基于stc89c52單片機的模擬屏顯示控制系統(tǒng)設(shè)計

PAGE院系電子電氣工程系專業(yè)電氣工程及其自動化班級電氣1班學(xué)號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師摘要論文闡述了基于STC89C52單片機的模擬屏控制系統(tǒng)的硬件電路原理圖設(shè)計，以及系統(tǒng)軟件設(shè)計中的時序控制部分和片選部分的實現(xiàn)過程和方法。該系統(tǒng)采用STC89C52單片機為控制中心,并用MAX232芯片來實時采集傳輸外部數(shù)據(jù)，通過單片機的控制，實現(xiàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)在模擬顯示屏上的顯示。系統(tǒng)包括地址鎖存模塊，時序控制模塊，片選模塊，顯示報警模塊四個部分，能夠?qū)崿F(xiàn)報警數(shù)據(jù)的實時采集和處理，時序控制模塊，液晶屏不同顯示模式的切換以及報警等功能。關(guān)鍵詞：單片機AT89C51；液晶顯示；按鍵控制本次課程設(shè)計是依據(jù)51單片機的最小系統(tǒng)做的一次系統(tǒng)擴展，該系統(tǒng)的主要設(shè)計目的是對一些高危工作區(qū)域或者易發(fā)事故區(qū)域進行監(jiān)控，能在事故發(fā)生后第一時間知道哪一區(qū)域發(fā)生了問題，從而采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。該系統(tǒng)利用51單片機進行系統(tǒng)控制，利用74系列芯片控制時序信號的發(fā)生以及輸出顯示，使得系統(tǒng)高效實用。關(guān)鍵字：74HC161；74HC74；74HC595；74HC165；74HC245；74HC573；74HC139；RS232；STC單片機

AbstractThispaperintroducesaAT89S51single-chipforthecontrollersystemdestemdesignthesystemcanrealizethedisplayanddynamicinbothEnglishandChinesecharactersandspecialeffectscanbethroughthelevelthatthewaythateventoexpandthesizeofthescreeninordertoachievethepurposeofthatincreasethecontentsystemadoptsPCasaPC,PCtothesinglechipmicrocomputercontrolcommandandtheuppermachinesenttostoredisplaycode,receivinganddealwithAT89S51PCcontrolcommandsanddisplaycode,thedisplaydrivermodulesdrivea16andresolutionofLEDdotmatrixdisplayscanshowedthatthePCandofcommunicationbetweenthemicrocontrollerusingRS232CcommunicationstandardstoachievechoosesAT89S51isinexpensiveprogramwrittentotheconvenientcharacteristicsmakeKeyword:74HC161；74HC74；74HC595；74HC165；74HC245；74HC573；74HC139；RS232;Singlechipmicrocomputer目錄目錄 1第1章引言 11.1選題背景及意義 11.1.1選題的背景 11.1.2選題的意義 31.2論文的整體構(gòu)架 3第2章開發(fā)工具簡介 52.1KEILC51軟件簡介 52.2Protel軟件簡介 5第3章設(shè)計方案 73.1總體設(shè)計思路 73.2方案論證 83.2.1方案一無MCU設(shè)計方案 83.2.2方案二無74HC595設(shè)計方案 83.2.3方案三單片機控制下的移位時鐘方案 93.2.4方案確定 9第4章硬件設(shè)計 104.1系統(tǒng)設(shè)計原理圖 104.1.1原理圖繪制 104.1.2PCB板制圖 114.2系統(tǒng)各模塊介紹 124.2.1地址鎖存器模塊 124.2.2時序信號產(chǎn)生模塊 134.2.3組合邏輯應(yīng)用 15第5章調(diào)試結(jié)果及分析 175.1調(diào)試結(jié)果 175.2結(jié)果分析 17第6章結(jié)論 186.1設(shè)計結(jié)論 186.2心得體會 18參考文獻 19附錄一 20附一芯片驅(qū)動程序 20附二RS-232接口通訊協(xié)議解析 21致謝 25PAGE27第1章引言1.1選題背景及意義1.1.1選題的背景進入21世紀以來，我國信息技術(shù)得到快速的發(fā)展，LED點陣屏技術(shù)也取得突破性進展及愈發(fā)成熟的市場銷售模式，同時當今社會對電子產(chǎn)品的需求量日趨擴大，以后將迎來LED新時代，隨著社會科技的進步和戶外廣告的發(fā)展，人們對戶外媒體的要求也越來越高，傳統(tǒng)的路牌、燈箱、單立柱、霓虹燈等表現(xiàn)形式單一的戶外媒體已經(jīng)無法滿足受眾的需求。戶外廣告市場上的競爭將是品牌價值、客戶管理和專業(yè)品質(zhì)的較量，于是，LED開始浮出水面。LED大型顯示屏是科技與媒體的完美結(jié)合，能把該理念充分發(fā)揮，當仁不讓地成為未來戶外媒體發(fā)展趨勢。

LED顯示屏是20世紀90年代出現(xiàn)的新型平板顯示器件，由于其亮度高、畫面清晰、色彩鮮艷，使它在公眾多媒體顯示領(lǐng)域一枝獨秀，因此市場空間巨大。LED顯示屏是一種迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,已被廣泛應(yīng)用于車站、賓館、銀行、醫(yī)院等公共場合。顯示屏電源是其重要組成部分，主要用來給顯示屏發(fā)光二極管提供必要的工作電流，保證屏體正常顯示。為簡單起見，通常采用由一小功率電源帶3到4個顯示驅(qū)動板的供電方案。這樣,一個較大面積的顯示屏需要配接許多電源模塊，例如一個2m×1.5m的屏體，就需要提供24個5V/20A的模塊電源。該設(shè)計存在以下的缺點。

1）接線復(fù)雜每一個電源均需單獨地配置交流輸入線、直流輸出線。

2）電源冗余度差在大多數(shù)情況下，屏體顯示內(nèi)容為文字、動畫、圖片，每個顯示驅(qū)動板消耗的電流不一樣，可能某些電源模塊過載，而另一些模塊空載。此外，若某一電源失效，會造成屏體的一部分黑屏。

3）電源過載能力差，利用率低屏體在工作時消耗的電流隨畫面的內(nèi)容、顏色、亮度而變化，大部分時間電流較小，而大面積高亮度的畫面雖消耗電流大，但持續(xù)時間短。考慮到LED是恒流驅(qū)動的，只要驅(qū)動板可正常工作，供電電壓可以降低一些。電源最好有下拖形狀的限流特性，而不是通常的較陡峭形狀的限流特性，以保證有較好的過載能力、較高的利用率。

LED點陣顯示屏是通過PC機將要顯示的漢字字模提取出來，并發(fā)送給單片機，然后顯示在點陣屏上，主要適用于室內(nèi)外漢字顯示。

LED點陣顯示屏按照顯示的內(nèi)容可以分為圖文顯示屏、圖像顯示屏和視頻顯示屏。與圖像顯示屏相比，圖文顯示屏的特點就在于無論是單色還是彩色顯示屏都沒有顏色上的灰度差別，因此圖文顯示屏也就體現(xiàn)不出色彩的豐富性，而視頻顯示屏不僅能夠顯示運動、清晰和全彩色的圖像，還能夠播放電視和計算機信號。雖然這三者有一些區(qū)別，但它們最基礎(chǔ)的顯示控制原理都是相似的。LED顯示屏的發(fā)展可分為以下幾個階段：第一階段為1990年到1995年，主要是單色和16級雙色圖文屏。用于顯示文字和簡單圖片，主要用在車站、金融證券、銀行、郵局等公共場所，作為公共信息顯示工具。圖像處理技術(shù)、光纖通信技術(shù)等的應(yīng)用將LED顯示屏提升到了一個新的臺階。LED顯示屏控制

第二階段是1995年到1999年，出現(xiàn)了64級、256級灰度的雙基色視頻屏。視頻控制技術(shù)、專用大規(guī)模集成電路芯片也在此時由國內(nèi)企業(yè)開發(fā)出來并得以應(yīng)用。

第三階段從1999年開始，紅、純綠、純藍LED管大量涌入中國，同時國內(nèi)企業(yè)進行了深入的研發(fā)工作，使用紅、綠、藍三原色LED生產(chǎn)的全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進入體育場館、會展中心、廣場等公共場所，從而將國內(nèi)的大屏幕帶入全彩時代。LED顯示屏分為數(shù)碼顯示屏、圖文顯示屏和視頻顯示屏，均有LED矩陣塊組成。LED數(shù)碼顯示屏的顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。圖文顯示屏的顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點陣顯示模塊，適用于播放文字，圖像信息。圖文顯示屏可與計算機同步顯示漢字、英文文本和圖形;視頻顯示屏采用微型計算機進行控制，文圖，圖像并茂，以實時、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維，三維動畫、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場實況。LED顯示屏根據(jù)使用場所又可分為室內(nèi)顯示屏與室外顯示屏。LED顯示屏顯示畫面色彩艷麗，立體感強烈，靜若油畫，動若電影，被廣泛應(yīng)用于金融、郵電、廠礦企業(yè)、交通運輸、教育系統(tǒng)、醫(yī)院商場建筑市場、拍賣行等。

實際上，從2000年起，LED草坪燈、交通信號燈、手電筒、地板燈、景觀燈等開始進入市場，經(jīng)過近幾年的發(fā)展，規(guī)模上有較大增長。從應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)來說，首先是要把新應(yīng)用研制出來。2004年4月在德國法蘭克福照明展上，展出了80家公司采用Luxeon功能器件開發(fā)出的應(yīng)用產(chǎn)品。然而考慮開發(fā)什么產(chǎn)品時，一定要從發(fā)揮LED本身優(yōu)點方面出發(fā)，如從它的長壽命、防潮、耐振動特性出發(fā)，可開發(fā)建筑照明、景觀燈具、水底投射燈具、廣告投光燈具、車輛燈具和交通信號燈；從省電、重量輕、體積小的特性出發(fā)，可開發(fā)室內(nèi)照明燈、博物館投射燈、安全出口標志燈、手電筒；從聚光性好等特性出發(fā)，可開發(fā)薄形燈具、小臺燈、廣告燈箱、舞臺燈和煤礦燈；從低電壓、快速驅(qū)動特性出發(fā)，可開發(fā)手電筒、維修燈、埋地燈、草坪燈和水中燈；從單一波長高亮度特性出發(fā)，可開發(fā)交通信號燈、道路警示燈、障礙燈和剎車燈等。

現(xiàn)在隨著電子技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的技術(shù)含量越來越高，使得芯片的復(fù)雜程度越來越高，人們對數(shù)萬門乃至數(shù)百萬門設(shè)計的需求也越來越多，信息時代，LED市場展現(xiàn)了美好的前景。如今時代在進步，科技在發(fā)展，人們的生活質(zhì)量在步步提高，人們越來越意識到它和環(huán)境的協(xié)調(diào)性、美觀性以及更好的心理體驗，在這方面，走在同行業(yè)前列的是比利時Barco。Barco一直引著LED顯示領(lǐng)域的革命，為人們提供創(chuàng)意型的顯示解決方案，使LED與各種環(huán)境相融合，為人們帶來獨特視覺感受的同時也帶來無與倫比的心理體驗，也提供了更多的廣告和互動機會。Barco在戶外廣告領(lǐng)域有很多成功案例，在國內(nèi)就有重慶的解放碑和北京的中關(guān)村，這些成功案例均為BarcoLED的用戶帶來巨大的商業(yè)價值。這些有BarcoLED的地方更已成為當?shù)胤降臉酥拘越ㄖ弧?.1.2選題的意義LED點陣屏本身具備很大的優(yōu)勢，它主要應(yīng)用于顯示屏，利用發(fā)光二極管點陣模塊或像素單元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、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對室內(nèi)室外環(huán)境適應(yīng)能力強等優(yōu)點，自20世紀80年代后期開始，隨著LED制造技術(shù)的不斷完善，在國內(nèi)外得到廣泛的應(yīng)用。它為一種低成本，高亮度，大角度，節(jié)能環(huán)保、易于數(shù)字化控制以及寬的環(huán)境適應(yīng)能力的一種公用信息發(fā)布系統(tǒng)。且我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀較為良好，具有很大的市場發(fā)展?jié)撡|(zhì)，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，近幾年，半導(dǎo)體顯示器產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，全球產(chǎn)值年增長率保持在20%以上，被公認為是21世紀最具有發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域。我國初步形成的完整產(chǎn)業(yè)鏈，在半導(dǎo)體顯示屏節(jié)能產(chǎn)業(yè)上取得了積極進展，且我國技術(shù)水平相對領(lǐng)先,LED顯示屏產(chǎn)業(yè)在規(guī)模發(fā)展的同時，產(chǎn)品技術(shù)推陳出新，一直保持比較先進的水平。所以，選擇此設(shè)計課題不僅能讓我們對LED點陣屏這一行業(yè)有一個更加全面和深入的了解，掌握51單片機的軟硬件開發(fā)工具的使用方法，也能為以后的工作積累世紀工作經(jīng)驗，更能從中掌握其基本顯示原理和設(shè)計方法。增加對本技術(shù)的熟悉程度以及利于對我國這一技術(shù)與世界水平進行正確對比，以看清自身的不足取長補短，因此本課題不論是對自己的就業(yè)還是對我國的LED點陣屏技術(shù)的發(fā)展都有非常積極與現(xiàn)實的意義。1.2論文的整體構(gòu)架第一章引言部分對選題背景和應(yīng)用及前景作了詳細的闡述，明確了本課程設(shè)計的目的與意義。第2章主要介紹了開發(fā)本系統(tǒng)所涉及的開發(fā)工具及其基本信息。第3章通過對比論證的方式論證了本方案的可行性。第4章硬件設(shè)計。統(tǒng)籌安排了系統(tǒng)的各個功能模塊。第5章調(diào)試結(jié)果及分析。對系統(tǒng)的結(jié)果作出調(diào)試和分析。最后結(jié)論部分介紹了設(shè)計體會和編程體會，并指出了系統(tǒng)設(shè)計中的不足和改進的方向。

第2章開發(fā)工具簡介模擬屏顯示控制系統(tǒng)利用KeilC51作為系統(tǒng)腳本語言進行編程設(shè)置，是因為C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。模擬屏顯示控制系統(tǒng)之所以利用Protel軟件進行原理圖繪制以及PCB板繪制，是因為Protel軟件是基于Win95/WinNT/Win98/Win2000的純32位電路設(shè)計制版系統(tǒng)。其提供了一個集成的設(shè)計環(huán)境，包括了原理圖設(shè)計和PCB布線工具，集成的設(shè)計文檔管理，支持通過網(wǎng)絡(luò)進行工作組協(xié)同設(shè)計功能。2.1KEILC51軟件簡介KeilC51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)，其提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KeilC51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢KeilC51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)中uVision與Ishell分別是C51forWindows和forDos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標準的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。2.2Protel軟件簡介Protel99SE是ProklTechnology公司開發(fā)的基于Windows環(huán)境下的電路板設(shè)計軟件。該軟件功能強大，人機界面友好，易學(xué)易用，仍然是各大機電院校電學(xué)專業(yè)必學(xué)課程，同時也是業(yè)界人士首選的電路板設(shè)計工具。Protel99SE由兩大部分組成：電路原理圖設(shè)計（AdvancedSchematic）和多層印刷電路板設(shè)計（AdvancedPCB）。其中AdvancedSchematic由兩部分組成：電路圖編輯器（Schematic）和元件庫編輯器（SchematicLibrary）Protel99SE軟件采用全新的管理方式，即數(shù)據(jù)庫的管理方式。Protel99軟件是在桌面環(huán)境下第一個以獨特的設(shè)計管理和團隊合作技術(shù)為核心的全方位的印制板設(shè)計系統(tǒng)。所有Protel軟件設(shè)計文件都被存儲在唯一的綜合設(shè)計數(shù)據(jù)庫中，并顯示在唯一的綜合設(shè)計編輯窗口。其含有豐富的元件庫，可以方便調(diào)用，利于制圖。

第3章設(shè)計方案本章通過對比論證的方式詳細介紹了系統(tǒng)所采用的設(shè)計方案，同時也就采用本方案設(shè)計的優(yōu)點和意義做了說明。3.1總體設(shè)計思路1設(shè)計步驟設(shè)計將按模塊式實現(xiàn)，根據(jù)任務(wù)書要求，設(shè)計總共分四大部分完成：（1）根據(jù)應(yīng)用需求構(gòu)建框架圖；（2）元器件選型及原理圖繪制；（3）各模塊設(shè)計與編程；（4）仿真制版。2設(shè)計思想傳感器傳感器計算機RS232計算機51單片機74HC573RAM74HC16574HC595燈陣控制顯示系統(tǒng)圖3-1總體設(shè)計框架圖利用傳感器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)由計算機處理后通過RS-232傳輸給計算機，再由計算機傳給51單片機，51單片機將數(shù)據(jù)輸出給74HC573進行鎖存，同時在單片機上擴展一個RAM，鎖存器與RAM相連，而顯示控制部分也與RAM相連，控制RAM的讀寫操作，從而實現(xiàn)對模擬顯示屏的顯示控制，RAM與74HC165相連，利用74HC165完成并串轉(zhuǎn)換，再經(jīng)由74HC595完成串并轉(zhuǎn)換，而74HC595與燈陣相連。其設(shè)計框圖如圖3-1所示。3.2方案論證3.2.1方案一無MCU設(shè)計方案其設(shè)計框架圖如圖3-3所示。傳感器計算機RS232計算機傳感器計算機RS232計算機74HC57374HC16574HC595燈陣RS485此方案由于沒有使用MCU進行顯示控制，雖然減少了硬件成本，但由于顯示控制部分的減少，系統(tǒng)的可靠性與有效性大大降低，而RAM芯片的較少，使得系統(tǒng)的處理能力大大降低，性價比不高。3.2.2方案二無74HC595設(shè)計方案傳感器傳感器計算機RS232計算機51單片機74HC573RAM74HC165燈陣控制顯示系統(tǒng)圖3-3無74HC595設(shè)計方案框架圖方案二的設(shè)計框架圖如圖3-4所示。此方案不通過74HC595進行串并轉(zhuǎn)換，雖然減少了芯片的使用，降低了硬件成本，但是由于74HC165是串行傳輸數(shù)據(jù)的，數(shù)據(jù)只能一位一位的在模擬屏上顯示輸出，實時性差，大大降低了系統(tǒng)的有效性。當數(shù)據(jù)傳輸量較大時，由于數(shù)據(jù)的傳輸是串行的，容易造成丟包，不能有效地對突發(fā)事件進行預(yù)警，從而進行相應(yīng)的處理，降低了系統(tǒng)的可靠性。3.2.3方案三單片機控制下的移位時鐘方案該方案（設(shè)計框圖見圖3-1）增大了系統(tǒng)的處理能力，而且單片機還對模擬屏進行顯示控制，增強了系統(tǒng)的可操作性。74HC595芯片的應(yīng)用，提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率，增強了系統(tǒng)的實時性和有效性，大大提高了系統(tǒng)的性價比。3.2.4方案確定由上述三個方案對比，采用第三種方案。單片機進行顯示控制，增強了系統(tǒng)的可操作性，從而使系統(tǒng)顯得更人性化，更具有實用價值。而利用單片機進行的片外RAM擴展，大大增強了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的容納能力，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。我們知道，單片機具有經(jīng)濟實惠，成本相對較低，速度快，片上資源豐富，驅(qū)動能力強，功耗低，可選擇型號種類多，性價比高，保密性好等優(yōu)點。因而，單片機的應(yīng)用，使得系統(tǒng)的有效性，穩(wěn)定性得到大大提高。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，一般情況下，并行傳輸是最快的，但74HC165傳來的數(shù)據(jù)卻是串行的，為了實現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換，從而高速有效的傳輸數(shù)據(jù)，使得模擬顯示屏能實時有效的起到預(yù)警作用，而74HC595的應(yīng)用其恰好解決了這些問題。我們知道74HC595具有驅(qū)動電流大，35毫安每個端口，操作靈活，方便的組成動態(tài)顯示，電路簡單成本低等優(yōu)點。因此，74HC595的應(yīng)用大大增強了系統(tǒng)的吞吐量和可靠性。方案三的設(shè)計是由單片機進行系統(tǒng)的全局控制，而由74系列芯片去具體控制實現(xiàn)各部分的功能，完成系統(tǒng)的監(jiān)控任務(wù)。我們知道，單片機技術(shù)和74系列芯片正是當今技術(shù)發(fā)展的潮流，而單片機技術(shù)以及74系列芯片的應(yīng)用恰好符合了技術(shù)發(fā)展的潮流。在本設(shè)計中，利用74系列芯片設(shè)計的片選電路、驅(qū)動電路具有高效、簡潔的特性，其結(jié)合單片機總線的讀寫信號，讓各時序間，各波形間緊密相關(guān)，使得整個系統(tǒng)的效率得到了大大的提高。綜合以上涉及方面的分析，因此本次課題采用此方案進行設(shè)計。

第4章硬件設(shè)計4.1系統(tǒng)設(shè)計原理圖4.1.1原理圖繪制1.繪制步驟（1）打開PROTEL軟件，新建項目。（2）建立元件庫。（3）連線，設(shè)計原理圖，如圖4-1所示。圖4-1電路設(shè)計原理圖系統(tǒng)原理構(gòu)架圖如圖4-2所示。圖4-2系統(tǒng)原理構(gòu)架圖2.電路設(shè)計原理實現(xiàn)過程說明當外部數(shù)據(jù)通過DB9端口送入單片機后，單片機的P0口用作時分復(fù)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線和地址線，P2口傳送高八位地址，當ALE信號有效時，單片機先傳送地址信號，74HC573進行地址鎖存，隨后將接收到的數(shù)據(jù)送入RAM，同時，單片機的P1.0和P1.1口以及T1口與一片74HC139相連，根據(jù)外來數(shù)據(jù)送來的區(qū)域數(shù)據(jù)，完成74HC165的片選（注：此次課題暫時用了1片165）。單片機的P1.2和T1口以及RD口與另一片74HC139相連，用于控制時序信號的產(chǎn)生以及作為161和165的使能端。當CSM為低電平，DISP為高電平，PE為低電平，此時，74HC74的輸出Q為高電平，與Q端口相連的74HC161有效，啟動計數(shù)功能，同時Q0口選中輸出，此時，Q0口的信號不斷地在0與1之間交替變化，從而不斷的產(chǎn)生上升沿與下降沿，當為上升延時，74HC165工作，此時，該上升沿經(jīng)反相器反相后，與74HC595相連，正好實現(xiàn)了74HC165工作時，595不工作，而595工作時，165不工作。當計數(shù)器計滿16個脈沖溢出時，其TC口產(chǎn)生一個上升沿信號，將此信號送給74HC74的CLK管腳，此時74HC74Q端0，74HC161的CEP為低電平，其停止計數(shù)。我們知道，165和595都是上升沿觸發(fā)的，當計數(shù)停止時，也就停止了脈沖的產(chǎn)生，也就實現(xiàn)了對165和595的控制。4.1.2PCB板制圖1.繪制步驟（1）根據(jù)原理圖，進行元器件導(dǎo)入。（2）原器件封裝。（3）生成PCB圖，如圖4-3所示。圖4-3PCB板圖4.2系統(tǒng)各模塊介紹4.2.1地址鎖存器模塊1.74HC573簡介圖4-474HC573引腳圖74HC573的輸入是和標準CMOS輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和LS/ALSTTL輸出兼容。當鎖存使能端LE為高時，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。當鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被鎖存。其引腳與功能特性如圖4-4所示。2.74HC573應(yīng)用原理圖圖4-574HC573應(yīng)用74HC573的實際應(yīng)用如圖4-5所示。在此原理圖中，單片機的P0口用作時分復(fù)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線和地址線，而74HC573起地址鎖存的作用。當單片機ALE（地址鎖存允許）為高電平時，與其連接的74HC573的C口也為高電平，此時74HC573進行地址鎖存。4.2.2時序信號產(chǎn)生模塊1.設(shè)計思路（1）利用晶振電路的輸出產(chǎn)生移位時鐘；（2）從存貯器讀出顯示數(shù)據(jù)時自動啟動發(fā)送；（3）發(fā)送完一個字節(jié)后停止；（4）74HC595與74HC165的時鐘信號反相。2.時序產(chǎn)生原理圖時序原理說明：首先，從單片機的讀寫控制端輸出一個讀信號，當允許擴展RAM讀出數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)送入74HC165中暫存，同時，單片機的ＲＤ、ＣＳＭ、ＤＩＳＰ管腳控制74HC139產(chǎn)生PE信號，由PE信號控制計數(shù)器進行計數(shù)，其計數(shù)由Q0口輸出，Q0的值從0到1不斷跳變，不停的產(chǎn)生上升下降沿，而595的CLK口與反向器相連，從而使得74HC165里的數(shù)據(jù)一位一位的傳進595中，而595一位一位地接收數(shù)據(jù)。時序產(chǎn)生原理圖如圖4-6所示。計數(shù)時序狀態(tài)真值表如表4-7所示。圖4-6時序產(chǎn)生原理圖表4-7計數(shù)時序狀態(tài)真值表信號狀態(tài)PECEPQ0CLK計數(shù)時010未知計數(shù)后100上升沿3.時序波形圖圖4-7時序波形圖時序波形圖說明：當單片機的DISP為高電平與CSM為低電平且RD信號有效時時，PE信號有效為低電平，使得74HC74置位，CEP變?yōu)楦唠娖?，從而啟動?4HC161，讓其開始計數(shù)，計數(shù)由Q0口輸出，共計數(shù)十六個脈沖，這樣就產(chǎn)生了8個上升沿和8個下降沿，在這8個上升沿中，每個上升沿使得165傳一個數(shù)，而每個下降沿，使得595取一個數(shù)。當計數(shù)完成后，161的TC口產(chǎn)生一個上升沿脈沖，使得74HC74復(fù)位，CEP變?yōu)榈碗娖?，同時單片機控制RD信號變?yōu)楦唠娖剑P(guān)閉RAM的讀寫，使得74HC139停止工作，PE信號失效，161停止計數(shù)。4.2.3組合邏輯應(yīng)用1.設(shè)計原理圖組合邏輯應(yīng)用圖如圖4-8所示。原理圖說明：由單片機的P1.0和P1.1完成片選，實現(xiàn)165以及595的級聯(lián)，從而擴大該系統(tǒng)控制的規(guī)模。同時，由單片機的RD信號，DISP信號控制時序的發(fā)生。圖4-8組合邏輯應(yīng)用圖

第5章調(diào)試結(jié)果及分析5.1調(diào)試結(jié)果本系統(tǒng)設(shè)計的主要目的是為了實現(xiàn)對高危行業(yè)的某些區(qū)域進行監(jiān)控，當該區(qū)域出現(xiàn)緊急情況時，模擬顯示屏的燈陣會點亮，使得能夠及時做出應(yīng)對措施。具體要求如下：1.系統(tǒng)啟動時，所有的燈都處于熄滅的狀態(tài)。2.當外部傳感器傳來信號時，數(shù)據(jù)送入單片機的擴展RAM中。3.當單片機讀寫信號打開時.即允許從RAM中讀出數(shù)據(jù)時，定時器工作，由其輸出端不斷產(chǎn)生上升沿和下降沿信號，使得74HC165和74HC595工作，從而控制模擬屏燈陣的顯示，而模擬屏的每一個燈和相應(yīng)的區(qū)域?qū)?yīng)，從而實現(xiàn)對區(qū)域的監(jiān)控。5.2結(jié)果分析本設(shè)計應(yīng)該掌握單片機系統(tǒng)的基本構(gòu)成，掌握74系列芯片原理及使用方法，掌握51板的使用方法，初步掌握STC51單片機匯編語言一般編程技巧，初步掌握PROTEL軟件的使用方法和操作技巧，初步掌握51板系統(tǒng)調(diào)試的一般步驟及方法。

第6章結(jié)論6.1設(shè)計結(jié)論1.在設(shè)計中我遇到了繪制原理圖時，對軟件不熟而造成的種種失誤；對芯片的了解不夠深入，不能合理的選用芯片型號和利用其管腳；在整個電路的設(shè)計上，對知識的綜合應(yīng)用能力太差，造成了電路冗余；對單片機匯編語言不熟悉程序編寫困難等問題。2.我采用的方法是通過上網(wǎng)搜索資料，和同組成員商議，向指導(dǎo)老師和實訓(xùn)老師請教以及通過光盤盒網(wǎng)站中相關(guān)資料進行學(xué)習(xí)。3.此設(shè)計的優(yōu)點是電路簡單明了，各時序間，各波形間聯(lián)系緊密，減少了硬件上的冗余。缺點是模擬屏燈陣的燈編號程序難以實現(xiàn)。4.我建議在進行等標號時，先連接，在對對應(yīng)的引腳上的燈和區(qū)域進行編號，增加單片機軟件程序智能的對進制進行轉(zhuǎn)換，除去繁冗的進制計算。6.2心得體會畢業(yè)設(shè)計終于結(jié)束了，最初的目的是想學(xué)到一些對將來就業(yè)很有實質(zhì)性幫助的東西。結(jié)果還算可以接受，雖然說與預(yù)期的有不少出入，但鍛煉自己這個主要目標算是達成了。通過這次課程設(shè)計，我對如何完成一項實際的計劃有了進一步的認識，對如何加強自己的合作能力有了更進一步的思考。通過這次課程設(shè)計，我想下學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計會少點困難，以后在工作中也能夠有更多的經(jīng)驗好借鑒。在這段日子里，我實踐、思考、反思、總結(jié)，所得收獲都已經(jīng)成為大學(xué)生涯中的寶貴財富?；蛟S大學(xué)生活中的片斷隨著歲月的流逝難免被遺忘，但是這段課程設(shè)計的日子相信仍會是記憶深刻，它作為我們走向社會的第一步，承載了即將面對現(xiàn)實和挑戰(zhàn)的心情，必將難忘。

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附錄一附一芯片驅(qū)動程序單片機顯示驅(qū)動：MOVR2,#8LOOP:RLCAMOVSER,CSETBCLKCLRCLKDJNZR2,LOOP驅(qū)動子程序：MOVDPTR，#MOVXA,@DPTRMOVR2,#8LOOP：SETBCLKCLRCLKDJNZR2,LOOP循環(huán)控制程序：MOVDPTR,#MOVR6,#(N+255)/256MOVR7,#LOWNLOOP:MOVXA,@DPTRINCDPTRDJNZR7,LOOPDJNZR6,LOOP

附二RS-232接口通訊協(xié)議解析協(xié)議中所定義的四種分割符號：1.PacketBegin =’\b\f’ 為協(xié)議報文的開始符。2.FileBreak =’\f\b’ 為協(xié)議中各個字段之間的分隔符。3.CommandBreak =’\b\v’ 為對各指令段之間的分隔符。4.PacketEnd =’\f\v’ 為協(xié)議報文的結(jié)束符。通訊串口設(shè)置：上位機RS232數(shù)據(jù)格式約定：波特率：9600BPS數(shù)據(jù)長度：8位起始位：1位校驗：無連接初始化協(xié)議協(xié)議解析連接初始化協(xié)議：客戶端連接模擬顯示屏數(shù)據(jù)包（Connect）Connect=\b\fLED\f\bCI\f\b’(’\f\b1\f\b’)’\f\b5\f\v和校驗心跳超時：設(shè)置為5秒。Connect=080c4C45440c0843490c08280c08310c08290c08350c0bA7模擬顯示屏返回客戶端連接數(shù)據(jù)包（ConnectAck）ConnectAck=\b\fLED\f\bCIA\f\b’(’\f\b1\f\b’)’\f\b0\f\v和校驗系統(tǒng)狀態(tài)號：“0”表示系統(tǒng)正常，即服務(wù)端已就需，并開始服務(wù)。ConnectAck=080c4C45440c084349410c08280c08310c08290c08300c0be3客戶端斷開與模擬顯示屏的連接協(xié)議 客戶端斷開與服務(wù)的連接（Disconnect） Disconnect=\b\fLED\f\bCB\f\v和校驗 Disconnect=080c4C45440c0843420c0b99客戶端與模擬顯示屏的心跳連接協(xié)議 客戶端與服務(wù)的心跳請求（Heartbeat） Heartbeat=\b\fLED\f\bHB\f\v和校驗 Heartbeat=080c4C45440c0848420c0b9e 服務(wù)返回客戶端心跳請求（HeartbeatNotity） HeartbeatNotity=\b\fLED\f\bHBN\f\v和校驗HeartbeatNotity=080c4C45440c0848424E0c0bEC客戶端訂閱模擬顯示屏或模擬顯示屏LED點狀態(tài)、警情的協(xié)議 客戶端訂閱請求協(xié)議（Subscribe）訂閱模擬顯示屏狀態(tài)協(xié)議Subscribe=\b\fLED\f\bAS\f\v和校驗Subscribe=080c4C45440c0841530c0ba8訂閱模擬顯示屏LED點狀態(tài)、警情的協(xié)議 Subscribe=\b\fLED\f\bAS\f\b1—935\f\v和校驗Subscribe=080c4C45440c0841530c08312D3933350c0bbb協(xié)議中，設(shè)備點號=子系統(tǒng)號+‘—’+LED編號，“LED編號”是指某一個LED燈在整個模擬屏上的編號，還是在某個系統(tǒng)中的編號。由于無系統(tǒng)劃分依據(jù)，我方將“LED編號”暫定為：某個LED燈在整個模擬屏系統(tǒng)中的編號。服務(wù)返回客戶端訂閱請求協(xié)議（SubscribeNotify）返回模擬顯示屏狀態(tài)協(xié)議SubscribeNotify=\b\fLED\f\bASN\f\b0\f\v和校驗訂閱狀態(tài)碼：0：訂閱成功SubscribeNotify=080c4C45440c0841534E0c08300c0b3A返回模擬顯示屏點狀態(tài)、警情協(xié)議 SubscribeNotify=\b\fLED\f\bASN\f\b1—935\f\b0\f\v和校驗訂閱狀態(tài)碼：0：訂閱成功SubscribeNotify=080c4C45440c0841534E0c08312D3933350c08300c0b4D客戶端取消訂閱模擬顯示屏或模擬顯示屏LED點狀態(tài)、警情的協(xié)議 客戶端取消訂閱請求協(xié)議（Unsubscribe） 1.客戶端取消訂閱模擬顯示屏狀態(tài)協(xié)議 Unsubscribe=\b\fLED\f\bUS\f\v和校驗 Unsubscribe=080c4C45440c0855530c0bbc 2.客戶端取消訂閱模擬顯示屏LED點狀態(tài)、警情協(xié)議 Unsubscribe=\b\fLED\f\bUS\f\b1—935\f\v和校驗Unsubscribe=080c4C45440c0855530c08312D3933350c0bcf服務(wù)返回客戶取消訂閱請求協(xié)議（UnsunbscribeNotify）服務(wù)返回客戶端取消訂閱模擬顯示屏請求協(xié)議Unsubscribe=\b\fLED\f\bUSN\f\b0\f\v和校驗取消訂閱狀態(tài)碼：0：取消訂閱成功。Unsubscribe=080c4C45440c0855534E0c08300c0b4E服務(wù)返回客戶端取消訂閱模擬顯示屏LED點狀態(tài)、警情請求協(xié)議Unsubscribe=\b\fLED\f\bUSN\f\b1—935\f\b0\f\v和校驗取消訂閱狀態(tài)碼：0：取消訂閱成功。Unsubscribe=080c4C45440c0855534E0c08312D3933350c08300c0b61狀態(tài)檢測協(xié)議 客戶端查詢模擬顯示屏相關(guān)狀態(tài)的數(shù)據(jù)包（Status） Status=\b\fLED\f\bSQ\b\vLED\f\b1—1\f\v和校驗Status=080c4C45440c085351080b4C45440c08312D310c0b43查詢模擬屏以及1號系統(tǒng)1號LED燈狀態(tài)。模擬顯示屏返回客戶端查詢數(shù)據(jù)包（StatusNotify）StatusNotify=\b\fLED\f\bSQN\f\b1\b\vLED\f\b1—1\f\b1\f\v和校驗StatusNotify=080c4C45440c0853514E0c0831080b4C45440c08312D310c08310c0b1B返回模擬屏狀態(tài)正常以及1號系統(tǒng)1號LED燈狀態(tài)正常。警情上報協(xié)議警情上報系統(tǒng)若制作則模擬屏上所用的元件幾乎翻倍，加上距離較遠，數(shù)據(jù)在傳輸中會產(chǎn)生偏差，于是會導(dǎo)致整個系統(tǒng)更加不穩(wěn)定。系統(tǒng)中所用元件均為優(yōu)質(zhì)元件，其出故障的概率極低，故警情上報協(xié)議在本系統(tǒng)中不做處理。設(shè)備控制協(xié)議 客戶端向模擬屏發(fā)送控制數(shù)據(jù)包（Control）例:1號系統(tǒng)1號燈門禁報警狀態(tài),指令序列號為5，需要返回執(zhí)行結(jié)果。 Control=\b\fLED\f\bDC\f\b5\f\b1—1\f\b1\f\b’(’\f\b1:11\f\b’)’\f\v和校驗 參數(shù)ID：參數(shù)ID始終為1。參數(shù)值：參數(shù)值依據(jù)某個燈的報警情況確定。Control=080c4C45440c0844430c08350c08312D310c08280c08313A31310c08290c0be1模擬屏返回客戶端控制結(jié)果數(shù)據(jù)包（ControlAck）例:根據(jù)上例指令序號為5，需返回執(zhí)行結(jié)果，指令執(zhí)行成功則返回如下數(shù)據(jù)包:ControlAck=\b\fLED\f\bDCA\f\b5\f\b0\f\v和校驗ControlAck=080c4C45440c084443410c08350c08300c0b69設(shè)備參數(shù)讀取協(xié)議 客戶端向模擬屏發(fā)送參數(shù)讀取數(shù)據(jù)包（Read）Read=\b\fLED\f\bDR\f\b123\f\b1—1\f\b1\f\b’(’\f\b1\f\b’)’\f\v和校驗參數(shù)ID：參數(shù)ID為1.Read=080c4C45440c0844520c083132330c08312D310c08310c08280c08310c08290c0bfa模擬顯示屏返回客戶端參數(shù)讀取結(jié)果數(shù)據(jù)（ReadAck）ReadAck=\b\fLED\f\bDRA\f\b123\f\b1—1\f\b1\f\b’(’\f\b1:0:0\f\b’)’\f\v參數(shù)值：0.模擬屏LED點狀態(tài)正常：0ReadAck=080c4C45440c084452410C083132330C08312D310C08310C08280C08313A303A300C08290C0B0F

致謝在這里感謝指導(dǎo)老師馬老師給我耐心的指導(dǎo)，在這次設(shè)計期間，碰到許多專業(yè)方面的難題，馬老師都一一幫我解答，特別在教學(xué)繁忙的情況下，還為我們提供了許多寶貴的資料和意見，并幫我們做出了詳細的分析，使我們更加順利地完成此次課程設(shè)計。通過這一個多月的時間，使我學(xué)到許多知識，明白了許多以前上課時無法理解的知識，還積累了一些較簡單的問題解決方案。與此同時也感謝同組做課題設(shè)計的同學(xué)，在設(shè)計過程中，有許多東西我不懂，他們都耐心地給我講解，給予我技術(shù)支援，幫助我解決了不少難題。另外由于該方面的設(shè)計水平有限，所以存在著許多缺陷和失誤，懇請老師批評指正。ganemploymenttribunalclaiEmploymenttribunalssortoutdisagreementsbetweenemployersandemployees.Youmayneedtomakeaclaimtoanemploymenttribunalif:youdon'tagreewiththedisciplinaryactionyouremployerhastakenagainstyouyouremployerdismissesyouandyouthinkthatyouhavebeendismissedunfairly.Formoreinformationaboutdismissalandunfairdismissal,see

Dismissal.Youcanmakeaclaimtoanemploymenttribunal,evenifyouhaven't

appealed

againstthedisciplinaryactionyouremployer