畢業(yè)設計--基于單片機的旋轉顯示系統(tǒng)

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計</p><p>　　題 目： 基于單片機的旋轉顯示系統(tǒng) </p><p>　　學院： 電氣信息學院 </p><p>　　專業(yè)： 自動化 班級： 學號： </p>&l

2、t;p>　　學生姓名： </p><p>　　導師姓名： </p><p>　　完成日期： 2014.5.25 </p><p>　　畢業(yè)設計（

3、論文）任務書</p><p>　　設計（論文）題目： 基于單片機的旋轉系統(tǒng)設計 </p><p><b>　　基本任務及要求：</b></p><p>　　課題要求設計一個基于單片機的旋轉廣告燈，完成硬件電路設計，畫出原理圖，編寫相應的程序，并進行仿真試驗調試，能夠更具需要調整廣告

4、內容。</p><p>　　設計的主要任務是：①查閱相關資料，根據(jù)不同的應用要求分析設計任務，明確控制要求。選擇合適的設計方案和單片機芯片，確定總體設計方案；②根據(jù)課題要求確定硬件方案，設計控制系統(tǒng)原理圖；③軟件設計，④完成文獻綜述、開題報告及畢業(yè)設計說明書及設計說明書的撰寫畢業(yè)設計工作。

5、 </p><p>　　進度安排及完成時間：</p><p>　　1. 2013年12月20日，指導指導老師布置任務、下達設計任務書； </p><p>　　2. 2月24日～3月16日：查閱相關資料，搜集課題所需資料，了解課題現(xiàn)狀、課題研究的目的和意義，完成開題報告和文獻綜述；

6、 </p><p>　　3. 3月17日～3月30日：畢業(yè)實習； </p><p>　　4月1日～4月22日：系統(tǒng)總體方案和硬件電路設計； </p>

7、<p>　　5. 4月23日～5月15日：軟件流程設計； </p><p>　　6. 5月16日～6月1日：整理資料，撰寫畢業(yè)設計論文； </p><p>　　7. 6月2日～6月7日：畢業(yè)論文審定、打印，答辯準備；

8、 </p><p>　　8. 6月8日～6月12日：答辯 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　基于單片機的旋轉顯示系統(tǒng)4</p><p>　　Rot

9、ating Display System Based on Single Chip Microcomputer5</p><p><b>　　第1章 緒論6</b></p><p>　　1.1 課題背景論述6</p><p>　　1.2.1 設計目的7</p><p>　　1.2.2 設計內容與思路7<

10、/p><p>　　第2章 方案選擇8</p><p>　　2.1 系統(tǒng)方案8</p><p>　　2.2 供電方案8</p><p>　　第3章 硬件設計9</p><p>　　3.1 主要功能芯片介紹9</p><p>　　3.1.1 STC12C5A32S2的介紹9</p&

11、gt;<p>　　3.1.2 74HC595的介紹10</p><p>　　3.2 時鐘電路11</p><p>　　3.3 無線供電電路12</p><p>　　3.4 主板電路13</p><p>　　3.5 直流電機簡介13</p><p>　　3.5.1 直流電機結構13</p&

12、gt;<p>　　3.5.2 直流電機工作原理14</p><p>　　第4章 軟件設計15</p><p>　　4.1 程序流程圖15</p><p>　　4.1.1 主程序流程圖15</p><p>　　4.1.2 時鐘流程圖16</p><p>　　4.2 上位機改字程序16</

13、p><p>　　第5章 系統(tǒng)調試19</p><p>　　5.1 元件的裝配19</p><p>　　5.2 調試與性能檢測20</p><p>　　5.3 STC-ISP軟件21</p><p><b>　　總結致謝23</b></p><p><b>

14、　　參考文獻24</b></p><p>　　附錄1 硬件原理圖25</p><p>　　附錄2 源程序27</p><p>　　附錄3 相關元件清單33</p><p>　　基于單片機的旋轉顯示系統(tǒng)</p><p>　　摘 要：旋轉顯示屏是一種“能旋轉的屏幕”，通過單片機的應用和普通直流電機

15、改裝，利用人視覺暫留原理實現(xiàn)多功能、可編程、易于編輯、成像優(yōu)良的顯示屏。本旋轉顯示屏由底座和單片機旋轉板兩部分組成，旋轉板采用無線供電方式，并且具有簡單遙控功能。硬件以STC12C5A32S2高穩(wěn)定芯片作為控制核心，系統(tǒng)中還包括了時鐘顯示模塊、紅外一體化接收模塊、無線供電模塊等各個功能模塊。通過開發(fā)的上位機軟件可以對顯示屏的顯示內容進行修改。整個系統(tǒng)旋轉板面在高速旋轉過程中能夠實現(xiàn)平面顯示功能，在旋轉形成的板面范圍內可顯示最基本的時間和

16、一些動態(tài)文字。</p><p>　　設計的旋轉LED顯示屏利用機械轉動動態(tài)掃描代替?zhèn)鹘y(tǒng)逐行掃描方式，具有電路簡單、功能齊全、制作成本低、性價比高等優(yōu)點，是一種美觀、實用的旋轉LED控制系統(tǒng)。</p><p>　　關鍵詞：貼片LED；無線供電；旋轉顯示屏</p><p>　　Rotating Display System Based on Single Chip Mi

17、crocomputer</p><p>　　ABSTRACT：Rotating display system is a type of screen that can rotate by some way. By means of the application of the single-chip microcomputer and refit Common dc motor,it Used the princ

18、iple of persistence of vision to realize multi-function,can be Programmable, easy to edit, excellent imaging display.It consist of the base and rotating plate of two parts,Rotating plate adopts the wireless power supply

19、method,And it has a simple remote control function.STC12C5A32S2 high stability chip as the con</p><p>　　Design of the rotating LED display by using dynamic scanning progressive-scan mode instead of tradition

20、al mechanical rotating,it has some advantages such as simple circuit, the function is all ready, low production cost, high performance-to-price ratio, is a kind of beautiful, practical rotating LED control system.</p&

21、gt;<p>　　KEY WORDS: SMD LED, Wireless power supply; Rotating screen</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題背景論述</p><p>　　隨著社會科學技術的發(fā)展，人們對顯示屏的功能、功耗等方面便開始有了各種各樣的新要求。

22、當下，人們需要的是以盡可能的低成本，造就盡可能高效益、多功能的新型科技產(chǎn)品。因此，傳統(tǒng)意義上的顯示屏無論是從功能還是從經(jīng)濟角度來看，功能單一、其功耗大等基本根深蒂固的特點都已無法改變，顯然已跟不上時代發(fā)展的步伐了。為了滿足人們日常生活需求，亟需一種新型顯示屏來突破傳統(tǒng)。</p><p>　　20世紀開始，由于物理學在其各個領域的突破性成就，電子技術的進步可謂神速，快速的技術革新大大推動了整個社會的發(fā)展，也為技術創(chuàng)

23、新打下了堅實的理論基礎。這里即將介紹的基于單片機的旋轉顯示屏就是一個能夠突破傳統(tǒng)，滿足人們日益需求并引領革新的創(chuàng)新產(chǎn)品。</p><p>　　旋轉顯示屏是一種新穎的顯示屏，它并非如其字面所表述的“能旋轉的屏幕”，而是一種通過單片機的應用和普通直流電機改裝，利用人視覺暫留原理實現(xiàn)多功能，可編程、易于編輯、成像優(yōu)良的新型顯示屏。尤其在沒有投影的地方，旋轉顯示屏的優(yōu)越性體現(xiàn)的非常明顯，在當今高度發(fā)達的經(jīng)濟市場上，富有創(chuàng)

24、意，應用面廣的、挪移方便、具有吸引力的信息傳播系統(tǒng)顯得十分重要。LED的特點非常明顯，壽命長、光效高、無輻射與低能耗。LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可達80～90%。直徑為5毫米的白光LED為20～281m/W，壽命可大于10000小時。有人還預測，未來的LED壽命上限將無窮大。</p><p>　　旋轉LED顯示屏利用電極帶動LED顯示陣列高速旋轉實現(xiàn)環(huán)形顯示，達到360全視角，在相同顯示信息

25、量上降低產(chǎn)品體積，減少對發(fā)光二極管的使用，降低生產(chǎn)成本達到了很好的效果。這將是LED顯示屏一個新的發(fā)展方向。此類顯示屏如果更進一步，解決視頻數(shù)據(jù)傳輸，則可任意做出旋轉柱式視頻顯示屏，視頻顯示的控制電路較為成熟，采用MCU 進行控制，給出了硬件電路和程序思路。其中運用比較多的主要在大眾生活方面,以單片機為控制中心的智能小系統(tǒng)，在本設計中，我們采用了單片機控制多模塊設計。便于檢查和維修。該設計的基本結構為以 51 單片機作為控制元，由軟件系

26、統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩部分組成。</p><p>　　1.2 設計目的及內容</p><p>　　1.2.1 設計目的</p><p>　　設計一個基于單片機的旋轉LED顯示屏，完成硬件電路設計，畫出原理圖，編寫相應的程序，并進行仿真試驗調試，能夠根據(jù)需要進行一些調整，實現(xiàn)動態(tài)文字或圖片等信息的顯示。</p><p>　　1.2.2 設計內容與思路&

27、lt;/p><p>　　本設計要求設計一個基于單片機的旋轉顯示系統(tǒng)。首先結合我們的設計任務書了解整個課題要滿足的各項要求，按照設計要求并根據(jù)現(xiàn)有的思路一步一步進行延伸，緊扣各個環(huán)節(jié)最終制作出一個完善且使用的成品。</p><p>　　本課題的要求主要在于以下幾個部分：第一、滿足單片機硬件電路的設計以及旋轉的同步控制；第二、通過串口通訊，實現(xiàn)廣告信息的數(shù)據(jù)傳輸；第三、通過上位機軟件實現(xiàn)系統(tǒng)顯示信

28、息的修改。</p><p>　　在了解這個課題相關要求之后，我們就要有一個大致的設計概念。此后要做到的就是如何讓一個系統(tǒng)完美運行并達到最初要求，然而達到預期的效果僅僅只是任務的第一步，接下來我們需要做的就是調試和分析，通過對各類故障的排查和系統(tǒng)數(shù)據(jù)的不斷整理修改，最終將整個設計系統(tǒng)達到一個穩(wěn)定的平衡點，讓其本身具備一定的自我調整能力和抗干擾能力。為此，我們在設計之前、設計之中和設計之后要明白整個系統(tǒng)要解決的問題。

29、</p><p>　　在這個設計中我要解決的問題主要有這樣幾個方面：第一、應保證長期安全地運行；第二、采用何種供電方式，系統(tǒng)中的硬軟件及信息資源應滿足可靠性設計要求；第三、系統(tǒng)應具有必要的安全保護；第四、在實際操作上應當滿足操作簡單直觀，易于掌握的要求。</p><p>　　在了解我們即將面臨的主要問題后，我們的設計思路自然也就顯得比較清晰了，這個時候再結合課題最初的一些要求，我們就能在兩

30、者之間進行一個協(xié)調，最終得到一個優(yōu)秀的作品。</p><p><b>　　第2章 方案選擇</b></p><p><b>　　2.1 系統(tǒng)方案</b></p><p>　　本設計采用STC12C5A32S2單片機作為核心部件，因為該芯片頻率特性和穩(wěn)定性比普通51單片機更好。系統(tǒng)以74HC595串轉并芯片驅動旋轉單片機上

31、的LED貼片，在設計上融入了紅外遙控、無線供電功能，在顯示效果上實現(xiàn)了實時時鐘、數(shù)字和簡單圖形的顯示與修改功能。本設計由各時鐘電路、復位電路、電源電路等通過擴展外圍設備及接口電路，完成對底座電機的控制，從而實現(xiàn)平面顯示功能、電機自動旋轉功能，進而達到設計要求。</p><p>　　整體系統(tǒng)工作原理：系統(tǒng)上電后，電機旋轉帶動主板旋轉，同時無線供電電路由于電機的旋轉而被激活，達到為旋轉單片機板供電的效果，紅外發(fā)光二極

32、管點亮作為起點檢測，被與其對接的紅外接收管接收，判斷何時讓單片機工作且輸出高低電平，控制LED的亮滅來顯示各種信息等。作為一個附加功能，時鐘芯片DS1302工作顯示時間，可以通過遙控器來復位，變換各種圖形和文字。</p><p><b>　　2.2 供電方案</b></p><p>　　以無線供電為主體的電路具有高可靠性、功能強、高速度、強抗干擾以及低功耗等優(yōu)點，電路

33、性能的優(yōu)劣關乎其可靠性、功能性和效率的高低?？紤]到本設計中選取的高亮度LED的功耗比較大，一般的蓄電池電量有限，而且其自身體積也比較大，這就難以實現(xiàn)系統(tǒng)的長期運作，況且將蓄電池捆綁于旋轉的單片機板面上既不美觀，也不利于板面的旋轉，還可能會產(chǎn)生電池在旋轉過程中飛離板面的安全隱患等問題，這里選擇采用無線供電的方式來解決旋轉單片機板的供電問題。</p><p>　　無線供電的具體方式：在電機的轉子上放置一個由電機連線引

34、出的閉合線圈，在單片機板底部也固定一個從單片機連線引出的閉合線圈，兩線圈通過單片機與底座的接口，契合于電機之上而不產(chǎn)生任何直接接觸，由此在系統(tǒng)運轉時候，通過電磁耦合效應便能夠在單片機板內產(chǎn)生電流，以此為達到為系統(tǒng)供電的目的，同時也可以成為系統(tǒng)控制時序的中斷源。相較于其他供電方式，此方法在當前最容易實現(xiàn)，且一舉兩得。</p><p><b>　　第3章 硬件設計</b></p>

35、<p>　　3.1 主要功能芯片介紹</p><p>　　3.1.1 STC12C5A32S2的介紹</p><p>　　STC12C5A32S2單片機是新一代的8051單片機，相較于普通51單片機而言，它具有運轉高速，強抗靜電抗干擾，低功耗等這些顯著特點，在本設計中主要負責對整個系統(tǒng)的信息進行分析處理，并執(zhí)行各條指令，控制LED燈的點亮過程。以下是該芯片的引腳圖。</p

36、><p>　　圖3-1 STC12C5A32S2引腳圖</p><p><b>　　符號引腳描述：</b></p><p>　　P0.0-P0.7(39-32):P0口是一個漏極開路型準雙向I/O口。在訪問外部存儲器時，它是分時多路轉換的地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線，在訪問期間激活了內部的上拉電阻。在EPROM編程時，它接收指令字節(jié)，而在驗證程序時，則

37、輸出指令字節(jié)。驗證時，要求外接上拉電阻。</p><p>　　P1.0-P1.7(1-8):P1口是帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口。在EPROM編程和程序驗證時，它接收低8位地址。</p><p>　　P2.0-P2.7(21-28):P2口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口。在訪問外部存儲器時，它送出高8位地址。在對EFROM編程和程序驗證期間，它接收高8位地址。P3.0-P3.7

38、(10-17):P13口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口。</p><p>　　STC12C5A32S2系列的主要性能</p><p>　　1.高速：1個時鐘/機器周期，增強型8051內核，速度比普通8051快8～12倍。</p><p>　　2.寬電壓：5.5～3.3V，2.2～3.6V（STC12LE5A60S2系列）。</p><p&

39、gt;　　3.增加第二復位功能腳（高可靠復位，可調整復位門檻電壓，頻率<12MHz時，無需此功能）。</p><p>　　4.增加外部掉電檢測電路,可在掉電時,及時將數(shù)據(jù)保存進EEPROM,正常工作時無需操作EEP。</p><p>　　5.低功耗設計：空閑模式，（可由任意一個中斷喚醒），掉電模式（可由外部中斷喚醒），可支持下降沿/上升沿和遠程喚醒。</p><p

40、>　　6.工作頻率：0～35MHz，相當于普通8051：0～420MHz。</p><p>　　7.時鐘：外部晶體或內部RC振蕩器可選，在ISP下載編程用戶程序時設置。</p><p>　　8.32K字節(jié)片內Flash程序存儲器，擦寫次數(shù)10萬次以上，280字節(jié)片內RAM數(shù)據(jù)存儲器，芯片內EEPROM功能,擦寫次數(shù)10萬次以上。</p><p>　　9.ISP

41、 / IAP，在系統(tǒng)可編程/在應用可編程,無需編程器/仿真器。</p><p>　　10.8通道,10位高速ADC，速度可達25萬次/秒,2路PWM還可當2路D/A使用。</p><p>　　11.2通道捕獲/比較單元（PWM/PCA/CCP），也可用來再實現(xiàn)2個定時器或2個外部中斷（支持上升沿/下降沿中斷）。</p><p>　　12.4個16位定時器，兼容普通8

42、051的定時器T0/T1,2路PCA實現(xiàn)2個定時器</p><p>　　13.可編程時鐘輸出功能，T0在P3.4輸出時鐘，T1在P3.5輸出時鐘,BRT在P1.0輸出時鐘。</p><p>　　14.硬件看門狗（WDT），高速SPI串行通信端口。全雙工異步串行口(UART),兼容普通8051的串口。</p><p>　　15.先進的指令集結構，兼容普通8051指令集

43、，有硬件乘法/除法指令。</p><p>　　16.通用I/O口，復位后為： 準雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）可設置成四種模式：準雙向口/弱上拉，推挽/強上拉，僅為輸入/高阻，開漏每個I/O口驅動能力均可達到20mA，但整個芯片最大不得超過100mA。</p><p>　　3.1.2 74HC595的介紹</p><p>　　74HC595是一款8位串轉

44、并移位寄存器，具有高電平、低電平和高阻抗三種輸出狀態(tài)的門電路，還能串行輸出控制下一級級聯(lián)芯片。以下是該芯片的引腳圖。</p><p>　　圖3-2 74HC595引腳圖</p><p><b>　　符號引腳描述：</b></p><p>　　QA-QH：三態(tài)輸出管腳 GND：電源地</p><

45、;p>　　SQH：串行數(shù)據(jù)輸出管腳 SCLR：移位寄存器清零端</p><p>　　SCK：數(shù)據(jù)輸入時鐘線 RCK：輸出存儲器鎖存時鐘線</p><p>　　OE：輸出使能 SI：數(shù)據(jù)線</p><p><b>　　VCC：電源端</

46、b></p><p><b>　　3.2 時鐘電路</b></p><p>　　這里設計的平面旋轉顯示屏的控制系統(tǒng)，主要由單片機最小系統(tǒng)、無線供電電路和其他驅動電路組成。其中，電路最小系統(tǒng)由單片機、時鐘電路、復位電路等組成，它是最基本的單元工作電路，也是所有基于單片機的設計系統(tǒng)都必須要涉及到的一個重要組成部分。</p><p><b

47、>　　時鐘電路簡介：</b></p><p>　　本設計中的時鐘電路采用DS1302芯片實現(xiàn)實時時鐘，DS1302是一種具備渦細電流充電能力的高性能、低功耗實時時鐘芯片，它的計時范圍大到年月周日，小到時分秒而且還具有閏年補償?shù)榷喾N實用功能。在時鐘電路中，由SPI三線接口與CPU進行同步通信，可一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)，其工作電壓為2.5～5.5V。</p><p

48、>　　DS1302工作時為了對相關數(shù)據(jù)初始化，需要將復位腳（RST）置為高電平并將8為地址和命令信息裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在時鐘（SCLK）的上升沿串行輸入，前八位指點訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時鐘周期，讀操作時輸出數(shù)據(jù)，寫操作時輸出數(shù)據(jù)，時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為8+9（8為地址+8位數(shù)據(jù)），再多字節(jié)方式下為8加最多可達248的數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　時鐘芯片結構如

49、下：</b></p><p>　　VCC1主電源；VCC2備份電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。</p><p>　　RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。</p><p>　　X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。</p>&

50、lt;p>　　4．SCLK：串行時鐘輸入端，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出。</p><p>　　5．I/O為三線串行數(shù)據(jù)輸入輸出端。</p><p>　　關于時鐘芯片DS1302引腳圖和相關接線圖如圖3-3、圖3-4所示。</p><p>　　圖3-3 DS1302引腳圖</p><p>　　圖3-4 DS1302接線圖</p>

51、<p>　　3.3 無線供電電路</p><p>　　無線供電電路主要用于單片機板在旋轉過程中的系統(tǒng)供電，運用了電磁耦合效應，實現(xiàn)供電過程。它主要由電機、紅外發(fā)光二極管、三極管、電阻、瓷片電容、電解電容、初級線圈等組成。它的核心是由自激震蕩電路組成，自激震蕩電路又是由電阻、瓷片電容、三極管，初級線圈組成，主要是把5V的直流電壓轉換成交流電壓。</p><p>　　圖3-5 無線供

52、電電路</p><p><b>　　3.4 主板電路</b></p><p>　　主板電路可由5V穩(wěn)壓二極管、電解電容、普通二極管、次級線圈等組成，主要是由次級線圈感應的交變電壓經(jīng)過4個IN4148進行全波整流，5V穩(wěn)壓二極管進行5V穩(wěn)壓，220uf電容濾波給旋轉主板供電。但是IN4148，5V穩(wěn)壓二極管，電容接反會導致供電不正常，所以必須注意正負極。P3.0、P3.

53、1為程序下載接口，如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-6 主板供電電路</p><p>　　3.5 直流電機簡介</p><p>　　3.5.1 直流電機結構</p><p>　　直流電動機主要由定子和轉子兩大部分組成。在電機運行時保持靜止不動的部分稱為定子，定子的主要作用是產(chǎn)生磁場，由機座、主磁極、換向器、端蓋、軸承和電刷裝置等組成

54、。運行時轉動的部分稱為轉子，其作用主要是產(chǎn)生電磁轉矩和感應電動勢，是直流電機進行能量轉換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風扇組成。</p><p>　　3.5.2 直流電機工作原理</p><p>　　直流電機（direct current machine）是指能將直流電能轉換成機械能（直流電動機）或將機械能轉換成直流電能（直流發(fā)電機）的旋轉電機。它是能實現(xiàn)

55、直流電能和機械能互相轉換的電機。當它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉換為機械能；作發(fā)電機運行時是直流發(fā)電機，將機械能轉換為電能。</p><p>　　導體受力的方向用左手定則確定，這一對電磁力形成了作用于電樞一個力矩，這個力矩在旋轉電機里稱為電磁轉矩，轉矩的方向是逆時針方向，企圖使電樞逆時針方向轉動。如果此電磁轉矩能夠克服電樞上的阻轉矩，電樞就能按逆時針旋轉起來。</p><p>　　

56、直流電機的可逆運行原理：一臺直流電機原理上即可以作為電動機運行，也可以作為發(fā)電機運行，這種原理在電機理論中稱為可逆原理。當原動機驅動電樞繞組在主磁極N、S之間旋轉時，電樞繞組上感生出電動勢，經(jīng)電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負載（或電網(wǎng)），對外供電，此時電機作直流發(fā)電機運行（無線供電所用到的原理）。</p><p><b>　　第4章 軟件設計</b></p><

57、p><b>　　4.1 程序流程圖</b></p><p>　　4.1.1 主程序流程圖</p><p>　　主程序是使單片機系統(tǒng)按預定的操作方式運行的各項指令，它是單片機系統(tǒng)程序的框架。系統(tǒng)上電后，對系統(tǒng)進行初始化，初始化程序主要完成對單片機內專用寄存器的設定，單片機工作方式及各端口的工作狀態(tài)的規(guī)定。同時控制電機的運行達到旋轉顯示的目的。</p>

58、<p>　　主程序的功能是完成主板旋轉顯示出各種文字和圖形，主程序的流程圖如下：</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖 </p><p>　　4.1.2 時鐘流程圖</p><p>　　DS1302芯片是一款高性能時鐘芯片，在這里主要用于旋轉顯示屏時間顯示功能的管理。程序流程圖如下所示：</p><p>　　Y

59、 N</p><p>　　圖4-2 DS1302時鐘程序流程圖</p><p>　　4.2 上位機改字程序</p><p>　　本設計由于存在圖片或動態(tài)字幕的顯示需求，所以必須要具備一些字體或圖片的修改顯示功能，通過vb編寫的上位機改字軟件具備相關的顯示信息修改能力，其具體界面和軟件用法如下圖所示。</p>&l

60、t;p>　　圖4-2 程序主界面 </p><p>　　進入界面之后要對該軟件進行簡單的設置。首先要求選擇與單片機相匹配的串口，然后調整波特率為9600以及其他相關參數(shù)，如下圖所示。</p><p><b>　　圖4-3 程序設置</b></p><p>　　在調整好各方面設置的參數(shù)后，點擊右下角的“確認”回到最開始的界面，根據(jù)主界面的

61、各個功能選項，拼接自己需要的圖形，如果實在沒有自己需要的圖形，也可以通過鼠標左鍵點擊圓面進行手動的繪制。最后，在得出自己想要的圖片之后，點擊圖片更新，這樣圖形就導入到了單片機程序顯示列表中，通過遙控器便可進行更換和查看。</p><p>　　4.3 單片機程序調試</p><p>　　本設計的程序編譯采用C語言，通過keil軟件完成。Keil軟件是一款易學易用集成調試環(huán)境的單片機C語言開發(fā)

62、系統(tǒng)，它提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器在內的完整開發(fā)方案，支持軟件模擬，支持項目管理功能強大的觀察窗口，還支持所有的數(shù)據(jù)類型，用于對程序的調試和編輯。相關調試情況如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 Keil軟件界面</p><p>　　Keil軟件被中國80%的硬件工程師使用，但凡與電子相關的專業(yè)，都會開始從單片機和計算機編程開始學習，而學

63、習單片機自然會用到Keil軟件。Keil 通過一個集成開發(fā)環(huán)境( uVision)將它自身提供的各部份功能組合在一起。Keil 軟件的運行環(huán)境在現(xiàn)在而言基本上不存在任何困難，不論是WINDS XP系統(tǒng)還是現(xiàn)在主流的WINDS 7系統(tǒng)，都能暢通無阻的運行。</p><p>　　值得注意的是，使用Keil軟件過程中，在程序編譯的時候一定要記得輸出.hex文件，因為STC—ISP.exe只有.hex文件才能下進單片機里

64、去，否則即便自己已經(jīng)編譯好了程序，未生成.hex文件，是無法將程序下載進入單片機中，單片機的各項指令就無法執(zhí)行。</p><p><b>　　第5章 系統(tǒng)調試</b></p><p><b>　　5.1 元件的裝配</b></p><p>　　元件安裝前，要做好準備各項工作，清理與檢測好元件，再按電子工藝要求進行元件焊接

65、、剪引腳、清洗和檢查等。且安裝元件要遵循先小后大，先輕后重，先內后外的原則采用手工烙鐵錫焊。具體操作過程如下：</p><p>　　1．準備工作。元件安裝前的準備工作主要包括工具、儀表和材料等。如通常用的工具、儀表和材料主要有：電烙鐵、鑷子、剪刀、萬用表、焊料、助焊劑、導線等。</p><p>　　2．清理與檢測好元件。對將要安裝的全部元件，可先對引腳進行浸錫處理，在按照元件明細表中的逐一

66、查對，簡易測試其好壞。</p><p>　　3．元件焊接。對某個元件進行焊接前，先需要根據(jù)元件的大小，確定元件是臥裝還是立裝。并對引腳按照電子裝配工藝要求進行成形處理，然后再實施焊接。</p><p>　　4．剪引腳。元件安裝完成后，剪除引腳過長的部分。值得注意的是：不要在垂直引腳的方向上用力，以免將印制線路扯掉。</p><p>　　5．清洗與檢查。引腳剪完后，可

67、用工業(yè)酒精，對殘留有助焊劑的焊盤進行清洗。然后按照電路原理圖，檢查有無裝錯之處。也可以用萬用表檢測，判斷是否有錯。</p><p>　　其裝配的實物圖如下圖5-1所示。</p><p>　　圖5-1 實物裝配圖 </p><p>　　5.2 調試與性能檢測</p><p>　　元件安裝完成后，要使電路處理最佳工作狀態(tài)，需要對單元電路和整個電

68、路進行調試。調試與測試方案的選擇應根據(jù)現(xiàn)有的儀器儀表條件來確定，但最基本的調試與測試都要采用專用設備進行調試與測試。調試工作分調試前的準備和調試操作兩步完成。</p><p>　　1．調試準備。調試準備指在調試前，對調試過程中所需要的儀器、設備、工具、元件和材料等進行調配。</p><p>　　2．調試操作。電路調試的基本原則是：先靜態(tài)，后動態(tài)，先局部，后整體。對于動態(tài)技術指標調試，要從末

69、級開始，逐級向前級反復進行，直到調準為止。</p><p>　　3．性能檢測。該項工作在電路調試完成后進行，通過測量相關技術指標來主要了解電路是否達到技術要求。</p><p>　　其裝配的實物通電調試如圖5-2所示。</p><p><b>　　圖5-2 通電圖</b></p><p>　　5.3 STC-ISP軟件&

70、lt;/p><p>　　STC-ISP是一款單片機下載編程的軟件，是針對STC系列單片機而設計的，可下載各種類型的單片機，例如STC89系列、12C2052 系列和12C5410等系列的STC單片機。</p><p><b>　　具體操作步驟如下：</b></p><p>　　Step1/步驟1：選擇所使用的單片機型號（如：這里所選用的STC12C

71、5A32S2）。</p><p>　　Step2/步驟2：打開事先生成的.Hex文件，要將用戶程序下載入單片機中，必須調入用戶的程序代碼（如：*.bin, *.hex）。</p><p>　　Step3/步驟3：選擇電腦串行口，確保串口正確（如：COM x）。</p><p>　　Step4/步驟4：選擇下次冷啟動后，時鐘源為“內部R/C振蕩器”還是“外部晶體或時鐘

72、”（如：STC12系列單片機只有內部R/C振蕩時鐘)</p><p>　　Step5/步驟5：點擊“Download/下載”按鈕后，鏈接USB轉串口與主控板的下載口，觀察板上的標號連線，先留空GND線。（進行冷啟動）</p><p>　　Step6/步驟6：點擊“Download/下載”按鈕，插上主控板上的GND，出現(xiàn)下載顯示滾動條，程序燒錄成功。</p><p>

73、　　具體程序燒錄界面如圖5-3所示：</p><p>　　圖5-3 電腦端STC-ISP燒錄</p><p><b>　　總結致謝</b></p><p>　　通過這次畢業(yè)設計的鍛煉，我將大學四年所學習的理論知識進行了一個有效的梳理，讓自己有機會把理論與實踐相結合，在這過程中溫故知新，同時也更加明確地找到了自己在許多方面存在的不足，受益匪淺。&

74、lt;/p><p>　　針對這個設計，這是基于單片機的平面旋轉LED控制系統(tǒng)，我不禁思考這個旋轉LED的工作原理是怎樣的？懷揣著疑問我開始在網(wǎng)上檢索資料，確實有與我的旋轉LED相關的課題，看了相關簡介以及制作視頻之后，我就立馬對它產(chǎn)生了濃厚的興趣。于是在大腦中有個大體構思之后，我就開始購置相關地畢業(yè)設計材料。在做畢業(yè)設計的初期，我主要通過網(wǎng)絡搜索與之相關的設計，了解他們的設計思維，從而根據(jù)自己的題目要求完成這套系統(tǒng)設

75、計。這是一個漫長的過程，其中充滿了由于知識掌握得不夠全面和資料不夠齊全的苦惱，在焊接單片機完成之后，出現(xiàn)了單片機板子無法下載進程序的問題，我一直在研究，思考是不是芯片焊接存在漏焊現(xiàn)象，或者個別芯片是壞的等各種可能，幾經(jīng)周折，最終我發(fā)現(xiàn)原來是因為單片機板子上的一個不起眼的電容焊接反了，所以才導致無法下載進去程序的問題，在修正錯誤之后，這個難題也就迎刃而解了。過了這一關，在硬件調試中又出現(xiàn)了程序顯示不正常的難題，但還是一關一關解決了?？偟膩?/p>

76、說，作為大學最后一次的設計任務，我從中確實學到了許多東西，在成品出來的時候，自己也很開心，畢竟一分一毫都是出自于自己的努力。</p><p>　　此外，我在這過程中對整體的知識體系有了一個具體的掌握，對單片機也有了更深的理解，感覺自己的動手能力明顯增強，對STC12C5A32S2的編程有了一定的了解。能夠完成本次任務，算是給大學畫上一個圓滿的句號。當然，這期間與老師的各種指導以及老師在各方面的理解也有很大的關系，

77、所以在此我必須向我的指導老師致謝，感謝老師一直以來的信任和教誨，您這些時間辛苦了！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 李建忠．單片機原理及應用．西安：西安電子科技大學出版社，2002.</p><p>　　[2] 朱宇光．單片機應用新技術教程．北京：電子工業(yè)出版社，2000[2] 陸榮慶編著.LED顯示

78、屏行業(yè)發(fā)展20年[J].電氣照明，2006,25.</p><p>　　[3] 夏萌、劉文波編著.基于嵌入式系統(tǒng)的LED顯示屏設計與實現(xiàn)[J].佳木斯大學學報（自然科學版），2009,27.</p><p>　　[4] 鄧宏貴等編著.基于步進電機細分驅動技術的旋轉LED顯示屏設計[J].液晶與顯示，2008，23（5）.</p><p>　　[5] 周定頤編著

79、.電機及電力拖動（第三版）北京：機械工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[6] 王迎旭編著.單片機原理與應用（第二版） 北京：機械工業(yè)出版社，2012.</p><p>　　[7] 何立民．單片機高等教程．航空航天大學出版社，2000.</p><p>　　[8] 張毅剛．MCS-51單片機應用設計．哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997.</p>

80、<p>　　[9] 潘新民．微型計算機控制技術．人民郵電出版社，1999.</p><p>　　[10] 朱鴻彪．實用電子制作．人民教育出版社，2006.</p><p>　　[11] 黃智偉．全國大學生電子設計競賽訓練教程．北京：電子工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[12] 梁麗潔.馬興兵.基于單片機的簡單數(shù)字采集系統(tǒng)的設計[J].河北理工大

81、學學</p><p>　　[13] 清源科技.PROTEL DXP電路設計及應用教程（第一版）[M].機械工業(yè)出版社.2003.</p><p>　　[14] MartinPBates.Programming 8-bit PIC Microcontrollers</p><p>　　in C: with&#

82、160;Interactive Hardware Simulation［M］.Newnes，2008.</p><p>　　[9] 潘新民．微型計算機控制技術．人民郵電出版社，1999.</p><p>　　[16] 張洪潤，易濤編著.單片機應用技術教程 （第二版）.北京：清華大學出版社，2003.</p><p>　　[17] 求是科技編著

83、.單片機典型模塊設計實例導航.北京：人民郵電出版社，2004.</p><p>　　[18] 孫進生編著.電子產(chǎn)品設計實例教程.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[19] 段九州編著.放大電路實用設計手冊.沈陽：遼寧科學技術出版社，2002.</p><p>　　[20] 張洪潤，易濤編著.單片機應用技術教程 （第二版）.北京：清華大學出版

84、社，2003.</p><p>　　附錄1 硬件原理圖</p><p>　　平面單色LED原理圖</p><p>　　STC12C5A32S2芯片接線原理圖</p><p>　　控制芯片74HC595接線原理圖</p><p><b>　　紅外接收裝置原理圖</b></p><

85、;p><b>　　附錄2 源程序</b></p><p>　　#include "NEW_8051.H"</p><p>　　#include "task.h"</p><p>　　bit BIT_10MS;</p><p>　　extern void OS_ALLRun(

86、void);</p><p>　　extern void start(void);</p><p><b>　　/*</b></p><p>　　** 函數(shù)名稱: init</p><p>　　** 功能描述: 初始化程序,此處包含定時器0、串行口初始化</p><p><b>　　**

87、 調用模塊: </b></p><p><b>　　*/</b></p><p>　　void init()</p><p>　　{ //"系統(tǒng)初始化"</p><p>　　//IE = 0x00; //"清除中斷"</p><p>

88、;　　EA = 1;//總中斷</p><p>　　//ES = 1; //4"串行中斷允許"</p><p>　　//EX0 = 1; //0"外部中斷0允許"</p><p>　　//ET0 = 1; //1"定時器0中斷允許"</p>&

89、lt;p>　　//EX1 = 1; //2"外部中斷1允許"</p><p>　　//ET1 = 1; //3"定時器1中斷允許"</p><p>　　//ET2 = 1;</p><p>　　//IP = 0; //"清除中斷優(yōu)先級"</p>

90、<p>　　//PS = 1; //"串行中斷優(yōu)先"</p><p>　　//PX0 = 1; //"外部中斷0"</p><p>　　//PT0 = 1; //"定時器中斷0"</p><p>　　//PX1 = 1; //"

91、外部中斷1"</p><p>　　//PT1 = 0; //"定時器中斷1"</p><p>　　//TCON-------- "定時器控制寄存器", TF1 | TR1 | TF0 | TR0 | IE1 | IT1 | IE0 | IT0</p><p>　　//TCON = 0;<

92、;/p><p>　　//TF1 "T1溢出標志"</p><p>　　//TR1 = 1; //"T1運行控制"</p><p>　　//TF0 "T0溢出標志"</p><p>　　//TR0 = 1; //&

93、quot;T0運行控制"</p><p>　　//IE1 "外部中斷1申請標志"</p><p>　　//IT1 = 1; //"外部中斷1觸發(fā)方式 0=電平 1=邊沿"</p><p>　　//IE0 "外部中斷0申請標志"</

94、p><p>　　//IT0 = 1; //"外部中斷0觸發(fā)方式 0=電平 1=邊沿"</p><p>　　//TMOD-------- "定時器模式控制寄存器"</p><p>　　// | GATE | C//T | M0 | M1 | GATE | C//T | M0

95、 | M1 |</p><p>　　//"高4位用于T1 低4位用于T0"</p><p>　　//TMOD = 0x21;</p><p>　　//SCON "串行控制"</p><p>　　//| SM0 | SM1 | SM2 | REN | TB8 | RB8 | TI | RI

96、 |</p><p>　　//"| SM0 SM1 | 工作方式 | 說 明 | 波 特 率 |"</p><p>　　//"| 0 0 | 方 式 0 |? 同步移位 | fosc/12 |"</p><p>　　//"| 0 1 | 方 式 1

97、 | 10位異步收發(fā) | 定時器控制 |"</p><p>　　//"| 1 0 | 方 式 2 | 11位異步收發(fā) |fosc/32|fosc/64|"</p><p>　　//"| 1 1 | 方 式 3 | 11位異步收發(fā) | 定時器控制 |"</p><p>　　/

98、/"SM2 多機通訊允許"</p><p>　　//"REN 接收允許控制"</p><p>　　//"TB8 發(fā)送數(shù)據(jù)第9位"</p><p>　　//"RB8 接收數(shù)據(jù)第9位"</p><p>　　//"TI 發(fā)送中斷標志"</p&

99、gt;<p>　　//"RI 接受中斷標志"</p><p>　　//SCON = 0x50;</p><p>　　//PCON "電源控制寄存器"</p><p>　　//SMOD"波特率選擇位 =1 方式1,2,3 波特率加倍"</p><p>　　//"

100、;波特率=2^(sod)*fosc/(32*12*(256-初值))"</p><p>　　//T2CON = 0x0;</p><p>　　//TR2 = 1;</p><p>　　//ET2 = 1;</p><p>　　//-----------中斷初始化------------------------------------

101、------------- BELL</p><p>　　//INT0 init </p><p>　　#ifdef EN_OS_INT0</p><p>　　IT0 = 1; //外部中斷為邊沿觸發(fā)</p><p>　　EX0 = 1; //允許外部中斷 </p><p><b>　　#

102、endif</b></p><p>　　#ifdef EN_OS_INT1</p><p>　　//PX1 = 1; //"外部中斷1"</p><p>　　IT1 = 1; //外部中斷為邊沿觸發(fā)</p><p>　　EX1 = 1; //允許外部中斷</p><p&g

103、t;<b>　　IP=0X40; </b></p><p><b>　　#endif </b></p><p>　　#ifdef EN_OS_SERIAL</p><p>　　SCON = 0x50;</p><p>　　//TMOD|= 0x20;</p><p>　　

104、BRT = 0xfb; //0xfb: 18.432MHz,12T,SMOD=0,9600bps</p><p>　　AUXR |= 0x11;// 使用獨立波特率發(fā)生器</p><p>　　/* TH1 = 0xFB;</p><p>　　TL1 = 0xFB;</p><p>　　TR1 = 1; */</p&g

105、t;<p>　　ES = 1; //允許串口中斷</p><p>　　PS = 1; //"串行中斷優(yōu)先"</p><p><b>　　PSH;</b></p><p><b>　　#endif</b></p><p>　　#ifde

106、f EN_OS_TIMER0</p><p>　　/*定時器0初始化*/</p><p>　　TMOD|=0X01;</p><p><b>　　ET0=1; </b></p><p>　　TH0 =0x0FE; //200us</p><p>　　TL0 =0x0CD;</p>&

107、lt;p>　　//TR0=1; </p><p><b>　　#endif</b></p><p>　　/*定時器1初始化*/</p><p>　　#ifdef EN_OS_TIMER1</p><p>　　TMOD|=0X20;//8位自動重載模式 </p><p>　　ET1=1;

108、 //定時器0開中斷</p><p>　　TH1=0x00;//定時160us 晶振18.432M</p><p><b>　　TL1=0x00;</b></p><p><b>　　IPH=0x0C;</b></p><p><b>　　//TR1=1;</b></p&

109、gt;<p><b>　　#endif</b></p><p>　　/***************************/</p><p>　　#ifdef EN_OS_UART2 </p><p>　　S2CON = 0x50; //0101,0000 8位可變波特率，無奇偶校驗位,允許接收</p>&l

110、t;p>　　BRT = 0xfb; //0xfb: 18.432MHz,12T,SMOD=0,9600bps</p><p>　　AUXR |= 0x11; //T0x12,T1x12,UART_M0x6,BRTR,S2SMOD,BRTx12,EXTRAM,S1BRS</p><p>　　IE2= 0x01;//允許串口2中斷,ES2=1</p><

111、p><b>　　#endif</b></p><p><b>　　/***/</b></p><p>　　#ifdef EN_OS_PCA0 //用于16位定時</p><p>　　CMOD = 0x80; //0分頻</p><p>　　CCON = 0x00; //清中斷標志

112、</p><p><b>　　CL = 0;</b></p><p><b>　　CH = 0;</b></p><p>　　CCAP0H = 0xEF; //40ms定時</p><p>　　CCAP0L = 0xD8; //30 200 </p><p>　　CC

113、APM0 = 0x49; //設置PCA0為16位定時器，允許PCA模塊0中斷</p><p>　　//C1=1; //啟動PCA計數(shù)</p><p><b>　　#endif</b></p><p>　　#ifdef EN_OS_PCA1 //用于16位定時</p><p>　　CMOD = 0x8E; /

114、/12分頻</p><p>　　CCON = 0x00; //清中斷標志 </p><p><b>　　CL = 0;</b></p><p><b>　　CH = 0; </b></p><p>　　CCAP1L =0x26;//1MS定時 </p><p>　

115、　CCAP1H =0x02; </p><p>　　//CCAPM1 = 0x49; 允許PCA模塊1中斷</p><p><b>　　#endif</b></p><p>　　** 函數(shù)名稱: main</p><p>　　** 功能描述: 主函數(shù)，用戶程序從這里執(zhí)行</p><p>　

116、　** 調用模塊: init()</p><p><b>　　**</b></p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　init();</b></p><p>　　start()

117、; </p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　OS_ALLRun();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else // 正常按

118、鍵時長58.5ms～76.5ms</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(Guide | Continuous) // 如果引導碼有效</p><p><b>　　{</b></p><p>　　IR_Time[m++] = T0_CNT_bk;

119、 // 保存時間間隔</p><p>　　if(m == 32) // 接收夠32數(shù)據(jù)后</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　m = 0;</b></p><p>　　Guide = 0; // 清除引導標志</p><p>　　/