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摘要LED大屏幕顯示系統(tǒng)，以AT89S52單片機為核心，由鍵盤顯示、錄放音模塊、光電開關(guān)、溫度采集、定時鬧鈴、LED大屏幕顯示等功能模塊組成?；陬}目基本要求，本系統(tǒng)對時間顯示和大屏幕顯示進(jìn)行了重點設(shè)計。此外，擴展單片機外圍接口、溫度采集、非接觸式止鬧、滾動屏幕顯示、語音報時等功能。本系統(tǒng)大部分功能由軟件來實現(xiàn)，吸收了硬件軟件化的思想，大部分功能通過軟件來實現(xiàn)，使電路簡單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提高。本系統(tǒng)不僅成功的實現(xiàn)了要求的基本功能,發(fā)揮部分也得到完全的實現(xiàn),而且有一定的創(chuàng)新功能。

關(guān)鍵字：單片機LED大屏幕滾屏顯示

AbstractThislargeLEDdisplayscreensystem,basedonchipmicrocomputerAT89S52,iscomposedbythefollowingfunctionalmodules:keyboarddisplaying,soundphonating.photoelectricityuntouchedswitch，temperaturegathering,timingbell,Accordingtothebasicrequirementsofthesubject,oursystemstressesontherealizationoftimedisplayingandlargescreendisplaying,Furthermore,wealsoextendtheprimaryfunction,addingnewfunctions,suchasthesinglechipperipheralports,temperaturegathering,untouchedring-stop,scrollscreendisplay,soundtiming.andsoon.

Adoptingtheideaofhardware-to-software,mostofthosefunctionsarerealizedbysoftwares,whichmakestheelectrocircuitmoreconciseandthesystemmorestable,

Thedesignachievedandevenexceededalltherequiredbasictechnicalindexes

Keywords:chipmicrocomputerlargescreendisplaysystem

scrollscreendisplay

1任務(wù)設(shè)計

1.1基本要求：設(shè)計并制作LED電子顯示屏和控制器。

1.1.1自制一臺簡易16行*32列點陣顯示的LED電子顯示屏；

1.1.2自制顯示屏控制器，擴展鍵盤和相應(yīng)的接口實現(xiàn)多功能顯示控制，顯示屏顯示數(shù)字和字母亮度適中，應(yīng)無閃爍。

1.1.3顯示屏通過按鍵切換顯示數(shù)字和字母；

1.1.4顯示屏能顯示4組特定數(shù)字或者英文字母組成的句子，通過按鍵切換顯示內(nèi)容；

1.1.5能顯示4組特定漢字組成的句子，通過按鍵切換顯示內(nèi)容。

1.2發(fā)揮部分：

1.2.1自制一臺簡易16行*64列點陣顯示的LED電子顯示屏；

1.2.2LED顯示屏亮度連續(xù)可調(diào)。

1.2.3實現(xiàn)信息的左右滾屏顯示，預(yù)存信息的定時循環(huán)顯示；

1.2.4實現(xiàn)實時時間的顯示，顯示屏數(shù)字顯示：時∶分∶秒（例如18∶38∶59）；

1.2.5增大到10組（每組漢字8個或16個數(shù)字和字符）預(yù)存信息，信息具有掉電保護(hù)；

1.2.6實現(xiàn)和PC機通訊，通過PC機串口直接對顯示信息進(jìn)行更新（須做PC機客戶程序）；

1.3創(chuàng)新部分

1.3.1室溫的測量

1.3.2定時鬧鈴

1.3.3整點報時

1.3.4非接觸止鬧

2、方案論證

2.1顯示部分:

顯示部分是本次設(shè)計最核心的部分，對于LED8*8點陣顯示有以下兩種方案：

方案一：靜態(tài)顯示，將一幀圖像中的每一個二極管的狀態(tài)分別用0和1表示,若為0,則表示LED無電流,即暗狀態(tài);若為1則表示二極管被點亮。若給每一個發(fā)光二極管一個驅(qū)動電路,一幅畫面輸入以后,所有LED的狀態(tài)保持到下一幅畫。對于靜態(tài)顯示方式方式,所需的譯碼驅(qū)動裝置很多,引線多而復(fù)雜,成本高,且可靠性也較低。

方案二：動態(tài)顯示，對一幅畫面進(jìn)行分割,對組成畫面的各部分分別顯示,是動態(tài)顯示方式。動態(tài)顯示方式方式,可以避免靜態(tài)顯示的問題。但設(shè)計上如果處理不當(dāng),易造成亮度低,閃爍問題。因此合理的設(shè)計既應(yīng)保證驅(qū)動電路易實現(xiàn),又要保證圖像穩(wěn)定,無閃爍。動態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動態(tài)掃描顯示方式,復(fù)用的程度不是無限增加的,因為利用動態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實質(zhì)是利用了人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時間的長短,發(fā)光的亮度等因素.我們通過實驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)掃描刷新頻率(發(fā)光二極管的停閃頻率)為50Hz,發(fā)光二極管導(dǎo)通時間≥1ms時,顯示亮度較好,無閃爍感.。

鑒于上述原因,我們采用方案二

2.2．?dāng)?shù)字時鐘

數(shù)字時鐘是本設(shè)計的重要的部分。根據(jù)需要，可利用兩種方案實現(xiàn)。

方案一：本方案完全用軟件實現(xiàn)數(shù)字時鐘。原理為：在單片機內(nèi)部存儲器設(shè)三個字節(jié)分別存放時鐘的時、分、秒信息。利用定時器與軟件結(jié)合實現(xiàn)1秒定時中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲器內(nèi)相應(yīng)的秒值加1；若秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時字節(jié)值加1；若時值達(dá)到24，則將時字節(jié)清零。該方案具有硬件電路簡單的特點，但當(dāng)單片機不上電，程序?qū)⒉粓?zhí)行。且由于每次執(zhí)行程序時，定時器都要重新賦初值，所以該時鐘精度不高。

方案二：本方案采用Dallas公司的專用時鐘芯片DS1302。該芯片內(nèi)部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完備的時鐘鬧鐘功能，因此，可直接對其以用于顯示或設(shè)置，使得軟件編程相對簡單。為保證時鐘在電網(wǎng)電壓不足或突然掉電等突發(fā)情況下仍能正常工作，芯片內(nèi)部包含鋰電池。當(dāng)電網(wǎng)電壓不足或突然掉電時，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)換到內(nèi)部鋰電池供電系統(tǒng)。而且即使系統(tǒng)不上電，程序不執(zhí)行時，鋰電池也能保證芯片的正常運行，以備隨時提供正確的時間。

基于時鐘芯片的上述優(yōu)點，本設(shè)計采用方案二完成數(shù)字時鐘的功能。

2.3溫度采集部分

能進(jìn)行溫度測量是本設(shè)計的創(chuàng)新部分，由于現(xiàn)在用品追求多樣化，多功能化，所以我們決定給系統(tǒng)加上溫度測量顯示模塊，方便人們的生活，使該設(shè)計具有人性化。

方案一：采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對于檢測小于1攝氏度的信號是不適用的。

方案二：采用溫度傳感器DS18B20。DS18B20可以滿足從-55攝氏度到+125攝氏度測量范圍，且DS18B20測量精度高，增值量為0.5攝氏度，在一秒內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字，測得的溫度值的存儲在兩個八位的RAM中，單片機直接從中讀出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是溫度，使用方便。

基于DS18b20的以上優(yōu)點，我們決定選取DS18b20來測量溫度。

2.4芯片的選擇

方案一：采取并口輸入，占用大量I/O口資源

方案二：選取串口輸入，使用較少。所以我們選用串口輸入。串口輸入我們可以選用芯片有74HC595、74LS164、TPIC6B595。但是74HC595和74LS164兩種芯片必須加驅(qū)動才能驅(qū)動LED，而TI公司的DMOS器件TPIC6B595,除具有TTL和CMOS器件中移位寄存器595的邏輯功能外,其最大的特點是驅(qū)動功率大,可直接用作LED的驅(qū)動。

綜合以上比較，我們選取TPIC6B595來驅(qū)動LED點陣。

2.5鬧鈴方式的選擇

方案一：采用蜂鳴器鬧鈴，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時間時，單片機向蜂鳴器送出高電平，蜂鳴器發(fā)生。采用蜂鳴器鬧鈴結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，但是發(fā)出的鬧鈴聲音單一。

方案二：采用錄音放音芯片1420鬧鈴，先對錄放音設(shè)備錄入一段音樂，當(dāng)?shù)皆O(shè)定時間時，單片機控制錄放音設(shè)備放音。采用錄放音電路鈴聲可以自己預(yù)先設(shè)定一段自己喜歡的音樂，符合電器設(shè)備人性化的要求。且1420芯片可以分段錄音，還具有語音報時功能。

基于錄音放音芯片1420的以上優(yōu)點，我們決定采用錄放音設(shè)備鬧鈴。

2.6止鬧方式的選擇

一般鐘表都具有鬧鐘功能，到設(shè)定時間，便自動啟動鬧鐘，發(fā)出音樂提醒人們，再由人按下止鬧按鈕停止鬧鐘工作。一般每天只能設(shè)置一次鬧鐘、并要由人按下按鈕止鬧，使用不是很方便。

智能處理器應(yīng)用可改變這種狀況，一天可按自己需要設(shè)置鬧鐘的開關(guān)、多次鬧鐘設(shè)置并可用非接觸方式止鬧。

方案一：采取遠(yuǎn)程紅外遙控止鬧，遙控器發(fā)出特定紅外信號時，單片機接受到信號，向發(fā)音設(shè)備發(fā)出停止信號止鬧。紅外遙控止鬧控制距離遠(yuǎn)，但是價格昂貴，增加了制造成本。

方案二：采取光電傳感器，當(dāng)用一物體遮擋光電傳感光電傳感器向單片機接口送出一個低電平，單片機立即向發(fā)音設(shè)備發(fā)出停止信號止鬧。光電傳感器價格便宜，線路簡單，易于控制。

基于以上比較我們決定采用光電傳感器止鬧。