基于51單片機(jī)led顯示屏的設(shè)計(jì)-工學(xué)學(xué)士畢業(yè)論文

1、摘要本文介紹了一款以msc-51單片機(jī)為控制器的led點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)中英文字符的妞示和動(dòng)態(tài)特效妞示。并ii可以通過級(jí)連的方式來擴(kuò)大妞 示屏幕的尺、？以達(dá)到增加顯示內(nèi)容的目的。系統(tǒng)采用pc機(jī)作為上位機(jī)，上位機(jī)向 單片機(jī)發(fā)送控制命令和上位機(jī)所存儲(chǔ)的妞示代碼，msc-51單片機(jī)接收并處理pc機(jī) 的控制命令以及顯示代碼，由顯示驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)一個(gè)16x64分辨率的led點(diǎn)陣顯 東屛的掃描顯示。pc機(jī)與半片機(jī)之間的通信采用rs232c通信標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)。所選 用的msc-51單片機(jī)異有價(jià)格低廉程序?qū)懭敕奖愕奶攸c(diǎn)使得整個(gè)系統(tǒng)方便維護(hù)和檢 修。除此之外，該系統(tǒng)只占用了單片機(jī)少量的i/o 口和內(nèi)

2、存，為系統(tǒng)留下了功能擴(kuò) 展的空間。串行通信關(guān)鍵字：msc-51単片機(jī)；lh）點(diǎn)陣顯示；軟件設(shè)計(jì);abstractthis paper introduces a design of the led lattice display system base on msc-51. the system can display in both chinese and english characters of the show and from top to bottom and move around the magic show. and can be cascaded to expand the

3、screen size to achieve increased content purposes. the pc sends control commands and displays code to microcontroller, msc-51 receives control commands from pc and shows the code，driver module drives a 16x64-resolution led lattice leds panel display scan showed. communication between pc and the micr

4、ocontroller using rs-232c communications standards, the characteristics that msc-51 microcontroller is cheap and could be coded conveniently makes the whole system convenient to maintenance and repair. in addition，the system will take up only a small amount of the mcu i/o and memory,so that the syst

5、em has functional space for expansion.key words: msc-51; lattice leds panel display; serial communicatio第1章前言1.1課題背景 1.1.1選題背景l(fā)ed顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，顯示屏 由幾萬到幾十萬個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)均勻排列組成。利用不同的材料可以制 造不同色彩的led像素點(diǎn)?？谇皯?yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色 led的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。led敁示屏可以敁示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像; 不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有

6、投影儀、電視墻、液晶顯示屏無 法比擬的優(yōu)點(diǎn)。在短短的十來年中，led點(diǎn)陣顯示屏就以亮度高、工作電壓低、功耗小、小型 化、蕎命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯 示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。lh）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。ud 敁示屏的應(yīng)用涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要拈：（1）證券交易、金融信息敁示。（2）機(jī)場航班動(dòng)態(tài)信息顯示。（3）港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。（4）體育場館信 息顯示。（5）道路交通信息顯示。（6）調(diào)度指揮中心信息顯示。（7）郵政、電信、 商場購物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)

7、務(wù)宣傳及信息顯示。（8）廣告媒體新產(chǎn)品等。1.1.2 lh）顯示屏的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（1）我岡led產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀我國的wd顯示屏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過兒年的發(fā)展，基木形成y批兵省一定規(guī)模的骨干 企業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至2008年底，年度銷售總額在5000萬元以上的企業(yè)有50 多家，其銷售總額達(dá)20億元左右，占行業(yè)市場總額的65%以上。全國從事wd顯示 屏的各類企業(yè)有1000余家，從業(yè)人員近20000人，行業(yè)年度銷售總額近200億元人 比幣，2006年、2007年的增長速度均保持40%左心。在國內(nèi)市場上，w產(chǎn)led顯示 屏的市場占冇率近100%，m外同類產(chǎn)品基本沒有市場，北京奧運(yùn)會(huì)主會(huì)場、上海世 博會(huì)的主會(huì)場、廣

8、州亞運(yùn)會(huì)的主會(huì)場等的lk）顯示屏，均由岡內(nèi)代表企業(yè)中標(biāo)。技 術(shù)水平相對(duì)領(lǐng)先，我國lh）顯示屏產(chǎn)業(yè)在規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，產(chǎn)品技術(shù)推陳出新，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(jí)灰度256色視頻控制技術(shù)及 無線遙控等國際先進(jìn)水y技術(shù)，近年在全彩色led顯示屏、256級(jí)灰度視頻控制技 術(shù)、集群無經(jīng)線控制、多級(jí)群控技術(shù)等方面均有國內(nèi)先進(jìn)、達(dá)到國際水平的技術(shù)和 產(chǎn)品出現(xiàn)；led顯示屏控制專用大規(guī)模集成電路也已由國內(nèi)企、ik開發(fā)生產(chǎn)丼得到應(yīng) 用。led顯示屏產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)形成丫一批led顯示屏科技隊(duì)伍，在全國wd顯示屏行業(yè) 的從業(yè)人數(shù)20000人中，科技人員有9800多人，將近50%。led妞示屏

9、產(chǎn)業(yè)正成為 我國電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是平板顯示領(lǐng)域唯一立足國內(nèi)形成的民族高 科技產(chǎn)業(yè)。（2）led顯示屏的發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)代信息社會(huì)中，作為人一機(jī)信息視覺傳播媒體的顯示產(chǎn)品和技術(shù)得到迅速發(fā) 展，進(jìn)入高科技吋代的顯示技術(shù)將是平板顯示的吋代，led顯示屏作為平板顯示的 主導(dǎo)產(chǎn)品之一無疑會(huì)有更大的發(fā)展，并有可能成為二十一世紀(jì)平板妞示的代表性主 流產(chǎn)品。高亮度、全彩化藍(lán)色及純綠色led產(chǎn)品自出現(xiàn)以來，成本逐年快速降低， 已具備成熟的商業(yè)化條件。基礎(chǔ)材料的產(chǎn)業(yè)化。使led全彩色顯示產(chǎn)品成本t降， 應(yīng)用加快。led產(chǎn)品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、0平衡均達(dá)到比 較理想的效果，完全可以滿足戶

10、外全天候的環(huán)境條件要求，同時(shí)，由于全彩色顯示 屏價(jià)格性能比的優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)在未來幾年的發(fā)展中，全彩色led顯示屏在戶外廣告媒 體中會(huì)越來越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈筘、霓紅燈、磁翻板等產(chǎn)品，體育場館的顯示方面 全彩色led屏更會(huì)成為主流產(chǎn)品。全彩色led顯示屏的廣泛應(yīng)用會(huì)是led顯示屏產(chǎn) 、lk發(fā)展的一個(gè)新的增長點(diǎn)。未來led顯示屏?xí)蛑鴺?biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣 化的方向發(fā)展。（3）選題意義該設(shè)計(jì)課題使我們能夠掌握led顯示屏的基木顯示原理和設(shè)計(jì)方法，對(duì)wd顯示 屏這個(gè)行業(yè)有了較為深刻的了解和認(rèn)識(shí)。并且對(duì)大學(xué)期問所學(xué)習(xí)的一些理論進(jìn)行了 實(shí)踐，使我們對(duì)所學(xué)過的理論知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)。并且通過該沒計(jì)課題掌握了

11、 51 單片機(jī)的的軟硬件幵發(fā)工具的使用方法，為以后從事相關(guān)行業(yè)的工作積累了實(shí)際工 作經(jīng)驗(yàn)。目前我國的信息行業(yè)發(fā)展迅速，作為主要平面顯示媒介的led顯示屏的作 用也越練越廣泛，相關(guān)的從業(yè)人員也會(huì)越來越緊缺。但同時(shí)應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到我w 的lh）技術(shù)雖然發(fā)展迅速但和世界先進(jìn)水平還有一定的差距。因此此課題不論是對(duì) a己的就業(yè)還是對(duì)我國lro顯示技術(shù)的發(fā)展都宥非?，F(xiàn)實(shí)與積極的意義。1.2論文主要內(nèi)容針對(duì)設(shè)計(jì)題目的特點(diǎn)，對(duì)論文的a容和結(jié)構(gòu)將做如下安排：（1）初步方案的論證和選擇搜集題目的有關(guān)資料，并參照目前通用的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法擬定幾套設(shè)計(jì)方 案進(jìn)行分析比較。最終選定了以pc機(jī)為上位機(jī)，單片機(jī)為核心控制

12、器件，外加譯碼 電路和驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)方案。（2）方案實(shí)現(xiàn)以設(shè)計(jì)方案為指導(dǎo)思想選擇合適的器件來實(shí)現(xiàn)這一思想，選擇器件時(shí)要從功能和電氣特性兩方面來選擇和論證。經(jīng)過對(duì)比選擇選定stc12c5a60s2爭片機(jī)為核心控 制器件，由申并轉(zhuǎn)換器74hc595和鎖存器74ls373為譯碼電路器件，三極管8550 和uln2803為驅(qū)動(dòng)電路器件。論文列出丫詳細(xì)的器件參數(shù)和在系統(tǒng)屮的連接使用方 法。(3) 軟件編寫根據(jù)硬件特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，軟件選用c語言編寫。程序按功能分為靜態(tài)顯示、 動(dòng)態(tài)顯示、通信等兒個(gè)功能上相對(duì)獨(dú)立的模塊。然后按照所劃分的模塊逐個(gè)編寫和 調(diào)試，最后將獨(dú)立的模塊整合起來。(4) 驗(yàn)證與測試調(diào)試分為

13、硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試幾步來進(jìn)行。在硬件調(diào)試屮發(fā)現(xiàn) 宥單片機(jī)端口驅(qū)動(dòng)能力不足、驅(qū)動(dòng)電路工作不穩(wěn)定等問題。在軟件調(diào)試中出現(xiàn)程序 整合工作不協(xié)調(diào)等問題。通過分析，查找找出了問題原因并設(shè)法將其解決。(5) 結(jié)論設(shè)計(jì)完成后對(duì)設(shè)計(jì)屮所遇到的問題、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、以及h己的想法進(jìn)行總結(jié)。第2章系統(tǒng)硬件方案論證與選擇2.1系統(tǒng)硬件方案大多數(shù)的lh)顯示屏都在戶外，所以對(duì)硬件的質(zhì)量要求非常的高。為方便檢修 和維護(hù)硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)常常采用模塊化的設(shè)計(jì)方法。硬件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)， 既要滿足模塊本身功能又要能夠和整個(gè)系統(tǒng)兼容。如圖2-1所示，根據(jù)顯示系統(tǒng)的功 能特點(diǎn)確定系統(tǒng)硬件由顯示w部分，控制部分，通信系統(tǒng)

14、及上位機(jī)四部分組成。上 位機(jī)通過通信部分向控制部分發(fā)送控制指令和顯示pj容代碼，控制部分執(zhí)行顯示指 令并將顯示代碼處理后控制顯示部分的顯示a容和顯示方式。圖2-1系統(tǒng)硬件組成框圖2.1.1顯不屏主控制器控制部分是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，其功能為與上位機(jī)通信接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù) 據(jù)和控制指令處理過后控制顯示部分顯示pj容。其常用的電子設(shè)計(jì)方法冇單片機(jī)、 dsp、及eda技術(shù)。幾種設(shè)計(jì)方法比較各有其特點(diǎn)：(1) 單片機(jī)單片機(jī)是集成了 cpu, rom, ram和i/o 口的微型計(jì)算機(jī)。它冇很強(qiáng)的接口性能, 非常適合于工.業(yè)控制，因此又叫微控制器(mcu)。單片機(jī)品種齊全，型號(hào)多樣cpu從 8, 16,

15、32到64位，多采用risc技術(shù)，片上i/o非常豐富，有的爭片機(jī)集成有a/ d, “看門狗”，pwm,顯示驅(qū)動(dòng)，函數(shù)發(fā)生器，鍵盤控制等。它們的價(jià)格也高低不 等，這樣極大地滿足了開發(fā)者的選擇自由。除此之外單片機(jī)還具有低電壓和低功耗 的特點(diǎn)。隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，nmos工藝單片機(jī)被cmos代替，并開始向 hmos過渡。供電電壓由5v降到3v, 2v甚至到iv,工作電流由ma降至u a，這 在便攜式產(chǎn)品中大宥用武之地4。(2) dsp芯片dsp又叫數(shù)字信號(hào)處理器。顧名思義，dsp主要用于數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，砟常 適合高密度，重復(fù)運(yùn)算及大數(shù)據(jù)容量的信號(hào)處理?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信、便攜 式計(jì)算機(jī)

16、和便攜式儀表、雷達(dá)、圖像、航空、家用電器、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，dsp k 有修正的哈佛結(jié)構(gòu)，多總線技術(shù)以及流水線結(jié)構(gòu)。將程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開，使用 多總線，取指令和取數(shù)據(jù)m吋進(jìn)行，以及流水線技術(shù)，這使得速度有了較大的提高。 dsp區(qū)別于一般微處理器的另一重要標(biāo)志是硬件乘法器以及特殊指令，一般微處理 器用軟件實(shí)現(xiàn)乘法，逐條執(zhí)行指令，速度慢。而dsp依靠硬件乘法器爭周期完成乘 法運(yùn)算，而fl還具有專門的信號(hào)處理指令，如tm320系列的firs，lms, macd指令等5。(3) edaeda (bp electronic design automation)即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，它是以計(jì)算機(jī)為 工具，在e

17、da軟件平臺(tái)上，對(duì)用硬件描述語言hdl完成的設(shè)計(jì)文件自動(dòng)地邏輯編譯、 邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真，直至對(duì)于特定 目標(biāo)芯片進(jìn)行適配編譯、邏輯影射和編程i載等。設(shè)計(jì)者只需用hdl語言完成系統(tǒng) 功能的描述，借助eda工具就可得到設(shè)計(jì)結(jié)果，將編譯后的代碼下載到標(biāo)芯片就可 在硬件上實(shí)現(xiàn)。由于fpga/cpld可以通過軟件編程對(duì)該硬件的結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行 蜇構(gòu)，修改軟件程序就相當(dāng)于改變了硬件，軟件編寫可以采用自頂h'd下的設(shè)計(jì)方案， 而且可以多個(gè)人分工并行工作這樣便縮短了開發(fā)周期和上市時(shí)間，宥利于在激烈的 市場競爭中搶占先機(jī)。而11 mcu和dsp都是通過串行執(zhí)行指

18、令來實(shí)現(xiàn)特定功能，不 可避免低速，而fpga/cpld則可實(shí)現(xiàn)硬件上的并行丄作，在實(shí)時(shí)測控和高速應(yīng)用領(lǐng) 域前景廣闊；另一方面，fpga/cplp器件在功能開發(fā)上是軟件實(shí)現(xiàn)的，但物理機(jī)制 卻和純硬件電路一樣，十分可靠。三種設(shè)計(jì)方式相比較各宥優(yōu)點(diǎn)且都能夠?qū)崿F(xiàn)控制功能，但單片機(jī)的技術(shù)門檻較 低開發(fā)成本也較低非常適合初學(xué)者進(jìn)行學(xué)習(xí)和鍛煉使用?，F(xiàn)在市場上常用的單片機(jī) 主要有mcs-51、avr、arm、ptc等。其中應(yīng)用最廣泛的單片機(jī)首推intel的51系列， 由于產(chǎn)品硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史“悠久”，有先入為主的優(yōu) 勢(shì)常作為單片機(jī)學(xué)習(xí)的教材。且51系列的t/0腳的設(shè)置和使用非常簡單，當(dāng)

19、該腳作 輸入腳使用吋，只須將該腳設(shè)置為高電平(復(fù)位吋，各i/o 口均置高電平)。當(dāng)該腳 作輸出腳使用時(shí)，則為高電平或低電平均可。所以在控制部分方案的選擇巾選定51 系列單片機(jī)作為控制部分的核心器件。2.1.2通信系統(tǒng)通信部分要滿足的沒計(jì)要求就足穩(wěn)定、快速、簡單易實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橥ǔＧ闆r下顯 示屏和上位機(jī)的跑離不會(huì)很遠(yuǎn)，所以通信跑離的要求不是很高。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信主 要采用并行通信和串行通信兩種方式。(1) 并行通信并行通信時(shí)數(shù)據(jù)的各個(gè)位同時(shí)傳送，可以字或字節(jié)為單位并行進(jìn)行。并行通信 速度快，但用的通信線多、成本高，故不宜進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。(2) 串行通信串行通信數(shù)據(jù)是一位一位順序傳送，只用很少幾根通信線

20、，率行傳送的速度低，但傳送的距離長，岡此串行適用于長距離而速度要求不高的場合。在串行發(fā)送吋， 數(shù)據(jù)是一位一位按順序進(jìn)行的，而計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)是并行的。因此，當(dāng)計(jì)算機(jī)向 外發(fā)送數(shù)據(jù)吋，必須將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)再發(fā)送。反之，又必須將串行數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中。這種轉(zhuǎn)換即可以用硬件實(shí)現(xiàn)也可以用軟件實(shí)現(xiàn)。單 由軟件實(shí)現(xiàn)會(huì)增加cpu負(fù)擔(dān)，降低其利用率，故目前常采用硬件實(shí)現(xiàn)。通用的通用 異步接收/發(fā)送器，簡稱 uakt (universal asynchromous receeiver/trabsnitter) 是完成這-功能的硬件電路。在單片機(jī)芯片中，uart已經(jīng)集成在其中，作為其組成 部

21、分，構(gòu)成一個(gè)率行口。綜上所述，題目設(shè)計(jì)已經(jīng)選定y單片機(jī)為開發(fā)方式而單片機(jī)的uart已經(jīng)集成在 單片機(jī)內(nèi)，所以通信系統(tǒng)選擇串行通信為通信方式。2.1.3 led點(diǎn)陣顯示屏顯示部分包括了一塊至少可以顯示一個(gè)漢字的顯示屏，以及驅(qū)動(dòng)該顯示屏的驅(qū) 動(dòng)電路。由于單片機(jī)的i/o 口有限要不能直接用i/o 口來驅(qū)動(dòng)示屏，所以需 要對(duì)單片機(jī)10 口進(jìn)行擴(kuò)展增加單片機(jī)并行輸出的能力。led顯示屏是由一個(gè)一個(gè)的發(fā)光二極管點(diǎn)陣構(gòu)成的，要構(gòu)成大屏幕的led顯示 屏就需要多個(gè)發(fā)光二極管。構(gòu)成led屏幕的方法有兩種，一是由單個(gè)的發(fā)光二極管 逐點(diǎn)連接起來，如圖2-2所示；二是選用一些由單個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的led點(diǎn)陣子 模塊構(gòu)

22、成大的ud點(diǎn)陣模塊。目前市場上普遍采用的點(diǎn)陣模塊有8x8、16x 16兒種; 這兩種屏幕構(gòu)成方法各有有缺點(diǎn)，單個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成顯示屏優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)單個(gè)的發(fā) 光二極管出現(xiàn)問題時(shí)只需更換一個(gè)二極管即可，檢修的成本較低，缺點(diǎn)在于連接線 路復(fù)雜；而點(diǎn)陣模塊構(gòu)成的方法卻正好與之相反，模塊構(gòu)成省約了大量的連線，不 過當(dāng)一個(gè)led出現(xiàn)問題時(shí)同在一個(gè)模塊的所有l(wèi)ed都必須被更換。這就加大了維修 的成本。兩種方法相比較，決定采取模塊構(gòu)成的方法來制作一個(gè)lh)點(diǎn)陣顯示屏。為丫 避免模塊的缺點(diǎn)，選擇點(diǎn)陣數(shù)較小的模塊來減小出現(xiàn)這一問題的風(fēng)險(xiǎn)。所以構(gòu)建一 個(gè)16x64的led點(diǎn)陣屏選用十六塊8x8點(diǎn)陣模塊。圖2-2 led

23、點(diǎn)陣圖一個(gè)16x 16的led顯示屏行和列各冇16支引腳，不能單靠51單片機(jī)的端口 驅(qū)動(dòng)所以必須要對(duì)單片機(jī)的端口個(gè)數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。經(jīng)常采用的端口擴(kuò)展方法是用串并 轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行譯碼。常用的串并轉(zhuǎn)換芯片冇74hc595、74ls164 （8位串并轉(zhuǎn)換器）、 74ls154 （4線-16線譯碼器）等。51系列單片機(jī)端口低電平吋，吸入電流可達(dá)2 0 ma,具有一定的驅(qū)動(dòng)能力；而為高電平時(shí)，輸出電流僅數(shù)十u a甚至更?。娏?實(shí)際上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒冇驅(qū)動(dòng)能力，所以單片機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng) led顯示屏顯示。在單片機(jī)和顯示屏之間還需耍增加以功能放人位b的的驅(qū)動(dòng)電路。 2.1.4硬件設(shè)計(jì)方案最終方案

24、如圖2-3所示，以pc機(jī)作為上位機(jī)存儲(chǔ)和處理顯示內(nèi)容用卑行通信的 方式將顯示內(nèi)容和控制指令傳輸?shù)綘幤瑱C(jī)系統(tǒng)，爭片機(jī)根據(jù)上位機(jī)傳輸來的內(nèi)容和 指令通過端口譯碼擴(kuò)展后驅(qū)動(dòng)4塊8x8lm）點(diǎn)陣模塊構(gòu)成的16x 16的wd點(diǎn)陣妞示 屏。題口將以此方案為指導(dǎo)思想展開具體的硬件電路設(shè)計(jì)。pc機(jī)串行通信單片機(jī)譯碼電路顯示驅(qū)動(dòng)電路16x16led顯示屏圖2-3硬件設(shè)計(jì)方案2.2系統(tǒng)軟件方案軟件的設(shè)計(jì)除了滿足設(shè)計(jì)功能外還必須要滿足易讀寫，方便下載和編譯。設(shè)計(jì) 目標(biāo)和硬件總體結(jié)構(gòu)確定的情況卜軟件可以分為主程序，顯示子程序，各種特效 顯示子程序，通信程序三個(gè)主要部分組成。軟件的編寫需要借助軟件編輯器和編譯軟件，編譯

25、完成后還需要下載到單片機(jī) 屮執(zhí)行。編寫軟件之前得首先選擇一種合適的語言以及配套的編輯器和編譯軟件。 最后還要選擇-款與所選單片機(jī)的下載器或卜載軟件來把編寫的程序卜載到單片機(jī) 中執(zhí)行。2.2.1單片機(jī)編程語言現(xiàn)在主要運(yùn)用的單片機(jī)編程語言為匯編語言和c語言。兩種語言相比較各宥優(yōu) 點(diǎn)。匯編語言(assembly language)是面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語言，是一種功能很強(qiáng)的 程序設(shè)計(jì)語言，也是利用計(jì)算機(jī)所有硬件特性并能直接控制硬件的語言。其具有執(zhí) 行速度快，占內(nèi)存空間少等優(yōu)點(diǎn)，但在編寫復(fù)雜程序時(shí)具有明顯的局限性，匯編語 言依賴于具體的機(jī)型，不能通用，也不能在不同機(jī)型之間移植。c語言是一種源干編yunt

26、x操作系統(tǒng)的語言，它是一種結(jié)構(gòu)化語言，可產(chǎn)生壓 縮代碼。c語言結(jié)構(gòu)是以括號(hào) 而不是子和特殊符號(hào)的語言。c可以進(jìn)行許多機(jī)器 級(jí)函數(shù)控制而不用匯編語言。與匯編相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)單片機(jī)的指令系統(tǒng)不要 求了解，僅要求對(duì)51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)有初步了解；寄存器分配、不同存儲(chǔ)器的尋址及 數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)可由編譯器管理；程序冇規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分為不同的函數(shù)。這種方 式可使程序結(jié)構(gòu)化；將可變的選擇與特殊操作組合在一起的能力，改善了程序的可 讀性；編程及程序調(diào)試時(shí)間顯著縮短，從而提高效率；提供的庫包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程 序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力；已編好程序可容易的植入新程序，因?yàn)樗哂蟹奖?的模塊化編程技術(shù)。c語言作為一種

27、非常方便的語言而得到廣泛的支持，c語言程序 本身并不依賴于機(jī)器硬件系統(tǒng)，基本上不做修改就可根據(jù)單片機(jī)的不向較快地移植 過來?；谝陨侠碛蓻Q定采用c語言為該顯示系統(tǒng)的編程語言。2.2.2系統(tǒng)軟件編譯器介紹c語言編寫的程序并不能被單片機(jī)直接執(zhí)行還需要編譯為單片機(jī)可執(zhí)行的機(jī)器 語言。因此在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，編譯器必不可少。支持mcs 51用c語言編程的編 譯器主要冇兩種：franklin c51編譯器和kellc51編譯器。目前在單片機(jī)開發(fā)中普適都是使用kell c51來進(jìn)行編譯。因此軟件設(shè)計(jì)最終方案為采用c語言為程序語言，kellc51為編譯工具按照控 制、通信、顯示等幾個(gè)功能模塊來編寫程序。2.2

28、.3上位機(jī)控制傳輸軟件其中系統(tǒng)采用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍的pc機(jī)作為上位機(jī)，這樣對(duì)該顯示系統(tǒng)的硬件 要求便降低了，增加了系統(tǒng)的通用性。上位機(jī)的作用是存儲(chǔ)并處理顯示內(nèi)容，然石 通過通信系統(tǒng)傳送到控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)m示。led .顯示上位機(jī)的內(nèi)容一般有實(shí)時(shí)妞示和存儲(chǔ)妞示w種方法。實(shí)時(shí)妞示及上位 機(jī)屏幕上的內(nèi)容同時(shí)顯示在led顯示屏上，上位機(jī)上內(nèi)容變化led顯示屏也跟著變 化。存儲(chǔ)顯示是將顯示pj容處理過后存儲(chǔ)在上位機(jī)屮通過通信系統(tǒng)傳輸?shù)斤@示屏顯 示19。兩種顯示方法相比較：實(shí)時(shí)顯示w幕能及時(shí)反應(yīng)上位機(jī)內(nèi)容的變化，顯示的 效果和pj容的實(shí)時(shí)性好多用于新聞播報(bào)、實(shí)況轉(zhuǎn)播用，但實(shí)時(shí)顯示硬件丌銷大，對(duì) 通信系統(tǒng)要求高

29、，工藝復(fù)雜，成木高；存儲(chǔ)顯示雖實(shí)時(shí)性不高但硬件開銷小，成木 低廉。課題設(shè)計(jì)題目對(duì)妞示的實(shí)時(shí)性要求較低ii所設(shè)計(jì)的妞示屏尺寸不大同時(shí)妞示 的內(nèi)容不多，所以實(shí)時(shí)顯示就沒冇必要。所以上位機(jī)選擇存儲(chǔ)顯示的方法，控制led 顯示屏的顯示閃容。第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件采用c語言編寫，按照模塊化的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)。首先分析程序所要實(shí) 現(xiàn)的功能，程序要實(shí)現(xiàn)串口通信，靜態(tài)顯示，動(dòng)態(tài)顯示三大功能。其功能結(jié)構(gòu)如閣 2-4所示。通信程序接收上位機(jī)數(shù)據(jù)，交給主程序處理再通過控制程序選擇不同的 m示程序進(jìn)行m示。主程序的工作流程如圖3-1所示：圖3-1主程序流程圖閣3-2中斷服務(wù)程序流程i冬i程序幵始時(shí)首先必

30、須對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化，其中初始化的a容包括：中斷優(yōu)先 級(jí)的設(shè)定，中斷初始化，串行通信吋通信方式的選擇和波特率的設(shè)定，各to 口功能 的設(shè)定等。初始化完成后程序進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)等待屮斷的發(fā)生，該程序屮主要用到了 w個(gè)外部中斷源和申行中斷。外部中斷源由按鍵的電平變化觸發(fā)，外部中斷主要功 能是選擇led點(diǎn)陣敁示屏的控制方式是由按鍵控制還是上位機(jī)控制和敁示狀態(tài)是靜 態(tài)顯示還是動(dòng)態(tài)顯示。串行中斷包括發(fā)送中斷和接收中斷都是由軟件觸發(fā)。中斷產(chǎn) 生后由預(yù)先初始化時(shí)設(shè)定跳轉(zhuǎn)執(zhí)行中斷子程序。中斷程序設(shè)定了 led點(diǎn)陣顯示屏所 要顯示的內(nèi)容和顯示的方式，最后執(zhí)行的足各種顯示程序。按照設(shè)定的方式和內(nèi)容顯示出所需要的內(nèi)容。

31、3.2顯示程序的設(shè)計(jì)3.2.1 led顯示屏的顯示方式led點(diǎn)陣屏顯爾方式主要由靜態(tài)顯水和動(dòng)態(tài)掃描顯爾兩種。對(duì)靜態(tài)顯示來說，每一個(gè)發(fā)光二極管都需要一套驅(qū)動(dòng)電路，一幀畫面輸入以后便 可一勞永逸地顯示，除非我們改變了顯示內(nèi)容，需要重新輸出新的點(diǎn)陣數(shù)據(jù).這種 方式系統(tǒng)原理相對(duì)簡單一些，但所需的譯碼驅(qū)動(dòng)裝量很多，引線多而繁雜，不便于 大屏幕的制造，成本高，其可靠性也較低.另一種動(dòng)態(tài)掃描妞示是把整個(gè)led屏幕分成若干部分，每一幅畫血的顯示是顯 示完一部分后，又顯示第二部分直到顯示完最后一部分又重新開始顯示第一部分， 重復(fù)循環(huán)進(jìn)行.在重復(fù)掃描速度足夠快的情況下，我們看到的就是一幅穩(wěn)定的畫 面.也就是說采用

32、動(dòng)態(tài)掃描顯示需要不斷進(jìn)行畫面的馴新.在這種方式下其顯示驅(qū) 動(dòng)電路可重復(fù)利用，引線也大大減少，從而使硬件成木降低，且屏幕上的發(fā)光二極 管輪流發(fā)光，使用時(shí)的耗電量大大降低.大屝幕的制造、維護(hù)要容易許多，可靠性 也增加了.兩種妞示方式的比較再結(jié)合51單片機(jī)i/o 口數(shù)量有限的原w決定采用動(dòng)態(tài)掃描 的方式進(jìn)行顯示。動(dòng)態(tài)掃描分為行掃描和列掃描兩種方式區(qū)別在于選通端和數(shù)據(jù)輸入端分別是行 還是列。在該顯示系統(tǒng)屮掃描顯示的工作原理如圖3-3所示，先選通列然后再從行 送入對(duì)應(yīng)列的數(shù)據(jù)，這樣從第1列到第16列循環(huán)往復(fù)，只耍切換的速度足夠的快利 用人眼的延吋特性就可以看見一幅穩(wěn)定的畫而。mcsi51單片機(jī)t瀆取所需

33、要s示的數(shù)據(jù)至顯示寄存器16xl6led16x1613)16x16led按相通導(dǎo)據(jù)行鼓應(yīng)從數(shù)據(jù)中讀取 第關(guān)對(duì)應(yīng)的 行數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)中讀取 第1列對(duì)應(yīng)的 行數(shù)裾i冬i 3-3掃描顯示程序原理i冬i3.2.2點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表達(dá)方式該顯示系統(tǒng)的顯示數(shù)據(jù)采取縱向取模方向止向的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式如圖3-4,b bb b121516高?3ddnbddbbbbbbbnddcdnnbddbbbdbnbddn!17183132閣3-4點(diǎn)陣數(shù)裾原理閣即數(shù)據(jù)是縱向的，一個(gè)像素對(duì)應(yīng)一個(gè)位。8個(gè)像素對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)，字節(jié)的位順 序是上高下低，比如從上到下8個(gè)點(diǎn)的狀態(tài)是“*(*為黑點(diǎn)，-為門點(diǎn))， 則轉(zhuǎn)換的字模數(shù)據(jù)是0x82(b1000 0

34、010)。如圖(4_3)所示，一幅16x16的點(diǎn)陣畫面點(diǎn)陣數(shù)據(jù)按照b1b2b3b31b32存儲(chǔ)。所以一幅副面的數(shù)據(jù)量為32字節(jié)。副面顯 示時(shí)選通的第i列對(duì)應(yīng)的數(shù)組元素為第i和i+16個(gè)元素16。3.2.3顯示程序的設(shè)計(jì)顯示程序分為靜態(tài)顯示程序、左移顯示、右移顯示、上移顯示、下移顯示五種 種顯示方式。其屮上下左右移動(dòng)程序都調(diào)用了靜態(tài)顯示程序?yàn)樽映绦?。靜態(tài)顯示程 序流程圖如圖3-5所示：i冬13-5靜態(tài)顯示程序流程閣顯示釆用的是列掃描的顯示方式，選通一列后按照列與數(shù)據(jù)元素的對(duì)應(yīng)關(guān)系第 i列對(duì)應(yīng)的行數(shù)據(jù)為數(shù)組屮的第i和第i+16個(gè)元素。將對(duì)應(yīng)元素的由低至高位依次 從端u輸出再體做法為將元素向右邏輯移

35、位后再與0x01相與，所得結(jié)果通過單片機(jī) 端口輸出到串并轉(zhuǎn)換器的a端，鎖存在鎖存器里完成一列數(shù)據(jù)移位后再將其輸出。如此依次循環(huán)選通各列來顯示所需副面。圖3-6左右移/上卜*移程序流程圖動(dòng)態(tài)顯示程序流程如圖3-6所示，根據(jù)顯示數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)原理通過改變實(shí)際led 列與數(shù)據(jù)邏輯列的方法來實(shí)現(xiàn)程序的左右移動(dòng)。顯示數(shù)據(jù)與列的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：第i 列對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為數(shù)組屮i和第2xi個(gè)數(shù)據(jù)。所以選通吋，而送入后一列的數(shù)據(jù)則相 當(dāng)于畫面左移移位，同理送入前一列數(shù)據(jù)相當(dāng)于右移一位。如此循環(huán)則產(chǎn)生一幅穩(wěn) 定運(yùn)動(dòng)的畫面。顯示數(shù)組中，第1至16個(gè)元素的第8至第1位led顯示屏中的第1至第8行。 同理第17至32個(gè)元素的第8至

36、第1位led顯示屏中的第9至第16行。所以將元素 數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯位移便能產(chǎn)生上下移動(dòng)的效果。3.3通信程序的設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用串行中斷的方式進(jìn)行通信。mcs-51單片機(jī)的五個(gè)中斷源兩種類型：一 類是外部中斷源；另一類是pj部中斷源，包括兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（to和t1）的溢 出中斷和串行口的接收和發(fā)送中斷。mcs-51單片機(jī)設(shè)置了 4個(gè)專用寄存器用于中斷 控制，分別為定時(shí)器控制寄存器（tcon），串行口中斷控制器（scon），中斷允許控 制寄存器（te）,中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器（tp）。編程時(shí)通過設(shè)置其狀態(tài)來管理中斷 系統(tǒng)。在編輯中斷程序時(shí)首先是將中斷控制寄存器（ie）初始化。其控制位分布如表。 ea為中

37、斷允許總控制位，ea=1時(shí)cpu開發(fā)中斷；ea=1時(shí)。cpu屏蔽所宥中斷。es、et、ex1、eto、exo為對(duì)應(yīng)的串行口中斷、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷、外部中斷1中斷、定吋器/計(jì)數(shù)器0中斷、外部中斷0中斷的中斷允許位。對(duì)應(yīng)位為1吋允許其中斷， 對(duì)應(yīng)位為0時(shí)，禁止其中斷。表3-1中斷允許寄存器格式d7d6d5d4d3d2d1d0eaeset1ex1etoexo所以初始化吋設(shè)定中斷允許寄存器初值為oxff,指令為te=oxff。程序設(shè)計(jì) 吋還要考慮到屮斷優(yōu)先級(jí)的問題。岡為不同的屮斷同吋產(chǎn)生而cpu響應(yīng)的順序取決 于內(nèi)部齊詢順序。設(shè)置串口工作方式1，波特率9600,計(jì)算可得計(jì)數(shù)器初值的十六進(jìn)制表示為

38、oxfd。通信協(xié)議如表4-2所示：表3-2串口通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第1個(gè)字節(jié)第2至第33個(gè)字節(jié)第34個(gè)字節(jié)內(nèi)容起姑標(biāo)志位s顯不數(shù)據(jù)控制指令作用判斷是否開始接收數(shù)據(jù)led的兄示內(nèi)容控制led 示方式具體串口中斷程序流程圖如圖3-7所示，在主程序中先進(jìn)行了串行中斷的初始 化，初始化|aj容包括了串行工作方式選擇，波特率的設(shè)定，計(jì)數(shù)初值的設(shè)定。程序 開始進(jìn)入中斷等待，當(dāng)pc機(jī)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生中斷接收允許位ri置1，將 sbuf （緩沖寄存器）中的值輸入到暫存器中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。首先判斷數(shù)據(jù)是否設(shè)定 的起始標(biāo)志位s如果是則開始接收起始位后的33個(gè)字節(jié)，不是則中斷返回繼續(xù) 等待。接收到第34個(gè)字節(jié)后

39、便將收到的數(shù)據(jù)發(fā)送冋pc機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證比較。圖3-6通信程序流程圖所奮軟件編寫完成后都必須經(jīng)過編譯才能被爭片機(jī)識(shí)別使用。為了減小軟件的 修改和優(yōu)化難度，先把各子程序?qū)憺橐粋€(gè)可單獨(dú)執(zhí)行的完整程序。各子程序編譯沒 有錯(cuò)誤后再輸入單片機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證，這兩項(xiàng)都通過后再將所脊的程序整合到-起形成 一個(gè)完整的程序再進(jìn)行編譯和驗(yàn)證。第4章系統(tǒng)調(diào)試硬件制作和軟件編寫過后，完成后必須對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，檢查設(shè)計(jì)功能是杏實(shí)現(xiàn) 了。軟件硬件完成后開始進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試可分為硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)合調(diào) 試。4.1系統(tǒng)硬件部分調(diào)試方法硬件調(diào)試主要是調(diào)試各部分的焊接是否合格和各芯片的輸出輸入電壓是否符合 設(shè)計(jì)要求，最石測試各硬件部分能

40、否完成設(shè)計(jì)功能。因此把硬件調(diào)試按照以卜*四部 分分步來進(jìn)行：(1) 測試所有焊點(diǎn)是否有短路和虛焊的現(xiàn)象存在；(2) 通電測試所冇硬件芯片的輸入輸出電壓是否在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)；(3) 測試1sp下栽線的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)；(4) 測試串u系統(tǒng)的通信功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。由于最重要的顯示系統(tǒng)功能的測試需要軟件配合所以在硬件調(diào)試部分以測試單 片機(jī)復(fù)位電平，功能部分測試放在系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試部分來完成。4.1.1短路與虛焊檢測檢測工具為萬用表，使用萬用表的短路報(bào)警功能，逐個(gè)測試和臨的w個(gè)焊點(diǎn)檢 測是否短路。按照電路閣檢測需要連接的兩點(diǎn)是否短路來檢測是否已經(jīng)連接上，以 此來檢測虛焊的情況。檢測和修改完成后為卜一步通

41、電檢測排除了短路的危險(xiǎn)和由 于虛焊引起檢測結(jié)果不真實(shí)的麻煩。4. 1.2上電測試由于系統(tǒng)測試時(shí)是采用usb電源為系統(tǒng)電源，所以電源輸入都為5v。顯示系統(tǒng) 屮單片機(jī)、譯碼器，鎖存器，驅(qū)動(dòng)電路的電源電壓均要求為5v所以可同吋直接接入。上電后首先觀察電路是否有過熱，異味，0煙的現(xiàn)象出現(xiàn)。經(jīng)過觀察，沒有這 些現(xiàn)象出現(xiàn)。然后測試各器件的電源，接地及一些電平應(yīng)該固定的端口的電壓。測 試的結(jié)果為：各器件電源端在4. 3v4. 8v之間滿足器件的電源電壓要求，單片機(jī)端 口在未接負(fù)載時(shí)端口電壓為4. 5v。4. 1.3 串口調(diào)試串口部分的作用為單片機(jī)與pc機(jī)之間通信，耍檢查硬件是否正常工作可以采用 將max23

42、2芯片的單片機(jī)端輸出u與輸入u直接相連的辦法來測試。具體電路圖如圖 5-2所示，將max232的第10端和第9端直接短接。功能上表示將單片機(jī)的輸出口與輸入u直接相連，申.片機(jī)收到數(shù)據(jù)的同吋就將數(shù)據(jù)發(fā)送冋pc機(jī)。如果發(fā)送的數(shù)據(jù) 能夠被接收則證明串u通信部分的硬件是正常的。將申u與電腦com1相接，通過申 口調(diào)試助手發(fā)送不同位數(shù)的數(shù)據(jù)冉在把發(fā)送的數(shù)據(jù)與接收數(shù)據(jù)相比較。vi：p3l1txborkn3c2 4 |5 | tun t3nricurraour ghdmv232oevrj4 71w16(2-0113 84 9510dgirecfcr9閣4-2串u硬件調(diào)試4.2系統(tǒng)軟件調(diào)試方法由于己經(jīng)進(jìn)行了硬

43、件調(diào)試，所以軟件調(diào)試主要是軟件編譯和將各功能塊程序分 別寫入以驗(yàn)證其功能的可實(shí)現(xiàn)性。在進(jìn)行功能調(diào)試前必須用ke1lc對(duì)所有程序進(jìn)行 編譯，編譯成功生產(chǎn)可執(zhí)行的.hex后方可進(jìn)行功能測試。其屮測試串u程序的功能是否完善不但要連接爭片機(jī)系統(tǒng)還要借助串u調(diào)試工 再。串u調(diào)試工再選用的是串u調(diào)試助手，其功能是按照設(shè)定的串u、波特率向單 片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)和接收單片機(jī)向pc機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。并且能把發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)內(nèi)容敁 示在狀態(tài)欄1。因此只要設(shè)定pc機(jī)向單片機(jī)發(fā)送的內(nèi)容和單片機(jī)向pc機(jī)發(fā)送的內(nèi) 容就可以通過串口調(diào)試助手驗(yàn)證串口通信是否準(zhǔn)確，是否滿足功能要求。串口程序的設(shè)計(jì)為：設(shè)定波特率位9600,以oxaa為起

44、始標(biāo)志位，單片機(jī)接收自 起始標(biāo)志位后的32位十六進(jìn)制數(shù)再發(fā)送會(huì)pc機(jī)。測試程序時(shí)設(shè)定波特率為9600, 選擇串口 1，無校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)。pc機(jī)向単片機(jī)發(fā)送的內(nèi)容為aa 11 22 33 44 55 66 77 88 99 00 aa bb cc dd ee ff 11 22 33 44 55 66 77 88 99 00 aa bb cc dd ee ffo pc 機(jī)收到的數(shù)據(jù)為 11 22 33 44 55 66 77 88 99 00 aa bb cc dd ee ff 11 22 33 44 55 66 77 88 99 00 aa bb cc dd ee feo測試表明串口程序和串口電

45、路實(shí)現(xiàn) 了設(shè)計(jì)的。再進(jìn)行數(shù)次不同數(shù)據(jù)的發(fā)送，接收到的數(shù)據(jù)也驗(yàn)證了設(shè)計(jì)要求的實(shí)現(xiàn)。閣4-3串口調(diào)試|冬|串u程序測試成功石為顯示程序提供了準(zhǔn)確的顯示內(nèi)容。余卜*得各種顯示程序 和中斷程序都編譯成功后只冇聯(lián)合硬件j能驗(yàn)證其功能的可行性。4.3系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試及結(jié)果經(jīng)過硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，排除了硬件的連接問題和驗(yàn)證了串口功能的可實(shí)現(xiàn) 性。其余功能的軟件便可以在此基礎(chǔ)上調(diào)試驗(yàn)證其功能的正確性。聯(lián)合調(diào)試的具體 方法如下：（1）編寫一個(gè)逐點(diǎn)掃描的顯示程序，再結(jié)合硬件電路運(yùn)行。這樣做的目的在于檢測 各器件是否能夠正常運(yùn)行和妞示屏的各個(gè)lh）燈是否有損壞。結(jié)果顯示顯示屏 中只宥邊角出宥一個(gè)led燈被燒壞，其他器件

46、邏輯功能運(yùn)行正常。（2）將靜態(tài)顯示了程序與各種動(dòng)態(tài)顯示程序結(jié)合硬件電路進(jìn)行調(diào)試。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)顯 示如圖5-1所示，敁示圖像比較清晰，各動(dòng)態(tài)敁示效果也能夠?qū)崿F(xiàn)。但顯示存 在兩個(gè)問題。一是發(fā)光點(diǎn)的下方會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很微弱的亮點(diǎn)，影響了整體的顯示 效果。二是同一列的led燈被點(diǎn)亮的數(shù)量與其亮度出反比，即如果同一列的燈 都被點(diǎn)亮則亮度比只點(diǎn)亮幾個(gè)時(shí)要喑一點(diǎn)。（3）將申u通信，顯示，硬件聯(lián)合調(diào)試。按照設(shè)定的通信協(xié)議，先由pc機(jī)向單片 機(jī)發(fā)送起始控制字s,接著再發(fā)送32比特的妞示數(shù)據(jù)，最后發(fā)送控制妞示方 式的顯示控制字。再發(fā)送不同的顯示數(shù)據(jù)和顯示控制字，觀察各種顯示方式的 運(yùn)行情況和各種敁示方式之問的切換情況。

47、結(jié)果是妞示屏執(zhí)行敁示控制指令，顯示所發(fā)送的內(nèi)容。4.4調(diào)試結(jié)果分析對(duì)調(diào)試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，得出以下原因和修改辦法。(1) 硬件的工作表現(xiàn)出不穩(wěn)定，主要是表現(xiàn)在led顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路部分和單片機(jī) 系統(tǒng)部分。具體表現(xiàn)為單片機(jī)接負(fù)載后電壓被拉低值1.7v左右，無法滿足譯 碼電路的輸入要求。顯示時(shí)會(huì)宥一些行驅(qū)動(dòng)的輸出不夠設(shè)計(jì)指標(biāo)，導(dǎo)致所驅(qū) 動(dòng)的那一行在顯示屏上表現(xiàn)為選定的點(diǎn)不能夠很好區(qū)分，圖像出現(xiàn)模糊。分析 造成這一現(xiàn)象的原因?yàn)?，焊接時(shí)三極管8550遭到了高溫?fù)p壞以致工作不穩(wěn)定 和焊接的電路不夠牢靠，還有就是8550的e端所接電壓過高。修改辦法為將 單片機(jī)輸出端口外接5k的上拉電阻，替換損壞三極管。(2)