顯示驅(qū)動(dòng)程序在進(jìn)人中斷后首先要對(duì)定時(shí)器T0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(jì)算公式如下：刷新率(幀頻)=1/16×T0溢出率=1/16×fosc/12(65536—to)其中，fosc為晶振頻率，to為定時(shí)器T0初值(工作在16位定時(shí)器模式)。然后顯示驅(qū)動(dòng)程序查詢(xún)當(dāng)前燃亮的行號(hào)，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口發(fā)送給移位存放器。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)程序先要關(guān)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(hào)，重新翻開(kāi)顯示。4.3.1LED漢字左移程序分析漢字的左移程序步驟如下：先申請(qǐng)一個(gè)二維的數(shù)組，在數(shù)組中放入兩個(gè)漢字的字碼，然后使外部存放器進(jìn)行停留顯示一段時(shí)間。把這個(gè)數(shù)組的內(nèi)容整體從左向右移動(dòng)一位，再讓外部存放器進(jìn)行停留顯示一段時(shí)間。進(jìn)行上一步時(shí)，數(shù)組會(huì)少一列數(shù)據(jù)，這時(shí)就把下一個(gè)漢字的頭字節(jié)取來(lái)補(bǔ)上。這樣一直進(jìn)行下去，直到最后沒(méi)有漢字字碼為止。4.3.2漢字站號(hào)的按鍵選擇程序分析按鍵程序是實(shí)現(xiàn)公交報(bào)站的一個(gè)重要組成局部，這里我使用了51單片機(jī)兩個(gè)強(qiáng)大的外部中斷來(lái)做漢字內(nèi)容的切換。下一站按鍵按下之后，先對(duì)顯示屏進(jìn)行清屏，然后字模的地址指針移動(dòng)到下一站字模組的首地址，主程序繼續(xù)執(zhí)行顯示當(dāng)前指針指向的漢字。上一站按鍵按下之后，先對(duì)顯示屏進(jìn)行清屏，然后字模的地址指針移動(dòng)到上下一站字模組的首地址，主程序繼續(xù)執(zhí)行顯示當(dāng)前指針指向的漢字?？偨Y(jié)本設(shè)計(jì)的是一個(gè)公交車(chē)報(bào)站16*16的點(diǎn)陣LED顯示屏，能夠在目測(cè)條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，本錢(qián)低等特點(diǎn)，適合在每輛公交車(chē)上安裝?？偨Y(jié)本文的研究工作，主要做了下面幾點(diǎn)工作一、通過(guò)查閱大量的相關(guān)資料，詳細(xì)了解了公交車(chē)報(bào)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(chē)報(bào)站系統(tǒng)的現(xiàn)狀，清楚地了解了在顯示站名時(shí)LED顯示屏與其它顯示屏相比擬有那些優(yōu)點(diǎn)，明確了研究目標(biāo)。并且通過(guò)對(duì)單片機(jī)資料的查閱和應(yīng)用，更進(jìn)一步增加了對(duì)單片機(jī)知識(shí)的理解和運(yùn)用能力。并證實(shí)了自己的思路：“查資料→思考總結(jié)→運(yùn)用→找出過(guò)失，再查資料和向別人詢(xún)問(wèn)→再次運(yùn)用〞的正確性。二，本文設(shè)計(jì)的公交車(chē)報(bào)站LED顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)在目測(cè)條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)