PAGEPAGE20基于單片機控制的LED點陣顯示屏設計第1章緒論LED點陣電子顯示屏是集微電子技術、計算機技術、信息處理技術于一體的大型顯示屏系統(tǒng)，隨著計算機及相關的微電子﹑光電子技術的迅猛發(fā)展而形成的一種新型信息顯示媒體。它以其色彩鮮艷，動態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇，在短短的十年中迅速成長為平板顯示的主流產品。由于LED電子顯示方式圖文并茂等特點，因此被廣泛地應用于軍事、車站、賓館、機場、郵局、金融、證券、廣告以及交通運輸?shù)仍S多行業(yè)。第2章系統(tǒng)總體方案設計本文設計的LED點陣顯示系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能是中文漢字的逐個左移顯示，實時的時間顯示和溫度測量。系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。其中硬件部分在設計上采用了單片機最小化設計原理，系統(tǒng)處理器選用的是ATMEL公司的8位高性能單片機AT89C51，顯示器選用的是8×8LED點陣，可以實現(xiàn)簡單的漢字和符號的顯示。另本系統(tǒng)還配備了先進的總線型數(shù)字溫度傳感器DS18B20,它只要一個端口就可以完成數(shù)據(jù)的讀出和命令的寫入，并且不需要對溫度進行標定，具有操作簡單、工作可靠的特點。采用由Proteus軟件完成仿真。軟件部分的基本設計思路是主程序加功能子程序，再加判斷程序組成。其中主程序作為整個軟件流程的指揮協(xié)調程序有序運行，功能程序采用了模塊化的設計思想，將系統(tǒng)的所有功能分開封裝為模塊，作為子程序調用。這樣不僅代碼簡單，條理清楚，而且易于讀寫和修改。采用KeiluVision3完成軟件的編譯和調試，使得代碼執(zhí)行效率高，可移植性好.系統(tǒng)設計方法3.1整體設計思路除單片機AT89S52tn外，顯示屏控制器的硬件電路部分由兩個部分組成：外部數(shù)據(jù)存儲器的擴展、串行通信接口?？刂破鞯慕M成框圖如圖1所示，采用AT89S52作為中央控制器，完成與PC機的通信，實現(xiàn)對顯示屏顯示數(shù)據(jù)的控制。數(shù)據(jù)存儲器使用一片F(xiàn)LASH存儲器W29EE011。W29EE011容量較大，可以用于存儲漢字的點陣庫．控制器與計算機的連接根據(jù)通信距離的遠近選用RS-232標準總線接口．通過AT89C51CPU控制系統(tǒng)的其他幾個模塊，從而實現(xiàn)系統(tǒng)功能?？刂葡到y(tǒng)中DS1302芯片采集實時時鐘信息，DS18B20芯片采集實時溫度信息，LED點陣顯示屏顯示文字字符。中央控制器讀取時鐘信息，并能通過按鍵調整當前時間。系統(tǒng)的模塊圖可以用圖1的方框圖做個簡單的說明。3．2數(shù)據(jù)存儲器的擴展W29EE011有17條地址線(A0～A16)，最高一位(A16)由P1．7作為地址送出，低八位(A0～A7)由舶口作為地址送出，通過74LS373鎖存器進行鎖存。A8～A15由P2口作為地址送出．W29EE011與單片機的接口電路如圖2電路原理圖所示．3·3串行通信系統(tǒng)上位機——下位機是通過串行通信接口聯(lián)系．本系統(tǒng)為了實現(xiàn)單片機與PC機的串行通信功能，將單片機的串行接口的電平轉換成RS--232C電平標準【2】．其中計算機的RS232口輸出的電壓為±12V．考慮到單片機與PC機的通信距離不遠，而且單片機部分只負責接收命令和數(shù)據(jù)，因此選擇計算機與單片機直接相連的最簡單接法，計算機TXD端發(fā)出的信號傳送到通信電路后轉化為電流信號，當有信號送進來時就會有電流流經光耦合器中的紅外發(fā)光二極管，二極管發(fā)出光信號投射到光敏三極管，再轉換成電信號輸?shù)絾纹瑱C的RXD端，實現(xiàn)了以光為媒介的電一光一電信號轉換傳輸，并在電氣上是完全隔離的，避免了輸出端對輸入端可能產生的反饋和干擾．其原理如圖2所示．3．4點陣顯示屏點陣顯示屏由12個8×8點陣LED顯示模塊、行信號選擇譯碼器74LSl38、數(shù)據(jù)移位寄存器74HC595、行驅動器TIPl27組成。12片8x8點陣LED顯示模塊組成一個48×16的LED點陣，用于同時顯示3個16x16點陣漢字【3】、字符或數(shù)字。單元顯示屏可以接收來自PC機傳輸下來的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息不經任何變化地顯示出來。一個程序周期里74LSl38共掃描兩行，通過一個TIPl27來驅動，即一次有兩行的信號被選中；然后經過74HC595的移位傳送，將要顯示的數(shù)據(jù)都送到顯示緩沖區(qū)單元里，打開行選通信號，點陣屏即可正常顯示信息．3.5系統(tǒng)設計的總體功能本次設計的LED點陣顯示系統(tǒng)其顯示和動態(tài)效果的實現(xiàn)主要依靠硬件掃描驅動，主要實現(xiàn)的功能是顯示時間,使?jié)h字從左到右逐個滾動顯示,實時測量溫度，并能夠通過按鍵來實現(xiàn)時間,日期的設置等功能。系統(tǒng)硬件設計整個軟件設計分為兩大功能塊：顯示部分和通信部分。顯示部分采用動態(tài)掃描的方式4，實現(xiàn)對顯示屏要顯示的漢字、字符等數(shù)據(jù)信息進行傳輸控制以及顯示等功能．與PC機的實時通信部分主要是利用單片機串口中斷接收數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)與計算機的實時數(shù)據(jù)信息傳輸。通信部分的上位機軟件采用VisualBasic編程，使用VB在標準串口通信方面提供的具有強大功能的通信控件MSCOMM，該控件可設置串行通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，對串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議進行設置，直接利用PC機的RS．232／RS-485串口發(fā)送數(shù)據(jù)．為實現(xiàn)單片機與PC機的可靠通信，須保證雙方具有相同的數(shù)據(jù)格式和波特率【2)，本設計采用RS-232通信，一幀lO位的數(shù)據(jù)格式，9600bit／s的波特率．上下位機之間的通信協(xié)議為：前兩幀數(shù)據(jù)為字數(shù)的字節(jié)數(shù)，接下來每通信128個字節(jié)的數(shù)據(jù)就延時20ms的時間，保證數(shù)據(jù)都能寫進片外數(shù)據(jù)存儲器，直到數(shù)據(jù)都傳送完為止．4.1.1主程序設計主程序主要完成I／O121和一些變量的初始化，定時器To定時初始值的設置，串行通信工作方式和波特率的設置，滾動顯示、取數(shù)據(jù)模塊，數(shù)據(jù)移位傳送模塊、行掃描模塊的調用．主程序流程圖見圖3所示．4.1.2滾動顯示模塊滾動顯示主要是實現(xiàn)顯示信息的換屏，一屏顯示三個字，兩秒后換一屏，直到所有信息都顯示完畢后，接著從頭開始顯示．換屏主要是根據(jù)PC機傳送來的字節(jié)數(shù)，通過改變指針來實現(xiàn)的．滾動顯示流程圖見圖4所示．4.1.3取數(shù)據(jù)模塊由于數(shù)據(jù)都是存儲在片外數(shù)據(jù)存儲器里，所以要先從片外取數(shù)存放到顯示緩沖區(qū)里，然后再移位傳送并掃描顯示．數(shù)據(jù)存放的順序是從上到下，即先從左到右存放點陣屏上面的六個顯示緩沖區(qū)單元STAl0．STAl5，接著存放下面六個顯示緩沖區(qū)單元STA20．STA25．取數(shù)據(jù)流程圖見圖5所示．4.1.4數(shù)據(jù)移位傳送模塊點陣屏的列驅動器74HC595為串入并出的移位寄存器，故顯示單元的數(shù)據(jù)需從低位到高位一位一位傳送進74HC595里，然后才能驅動點陣屏．4.1.5行掃描模塊16x16的點陣屏若逐行掃描，時間可能會超出人眼反應時間，故行掃描采用一個程序周期掃描兩行，即第一行和第八行同時掃描的方案，這樣可減少時間，保證了點陣屏的正常掃描顯示．4.1.6串行通信模塊串行通信程序主要是實現(xiàn)與PC機的通信，當通信接收中斷標志位RI被硬件置1時，中斷開始，有數(shù)據(jù)從PC機傳送到單片機，單片機軟件清RI并接收數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)暫存到片內高128字節(jié)的RAM里，當存滿后，再將數(shù)據(jù)寫進片外數(shù)據(jù)存儲器W29EE011里。延時一段時間后，繼續(xù)接收從PC機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，重復之前的工作，直到所有數(shù)據(jù)接收完畢為止。中斷跳出．串行中斷程序流程圖見圖6所示。4.1.7AT89C51芯片AT89C51芯片內部有ROM，且片內ROM全部采用Flash,ROM，它能于3伏的電壓工作，與MCS-51系列單片機完全兼容。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容，可適用于眾多的控制領域。4.1.8DS1302時鐘芯片DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片內含有一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜RAM通過簡單的串行接口與單片機進行通信實時時鐘/日歷電路提供秒分時日日期月年的信息每月天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調整時鐘操作可通過AM/PM指示決定采用24或12小時格式。4.1.9數(shù)據(jù)移位寄存器具有積寄存數(shù)據(jù)功能的邏輯電路稱為寄存器，它是一種典型的時序邏輯電路，常常用來進行讀出、寫入操作數(shù)或中間結果。寄存器由觸發(fā)器組成，一個觸發(fā)器只能存放一位二進制數(shù)，因此如果要存放N位二進制數(shù)，就得使用N個觸發(fā)器相連。如果前一級觸發(fā)器的輸出與后一級的輸入相連，并且各個觸發(fā)器都受同一個時鐘脈沖的控制，那么寄存器中的二進制信息就能夠進行移動，這就是移位寄存器。4.1.10LED點陣LED二極管50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第一個商用二極管產生于1960年。LED是英文lightemittingdiode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發(fā)光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧7樹脂密封，即固體封裝，所以能起到保護內部芯片的作用，該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時，由單片機取出第一行需要顯示的內容經延時一段時間后再進行下一行點陣數(shù)據(jù)的顯示。需要注意的是每次只能選通一行數(shù)據(jù)，即需要通過不斷的逐行掃描來實現(xiàn)漢字或字符的顯示。4.1.11溫度傳感器DS18B20LED點陣顯示系統(tǒng)采用的溫度傳感器是美國DALLAS公司生產的總線型數(shù)字溫度傳感器DS18B20。它具有耐磨碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣,適用于各種狹小空間設備數(shù)字測溫和控制領域。溫度測量范圍為-55℃~+125℃，可編程為9位~12位A/D轉換精度,被測溫度串行輸出.CPU只需一根端口線就能與DS18B208通信，適用于大多數(shù)溫度測量和控制場合。4.2LED點陣顯示系統(tǒng)模塊LED顯示屏控制時采用動態(tài)掃描實現(xiàn)顯示。實現(xiàn)漢字從左到右移動，就是將后一列的字節(jié)移到前一列。采用掃描方式時，每行有一個行驅動器，各行的同名列共用一個列驅動器若要顯示一幀畫面，先送出第一行的數(shù)據(jù)，然后選通并點亮第一行，延時;此后送出第二行的數(shù)據(jù)，同樣選通、點亮并延時;依次將所有行掃描完，即給出了一幀的畫面。系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)的開發(fā)軟件采用KeiluVision3，開發(fā)語言C語言，系統(tǒng)軟件編程的基本思想是將系統(tǒng)的每個功能封裝為模塊，同時分配好每個模塊的入口地址以便主程序調用。5.1主程序流程圖程序主要由初始化主程序組成。其中主程序如圖3所示。系統(tǒng)的詳細軟件設計過程參考下面幾節(jié)內容。5.2主程序工作工程系統(tǒng)開始工作后，CPU發(fā)出初始化LED命令，接著CPU發(fā)出初始化DS1302的命令，然后從DS1302中讀取時間信息并顯示讀取到的數(shù)據(jù)，接著系統(tǒng)會判定啟動按鈕S2有沒有按下，若是，則系統(tǒng)會更新顯示的數(shù)據(jù)，由其它按鍵來調整；若無，系統(tǒng)會一直顯示當前的時間，但延時一段時間后顯示屏會動態(tài)顯示時間和溫度，然后再進入當前時間模式。5.3LED點陣顯示程序流程圖個16*16共陽極LED點陣是由4個8*8點陣構成，顯示程序流程圖如圖4所示。點陣顯示的工作過程：漢字在顯示屏上按從左到右的順序一個個出現(xiàn)。首先將LED顯示屏對應的顯示緩沖區(qū)全部清零，即LED顯示空白，然后每隔一個"軟定時器"設定的動態(tài)顯示時間，顯示緩沖區(qū)依次加入一個漢字點陣數(shù)據(jù)并進行行掃描，這樣就可以達到動態(tài)的效果。5.4LED點陣顯示程序流程圖圖5所示DS1302的實時時間流程，其工作原理可參考第三章第一節(jié)。根據(jù)此流程框圖，不難采集實時時間。這里將通過DS1302工作的整個流程圖和部分程序的說明來詳細介紹DS1302模塊的軟件設計在本系統(tǒng)中是如何實現(xiàn)的。5.5DS18B20實時溫度顯示模塊本文設計的LED點陣顯示系統(tǒng)溫度測量要求可達到0.1℃，另外溫度顯示采用8×8LED點陣顯示屏顯示。本文在設計溫度傳感器部分由于只掛接了一個DS18B20，故直接與單片機的P0.7端口通信，同時在編程時發(fā)送相應命令跳過ROM匹配，直接讀取溫度值。結論點陣LED顯示屏系統(tǒng)采用上位機——下位機的結構搭建，上位機為PC機，通過串行通信接口與下位機顯示系統(tǒng)進行通信，能夠實現(xiàn)所要顯示的字符串的修改、顯示方式的設定、時間的設置等功能；下位機系統(tǒng)由單片機控制LED點陣顯示屏的顯示。漢字顯示采用16x16點陣模式，并能夠實現(xiàn)屏幕顯示內容的實時更改：并具有顯示當前的時間與日期的功能。所設計的系統(tǒng)具各顯示穩(wěn)定、功耗低、壽命長、顯示內容易改、顯示方式豐富等優(yōu)點。另外成本較低，電路與控制方案簡潔明了，容易實現(xiàn)，具有應用推廣價值．本文設計的LED點陣顯示系統(tǒng)實現(xiàn)了包括時間、溫度等眾多功能，可以作為信息顯示裝置。硬件方面具有實用性強、可靠性及抗干擾能力強等特點，并且易于安裝，使用方便，造價低廉，很適在公共場所用來進行信息顯示。整個顯示系統(tǒng)設計完成后達到了預期的效果，系統(tǒng)字符顯示穩(wěn)定、清晰、無閃爍。但由于本人專業(yè)知識有限，在整個設計過程中或多或少還存在很多缺陷，在將來的優(yōu)化中還有待完善。[參考文獻](References)[1]郇玉龍.單片機試驗教學仿真系統(tǒng)的設計與開發(fā)[J].山東師范大學,2007,20(6):45-47[2]陳濤.單片機應用及C51程序設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008,1[3]李志安.LED顯示屏控制系統(tǒng)及驅動程序的研究與設計[D].吉林大學,2005[4]林志奇,郎建軍,李會杰,佟大鵬.基于Proteus的單片機可視化軟硬件仿真[M].北京航空航天大學出版社,2006[5]何立民.單片機高級教程[M].北京:北京航空航天大學出版社,2001[6]汪清明.LED點陣顯示牌的設計與動態(tài)顯示控制[J].微計算機信息,2001,12(6):12-16[7]王宏民.LED點陣顯示屏驅動方案[J].黑龍江電子技術,1999,04(19):20-25[8]付浩.AT89C51單片機高速串行輸出口設計[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用,2001,6(12):5-12[9]成同福,王錦川.LED點陣式城市客車電子顯示路牌的功能與使用[D].城市車輛,2003[10]賈東耀,汪仁煌.LED顯示屏動態(tài)顯示和遠程監(jiān)控的實現(xiàn)[D].國外電子元器件,2002[11]徐治義,尹玉富.用單片機控制實現(xiàn)日歷時間的LED點陣小屏幕顯示[J].電子世界,2001,10(7):12-18[12]姚林發(fā).LED顯示屏微型計算機接口電路[J].自然科學版,1998,15(4):13-19[13]YaoJia,ZengZhi-gang,etc.LEDintelligentinstrumentdesignmatrixdisplaymodule[D].ElectricalMeasurementandInstrumentation,2002[14]Li-ying.Single-chipI\OportSerialLEDdynamicdisplay[J].JournalofLiaoningTeachersCollege(NaturalScienceEdition),2004,(3):88-90[15]張俊謨．單片機中級教程(原理與應用)【M】．北京：北京航空航天大學出版社，2000：1-36[16]羅鍵，曹浪財．新編計算機網絡實用教程(第2版)嗍．廈門：廈門大學出版社，2005．22-74[17]施齊云．一種LED漢字信息動態(tài)顯示可控系統(tǒng)的設計fJ】．信息技術，2002(12)：51-53[18]華林，周小方．電子設計競賽實訓教程IM]．北京：北京航空航天大學出版社，2007：38-41LED點陣電子顯示屏是集微電子技術、計算機技術、信息處理技術于一體的大型顯示屏系統(tǒng)，隨著計算機及相關的微電子﹑光電子技術的迅猛發(fā)展而形成的一種新型信息顯示媒體。它以其色彩鮮艷，動態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇，在短短的十年中迅速成長為平板顯示的主流產品。由于LED電子顯示方式圖文并茂等特點，因此被廣泛地應用于軍事、車站、賓館、機場、郵局、金融、證券、廣告以及交通運輸?shù)仍S多行業(yè)。

1系統(tǒng)總體方案設計

本文設計的LED點陣顯示系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能是中文漢字的逐個左移顯示，實時的時間顯示和溫度測量。系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成。其中硬件部分在設計上采用了單片機最小化設計原理，系統(tǒng)處理器選用的是ATMEL公司的8位高性能單片機AT89C51，顯示器選用的是8×8LED點陣，可以實現(xiàn)簡單的漢字和符號的顯示。另本系統(tǒng)還配備了先進的總線型數(shù)字溫度傳感器DS18B20,它只要一個端口就可以完成數(shù)據(jù)的讀出和命令的寫入，并且不需要對溫度進行標定，具有操作簡單、工作可靠的特點。采用由Proteus軟件完成仿真。軟件部分的基本設計思路是主程序加功能子程序，再加判斷程序組成。其中主程序作為整個軟件流程的指揮協(xié)調程序有序運行，功能程序采用了模塊化的設計思想，將系統(tǒng)的所有功能分開封裝為模塊，作為子程序調用。這樣不僅代碼簡單，條理清楚，而且易于讀寫和修改。采用KeiluVision3完成軟件的編譯和調試，使得代碼執(zhí)行效率高，可移植性好。

2系統(tǒng)設計方法

2.1整體設計思路

通過AT89C51CPU控制系統(tǒng)的其他幾個模塊，從而實現(xiàn)系統(tǒng)功能?？刂葡到y(tǒng)中DS1302芯片采集實時時鐘信息，DS18B20芯片采集實時溫度信息，LED點陣顯示屏顯示文字字符。中央控制器讀取時鐘信息，并能通過按鍵調整當前時間。系統(tǒng)的模塊圖可以用的方框圖做個簡單的說明。

2.2系統(tǒng)設計的總體功能

本次設計的LED點陣顯示系統(tǒng)其顯示和動態(tài)效果的實現(xiàn)主要依靠硬件掃描驅動，主要實現(xiàn)的功能是顯示時間,使?jié)h字從左到右逐個滾動顯示,實時測量溫度，并能夠通過按鍵來實現(xiàn)時間,日期的設置等功能。

3系統(tǒng)硬件設計

3.1各個單元的功能

3.1.1AT89C51芯片

AT89C51芯片內部有ROM，且片內ROM全部采用Flash,ROM，它能于3伏的電壓工作，與MCS-51系列單片機完全兼容。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容，可適用于眾多的控制領域。

3.1.2DS1302時鐘芯片

DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片內含有一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜RAM通過簡單的串行接口與單片機進行通信實時時鐘/日歷電路提供秒分時日日期月年的信息每月天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調整時鐘操作可通過AM/PM指示決定采用24或12小時格式。

3.1.3數(shù)據(jù)移位寄存器

具有積寄存數(shù)據(jù)功能的邏輯電路稱為寄存器，它是一種典型的時序邏輯電路，常常用來進行讀出、寫入操作數(shù)或中間結果。寄存器由觸發(fā)器組成，一個觸發(fā)器只能存放一位二進制數(shù)，因此如果要存放N位二進制數(shù)，就得使用N個觸發(fā)器相連。如果前一級觸發(fā)器的輸出與后一級的輸入相連，并且各個觸發(fā)器都受同一個時鐘脈沖的控制，那么寄存器中的二進制信息就能夠進行移動，這就是移位寄存器。

3.1.4LED點陣

LED二極管50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第一個商用二極管產生于1960年。LED是英文lightemittingdiode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發(fā)光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧7樹脂密封，即固體封裝，所以能起到保護內部芯片的作用，該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時，由單片機取出第一行需要顯示的內容經延時一段時間后再進行下一行點陣數(shù)據(jù)的顯示。需要注意的是每次只能選通一行數(shù)據(jù)，即需要通過不斷的逐行掃描來實現(xiàn)漢字或字符的顯示。

3.1.5溫度傳感器DS18B20

LED點陣顯示系統(tǒng)采用的溫度傳感器是美國DALLAS公司生產的總線型數(shù)字溫度傳感器DS18B20。它具有耐磨碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣,適用于各種狹小空間設備數(shù)字測溫和控制領域。溫度測量范圍為-55℃~+125℃，可編程為9位~12位A/D轉換精度,被測溫度串行輸出.CPU只需一根端口線就能與DS18B208通信，適用于大多數(shù)溫度測量和控制場合。

3.2LED點陣顯示系統(tǒng)模塊

LED顯示屏控制時采用動態(tài)掃描實現(xiàn)顯示。實現(xiàn)漢字從左到右移動，就是將后一列的字節(jié)移到前一列。采用掃描方式時，每行有一個行驅動器，各行的同名列共用一個列驅動器若要顯示一幀畫面，先送出第一行的數(shù)據(jù)，然后選通并點亮第一行，延時;此后送出第二行的數(shù)據(jù)，同樣選通、點亮并延時;依次將所有行掃描完，即給出了一幀的畫面。

4系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)的開發(fā)軟件采用KeiluVision3，開發(fā)語言C語言，系統(tǒng)軟件編程的基本思想是將系統(tǒng)的每個功能封裝為模塊，同時分配好每個模塊的入口地址以便主程序調用。

4.1主程序流程圖

程序主要由初始化主程序組成。其中主程序所示。系統(tǒng)的詳細軟件設計過程參考下面幾節(jié)內容。

4.2主程序工作工程

系統(tǒng)開始工作后，CPU發(fā)出初始化LED命令，接著CPU發(fā)出初始化DS1302的命令，然后從DS1302中讀取時間信息并顯示讀取到的數(shù)據(jù)，接著系統(tǒng)會判定啟動按鈕S2有沒有按下，若是，則系統(tǒng)會更新顯示的數(shù)據(jù)，由其它按鍵來調整；若無，系統(tǒng)會一直顯示當前的時間，但延時一段時間后顯示屏會動態(tài)顯示時間和溫度，然后再進入當前時間模式。

4.3LED點陣顯示程序流程圖

一個16*16共陽極LED點陣是由4個8*8點陣構成，顯示程序流程圖所示。

點陣顯示的工作過程：漢字在顯示屏上按從左到右的順序一個個出現(xiàn)。首先將LED顯示屏對應的顯示緩沖區(qū)全部清零，即LED顯示空白，然后每隔一個“軟定時器”設定的動態(tài)顯示時間，顯示緩沖區(qū)依次加入一個漢字點陣數(shù)據(jù)并進行行掃描，這樣就可以達到動態(tài)的效果。

4.4LED點陣顯示程序流程圖

所示DS1302的實時時間流程，其工作原理可參考第三章第一節(jié)。根據(jù)此流程框圖，不難采集實時時間。這里將通過DS1302工作的整個流程圖和部分程序的說明來詳細介紹DS1302模塊的軟件設計在本系統(tǒng)中是如何實現(xiàn)的。

4.5DS18B20實時溫度顯示模塊

本文設計的LED點陣顯示系統(tǒng)溫度測量要求可達到0.1℃，另外溫度顯示采用8×8LED點陣顯示屏顯示。本文在設計溫度傳感器部分由于只掛接了一個DS18B20，故直接與單片機的P0.7端口通信，同時在編程時發(fā)送相應命令跳過ROM匹配，直接讀取溫度值。

5結束語

本文設計的LED點陣顯示系統(tǒng)實現(xiàn)了包括時間、溫度等眾多功能，可以作為信息顯示裝置。硬件方面具有實用性強、可靠性及抗干擾能力強等特點，并且易于安裝，使用方便，造價低廉，很適在公共場所用來進行信息顯示。整個顯示系統(tǒng)設計完成后達到了預期的效果，系統(tǒng)字符顯示穩(wěn)定、清晰、無閃爍。但由于本人專業(yè)知識有限，在整個設計過程中或多或少還存在很多缺陷，在將來的優(yōu)化中還有待完善。基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數(shù)字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究基于單片機γ-免疫計數(shù)器自動換樣功能的研究與實現(xiàn)基于單片機的倒立擺控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn)單片機嵌入式以太網防盜報警系統(tǒng)基于51單片機的嵌入式Internet系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)單片機監(jiān)測系統(tǒng)在擠壓機上的應用MSP430單片機在智能水表系統(tǒng)上的研究與應用基于單片機的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)與應用HYPERLINK"/detail.htm?