基于單片機的公交車報站系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計說明書課題名稱:基于單片機的公交車報站系統(tǒng)設(shè)計學生姓名專業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)班級1202時間2023.10-2023.12指導教師電子工程學院摘要：本文介紹了一種公交車報站系統(tǒng)的硬件設(shè)計原理，提供了一種以AT89C52單片機為核心，控制大屏幕LED點陣顯示的硬件設(shè)計方案。系統(tǒng)主要通過AT89C52單片機做為系統(tǒng)CPU，處理包括鍵盤輸入和LED顯示屏顯示站名的所有信號處理。系統(tǒng)掃描到有鍵按下，判鍵確定后給CPU一個脈沖信號，然后CPU處理信號，確定所到站的站名，再通過掃描驅(qū)動從LED顯示屏上顯示出所到站的站名。到達半自動報站的作用。整個系統(tǒng)硬件設(shè)計包括鍵盤電路、復位電路、顯示驅(qū)動電路、顯示電路、內(nèi)存擴展電路模塊。其中顯示模塊是本系統(tǒng)的重點。本系統(tǒng)很大程度上提高公交車報站的準確性，可靠性。提高了公交系統(tǒng)的效勞質(zhì)量。促進城市經(jīng)濟開展和交通變化的和諧開展。關(guān)鍵詞：AT89C52單片機，16*16LED點陣顯示屏，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開展趨勢……………………4 1.5設(shè)計任務(wù)……………………4第二章案論證和選擇………………5 2.1總體方案……………………5 2.2單片機的選擇………………5 2.3LED點陣顯示方式的選擇…………………6第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計………………73.1單片機介紹…………………7晶振電路……………10復位電路設(shè)計………11按鍵電路設(shè)計………11 3.2顯示電路設(shè)計……………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……………………16 4.1軟件開發(fā)工具和語音……………………164.2單片機軟件流程圖………16 4.3LED程序分析………………17結(jié)論…………………18致謝…………………19參考文獻……………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步，人們對事物的認知程度已經(jīng)得到了廣泛的提升，在實際生活中，大家都希望能使用簡便、智能、人性化的產(chǎn)品。在公交車自動報站方面，由于我國現(xiàn)狀，人口眾多，口音復雜，對于乘客而言，原來的人工報站存在著很多的問題。為了跟隨科技開展，提高公交系統(tǒng)的效勞質(zhì)量，提升城市形象。開發(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報站器就成為一種必然。因此本次畢業(yè)設(shè)計中提出一個以AT89C52單片機為核心，用LED顯示屏顯示站名的即經(jīng)濟、高效、直觀的公交車到站自動報站系統(tǒng)。1.2背景與意義隨著國民經(jīng)濟的快速開展，城市建設(shè)規(guī)模不斷擴大，大城市人口高度集中并大幅度增長，同時汽車保有量急劇上升，交通需求迅速擴大，而道路交通根底設(shè)施建設(shè)的開展那么相對滯后。城市交通需求與供應(yīng)之間的矛盾越來越突出，城市“乘車難〞、“行車難〞的局面在加劇，交通阻塞呈現(xiàn)出點到線、由線到面的擴展趨勢，交通擁擠、交通延誤、交通阻塞以及由此引起的噪音、廢氣污染嚴重影響著居民的正常的生活以及社會經(jīng)濟的持續(xù)、健康開展。近年來，我國城市交通的現(xiàn)狀已引起了政府、公眾、社會各界的廣泛關(guān)注，有關(guān)專家學者和交通工程師們在吸取各國城市交通開展經(jīng)驗的根底上，找到了一條解決我國城市交通開展問題的有效途徑，即優(yōu)先開展城市公共交通，以公共交通為杠桿降低城市交通需求總量，實現(xiàn)道路交通根底設(shè)施開展與交通需求增長的均衡。實施“公交優(yōu)先〞是解決我國城市交通開展問題的有效途徑，也是我國目前城市交通開展的根本政策。公交智能化是智能交通的一個重要的子領(lǐng)域，同時也是落實“公交優(yōu)先〞，使城市交通與社會經(jīng)濟和諧開展的重要組成局部。實施公交智能化，必須提高公交效勞質(zhì)量，而到站后的準確、及時報站就是一個方面，本設(shè)計基于AT89C52單片機、LED點陣制作的公交車報站系統(tǒng)就能解決這方面的問題。從而，到達公共形象的提升。當前國內(nèi)主要大城市的公交車大都采用人工報站,即每到一站由司機或者乘務(wù)員來進行報站。但有時由于受到各種因素如雨雪天路滑、車上擁擠、乘務(wù)員心情的變化等的影響,會出現(xiàn)報錯站,漏報站的情況,給乘客特別是不熟悉本市地形的乘客帶來了不必要的麻煩,從而影響到了一個城市的窗口形象工程建設(shè)。于是開發(fā)研制自動報站系統(tǒng)成為必然。1.3現(xiàn)狀隨著公交優(yōu)先戰(zhàn)略確實定，公交在緩解城市交通擁堵方面的作用將越來越重要，與這種要求相比，我國大城市公共交通還有很大差距，主要表現(xiàn)為：為社會提供效勞信息的水平低，只能是以經(jīng)驗為主的被動、滯后的實施效勞，仍以人工作業(yè)為主。上述問題顯然不利于公交對乘客的吸引，也是導致公交運營組織模式落后、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)亟待解決的問題。我國開展智能運輸?shù)母纵^差，因此理論研究雖在進行，但相應(yīng)技術(shù)卻得不到推廣。在實際生活中得不到應(yīng)用，達不到廣泛效勞社會的目的。所以開展一種自動報站系統(tǒng)，提高公交效勞質(zhì)量就成為民用科技研究的一個工程。目前在國際上已經(jīng)實現(xiàn)了GPS定位車載智能系統(tǒng)，在國內(nèi)的幾個大城市也都有使用，實現(xiàn)了公交系統(tǒng)的全面監(jiān)控、調(diào)度。公交車自動報站系統(tǒng)的研究也到達了無線聯(lián)絡(luò)，全自動報站的水平。但其一般其經(jīng)濟投入較高。結(jié)合我國現(xiàn)有的公交系統(tǒng)現(xiàn)狀，半自動化報站系統(tǒng)還有很大的應(yīng)用空間。適應(yīng)用于一些中小城市。1.4開展趨勢 現(xiàn)代信息社會中，作為人機信息視覺傳播媒體的顯示產(chǎn)品技術(shù)得到了迅速開展，進入二十一世紀的顯示技術(shù)將是平板顯示的時代，LED顯示屏作為平板顯示的主導產(chǎn)品之一無疑會有很大的開展，并有可能成為二十一世紀平板顯示的代表性主流產(chǎn)品。 信息化的社會的形成，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)計大型或超大型LED顯示屏的主流產(chǎn)品局面將會發(fā)生改變，適合于效勞行業(yè)特點和專業(yè)性要求的小型LED顯示屏會有較大提高，而向信息效勞領(lǐng)域的LED顯示屏產(chǎn)品門類和品種體系將更加豐富，局部潛在的市場需求和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)兴黄?，如公共交通、停車場、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、小型化的標準系列LED顯示屏在LED顯示屏市場總量中將會有多數(shù)份額。1.5設(shè)計任務(wù)以AT89C51單片機為核心，16*16LED點陣作為顯示屏，制作一個公交車報站系統(tǒng)。 設(shè)計要求：用16×16LED點陣顯示漢字，要求能穩(wěn)定、清晰地顯示預(yù)設(shè)文字；公交站名顯示通過編程能實現(xiàn)左移滾動顯示方式；通過按鍵控制下一站的播報。第二章方案論證和選擇2.1總體方案單片機控制系統(tǒng)框圖，利用AT89C51單片機作為CPU來進行總體控制，通過驅(qū)動電路對點陣進行掃描，使其進行顯示。列驅(qū)動單片機列驅(qū)動單片機16*16LED點陣顯示屏行驅(qū)動16*16LED點陣顯示屏行驅(qū)動圖2-1系統(tǒng)框圖2.2單片機選擇方案一:采用通過SPCE061A單片機編寫程序顯示要求漢字。SPCE061A是凌陽科技公司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、快速地處理復雜的數(shù)字信號，適用于數(shù)字語音識別等領(lǐng)域。此方案也是有單片機直接驅(qū)動，性能穩(wěn)定，驅(qū)動能力強，簡單方便，但是由于我們系主要學習的是51系列單片機對于這一款新的單片機再去學習了解可能時間不夠，故此方案也被放棄了。方案二：選用ATMEL公司的AT89C52單片機作為硬件電路的主控芯片，它是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)8KBYTES的可反復擦寫的只讀程序存儲器和256BYTES的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置有8位中央處理器和FLASH存儲器單元，功能強大的AT89C52單片機可提供許多復雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。AT89C52單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案，因此單片機選擇ATC89C52較為適宜。報站器以單片機AT89C52為CPU來控制LED點陣顯示屏顯示所到站的站名，提高報站的準確性，高效性和直觀性。由于線路不同，報站系統(tǒng)中存儲的站名需要通過更改來適用于各種線路，以此提高系統(tǒng)的通用性。所以我們需要設(shè)計通信模塊來實現(xiàn)PC機和單片機之間的通信。并能通過單片機與PC機之間的通信來實現(xiàn)報站名的更改，使其成為多功能開發(fā)型報站器。而由于考慮到自身設(shè)計水平有限，本次設(shè)計的系統(tǒng)沒有設(shè)計語音模塊模仿人聲報站而是設(shè)計了按鍵模塊控制LED顯示屏顯示站名，到達報站的目的。在內(nèi)存方面，由于AT89C52的數(shù)據(jù)存儲為256字節(jié)，由于站名的信息量比擬大，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲空間有限，所以需要擴展一個片外數(shù)據(jù)存儲，來滿足要求，這就要求系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置內(nèi)存擴展模塊。LED顯示屏考慮系統(tǒng)只是一個演示作用，所以本設(shè)計采用了4塊8*8的LED顯示模塊組成的16*16的LED顯示屏，可以到達演示要求。2.3LED顯示方式的選擇根據(jù)驅(qū)動方式的不同，LED大屏幕顯示方式可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。方案一：采用靜態(tài)鎖存方式，從理論上說，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點所在位置相對應(yīng)的LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動顯示方式。16×16的點陣共有2566個發(fā)光二極管，顯然單片機沒有這么多端口，如果采用鎖存器來擴展端口，按8位的鎖存器來計算，16×16的點陣需要256/8=32個鎖存器。這個數(shù)字很大，因為僅僅是16×16的點陣，在實際應(yīng)用中的顯示屏往往要大的多，這樣在鎖存器上花的本錢將是一個很大的數(shù)字。這種方法可以直接驅(qū)動LED，原理簡單，驅(qū)動能力強，LED的亮度也可以通過限流電阻調(diào)節(jié)，非常方便，但此種方法太浪費單片機的I/O口，只適合于較小的系統(tǒng)。因此采用另一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法。方案二：采用動態(tài)掃描方式，動態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)多行〔比方24行〕的同名列共用一套列驅(qū)動器。具體就由4塊8×8組成的16×16的點陣來說，我們把所有同一行的發(fā)光管的陽極連在一起，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亮一定的時間，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亮相同的時間，然后熄滅；……

第二十四列之后又重新點亮第一列，這樣反復輪回。當這樣輪回的速度足夠快〔每秒24次以上〕，由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，只要刷新速率不小于25幀/秒，就不會有閃爍感，我們就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。該方法能驅(qū)動較多的LED，控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機的資源。故采用本設(shè)計方案。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1單片機介紹AT89C51單片機的結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示。它主要由下面幾個局部組成：1個8位中央處理單元〔CPU〕、片內(nèi)Flash存儲器、片內(nèi)RAM、4個8位的雙向可尋址I/O口、1個全雙工UART〔通用異步接收發(fā)送器〕的串行接口、2個16位的定時器/計數(shù)器、多個優(yōu)先級的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，以及一個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。在AT89C51單片機結(jié)構(gòu)中，最顯著的特點是內(nèi)部含有Flash存儲器，而在其他方面的結(jié)構(gòu)，那么和Intel公司的8051的結(jié)構(gòu)沒有太大的區(qū)別。CPUCPU中斷控制振蕩器片內(nèi)Flash存儲器總線控制片內(nèi)RAM4I/O端口ETC定時器1定時器0串行端口外部中斷P0P2P1P3地址/數(shù)據(jù)TXDRXD計數(shù)器輸入圖3-1AT89C51單片機的結(jié)構(gòu)框圖主要性能1.與MCS-51兼容

2.4K字節(jié)可編程閃爍存儲器

壽命：1000次寫/擦循環(huán)

數(shù)據(jù)保存時間：10年

3.全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz

4.三級程序存儲器鎖定

5.128*8位內(nèi)部RAM

6.32可編程I/O線

7.兩個16位定時器/計數(shù)器

8.5個中斷源

9.可編程串行通道

10.片內(nèi)振蕩器和時鐘電路圖3-2AT89C51引腳圖P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8個TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(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門電流。P1口管腳寫入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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一個內(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TTL門電流，當P2口被寫“1”時，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，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口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能存放器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“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〔記時器0外部輸入〕

P3.5T1〔記時器1外部輸入〕

P3.6/WR〔外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通〕P3.7/RD〔外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通〕P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。

ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時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，置位無效。

/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。

/EA/VPP：當/EA保持低電平時，那么在此期間外部程序存儲器〔0000H-FFFFH〕，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。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)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來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。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的上下電平要求的寬度。因為公交車車自動報站系統(tǒng)設(shè)計需要較大的存儲量，所以要選擇一個數(shù)據(jù)和程序容量較大的單片機，這樣就不用擴展數(shù)據(jù)和程序存儲器。在這里我們選用了ATMEL公司的AT89C52單片機作為本設(shè)計硬件電路的主控芯片，它是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)8KBYTES的可反復擦寫的只讀程序存儲器和256BYTES的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置有8位中央處理器和FLASH存儲器單元，功能強大的AT89C52單片機可提供許多復雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。3.1.1晶振電路AT89C52的內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。通過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機器周期為1us，所以這個晶振可以滿足這個系統(tǒng)的要求。并且晶振不能離單片機太遠，不然使用外部晶振進行軟件調(diào)試時就會發(fā)現(xiàn)找不到信號。復位電路設(shè)計復位有硬件和軟件兩種，復位的作用是使程序自動從0000H開始執(zhí)行，因此我們只要在AT89C52單片機的RESET端加上一個高電平信號，并持續(xù)10ms以上即可，RESET端接有一個上電復位電路，它是由一個小的電解電容和一個接地的電阻組成的。人工復位電路另外采用一個按鈕來給RESET端加上高電平信號。圖3-3人工復位電路我們采用放電型人工復位電路，如圖3-3人工復位電路，上電時C通過R充電，維持寬度大于10ms的正脈沖，完成上復位功能。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。上電復位實現(xiàn)的時間：T=R*C=10K*10UF=100ms>=10ms需要人工復位時，按下按鈕K，C通過K和R1放電，RESET端電位上升到高電平，實現(xiàn)人工復位，K松開后C重新充電，充電結(jié)束后，CPU重新工作，R1是限流電阻，阻值不可以過大，否那么不能起到復位作用。按鍵電路的設(shè)計鍵盤實質(zhì)上是一組按鍵開關(guān)的集合，控制CPU通過按鍵來識別特定的用戶命令，從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序來執(zhí)行用戶命令。鍵盤的軟硬件的設(shè)計涉及下面幾個方面的問題：對于此設(shè)計來說我們要準確的顯示我們所要對應(yīng)的信息，每按下一次按鍵要顯示所要顯示的信息。這按鍵是主要用來報站的而設(shè)計的。這樣比鍵盤操作方便，也比擬實惠。按鍵電路采用中斷模式。當有按鍵按下時，系統(tǒng)產(chǎn)生中斷，CPU響應(yīng)中斷后，開始計數(shù)，即查詢鍵號，通過軟件來實現(xiàn)該鍵號所對應(yīng)鍵的功能鍵盤的大體設(shè)置為：第一個鍵為報站控制鍵S1用來控制站臺“+〞例如：第一站為光谷站，按下S1時顯示第二站：火車站，其余的站臺工作原理也一樣。S2用來控制站臺的“-〞，第二站為火車站，在按下S2時這樣就顯示火車站。電路如圖3-4按鍵電路：圖3-4按鍵電路3.2LED顯示屏設(shè)計我們知道的用來顯示的器件很多。比方數(shù)碼管、LCD、點陣式LED。數(shù)碼管只能顯示數(shù)字，LCD可以顯示漢字、符號、數(shù)字和圖形。雖然LCD的顯示效果要比LED好，顯示電路也比擬簡單〔很大一局部已經(jīng)集成化〕。但是它的價格比擬高，也不容易采購。所以綜合考慮生產(chǎn)本錢，本系統(tǒng)采用點陣式LED顯示。它具有以下優(yōu)點：1價格比擬廉價2容易擴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，點陣式LED顯示屏是由標準的LED顯示模塊組成的。3.2.116*16LED顯示屏HS1088BS點陣式LED顯示模塊是8行8列64個LED組成。單塊點陣式LED顯示模塊能夠顯示各種字母，數(shù)字和常用的符號。點陣式LED顯示模塊在8行8列的每一個交點上裝有一個LED。模塊有共陽極和共陰極之分。LED的正極接行引線，負極接列引線的稱為共陽極LED顯示模塊，反之為共陰極LED顯示模塊。由4個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8*8的LED顯示屏組成的16*16的LED顯示屏，行引腳逐個連接而成。圖3-58*8單色LED模塊內(nèi)部電路圖3—64個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，反復循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。點陣式LED漢字廣告屏絕大局部是采用動態(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。最典型的例子就是電影放映機。在電子領(lǐng)域中，因為這種動態(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。以8×8點陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。圖2-1中，紅色水平線Y0、Y1……Y7叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽極，每一行8個LED的陽極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，藍色豎直線X0、X1……X7叫做列線，接內(nèi)部每列8個LED的陰極，相鄰兩列線間絕緣。在這種形式的LED點陣模塊中，假設(shè)在某行線上施加高電平〔用“1〞表示〕，在某列線上施加低電平〔用“0〞表示〕。那么行線和列線的交叉點處的LED就會有電流流過而發(fā)光。比方，Y7為1，X0為0,那么右下角的LED點亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，那么最上面一行8個LED全點亮?，F(xiàn)描述一下用動態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“B〞的過程。其過程如圖3-7圖3-7用動態(tài)掃描顯示字符“B〞的過程第四章軟件設(shè)計程序就是為計算機某一算式或完成某一工作的假設(shè)干指令的有序集合。計算機的全部工作概括起來就是執(zhí)行這一指令序列的過成。這一指令序列稱為程序。本章主要講了主控局部以及LED顯示局部的程序設(shè)計。4.1單片機軟件開發(fā)工具及語言本系統(tǒng)的處理器是兼容8051指令集的高速單片機STC12C5412AD。為此，首選Keil

μVision作為其開發(fā)工具。Keil

μVision是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。其功能強大，生成的代碼緊湊，是目前世界上使用最廣的51系列兼容單片機開發(fā)工具。本設(shè)計中，單片機軟件是采用C51語言編寫，C51語言是ANSIC的擴展集，其語法結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵字等與ANSIC絕大局部是相同的。與匯編相比，C51語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可移植性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢。4.2單片機軟件流程系統(tǒng)通電，首先進行初始化，第一個站時，按輸入鍵，系統(tǒng)進行比擬判斷是否按下，“是〞那么繼續(xù)進行外部中斷，調(diào)用程序清屏，再通過程序顯示地址；“否〞就返回原狀態(tài)。圖4-2單片機軟件流程4.3LED程序分析顯示驅(qū)動程序在進人中斷后首先要對定時器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為定時器T0初值(工作在16位定時器模式)。然后顯示驅(qū)動程序查詢當前燃亮的行號，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給移位存放器。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動程序先要關(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，重新翻開顯示。4.3.1LED漢字左移程序分析漢字的左移程序步驟如下：先申請一個二維的數(shù)組，在數(shù)組中放入兩個漢字的字碼，然后使外部存放器進行停留顯示一段時間。把這個數(shù)組的內(nèi)容整體從左向右移動一位，再讓外部存放器進行停留顯示一段時間。進行上一步時，數(shù)組會少一列數(shù)據(jù)，這時就把下一個漢字的頭字節(jié)取來補上。這樣一直進行下去，直到最后沒有漢字字碼為止。4.3.2漢字站號的按鍵選擇程序分析按鍵程序是實現(xiàn)公交報站的一個重要組成局部，這里我使用了51單片機兩個強大的外部中斷來做漢字內(nèi)容的切換。下一站按鍵按下之后，先對顯示屏進行清屏，然后字模的地址指針移動到下一站字模組的首地址，主程序繼續(xù)執(zhí)行顯示當前指針指向的漢字。上一站按鍵按下之后，先對顯示屏進行清屏，然后字模的地址指針移動到上下一站字模組的首地址，主程序繼續(xù)執(zhí)行顯示當前指針指向的漢字?？偨Y(jié)本設(shè)計的是一個公交車報站16*16的點陣LED顯示屏，能夠在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無串擾。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)簡單，容易實現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，本錢低等特點，適合在每輛公交車上安裝?？偨Y(jié)本文的研究工作，主要做了下面幾點工作一、通過查閱大量的相關(guān)資料，詳細了解了公交車報站系統(tǒng)和其中的LED的發(fā)光原理和LED顯示屏的原理，了解了公交車報站系統(tǒng)的現(xiàn)狀，清楚地了解了在顯示站名時LED顯示屏與其它顯示屏相比擬有那些優(yōu)點，明確了研究目標。并且通過對單片機資料的查閱和應(yīng)用，更進一步增加了對單片機知識的理解和運用能力。并證實了自己的思路：“查資料→思考總結(jié)→運用→找出過失，再查資料和向別人詢問→再次運用〞的正確性。二，本文設(shè)計的公交車報站LED顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、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