畢業(yè)論文-公路無線通信的led顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)【精校排版】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　公路無線通信的LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要III</b></p><p&g

2、t;　　AbstractIV</p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 背景分析1</p><p>　　1.2 課題研究目的和意義1</p><p>　　第二章 無線通信LED顯示系統(tǒng)分析3</p><p>　　2.1 LED概述3<

3、;/p><p>　　2.1.1 LED晶片3</p><p>　　2.1.2 LED的特點(diǎn)4</p><p>　　2.1.3 LED光源的特點(diǎn)4</p><p>　　2.1.4 LED顯示屏介紹及應(yīng)用現(xiàn)狀5</p><p>　　2.1.5 LED顯示屏發(fā)展的三個(gè)階段6</p><p&

4、gt;　　2.1.6 LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)方式介紹7</p><p>　　2.2 無線通信技術(shù)介紹8</p><p>　　2.2.1 無線通信技術(shù)8</p><p>　　2.2.2 各種通信方式的優(yōu)點(diǎn)9</p><p>　　2.3 基本芯片介紹9</p><p>　　2.3.1 CPU介紹9<

5、;/p><p>　　2.3.3 74LS273芯片介紹16</p><p>　　2.3.4 LMM-1088BE芯片17</p><p>　　2.4 LED顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)17</p><p>　　2.4.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)18</p><p>　　2.4.3 控制器設(shè)計(jì)20</p><

6、;p>　　2.4.4 AT91RM9200模塊軟件設(shè)計(jì)21</p><p>　　2.4.5 CPLDATF1508AS模塊設(shè)計(jì)23</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)24</p><p>　　3.1.1 硬件電路設(shè)計(jì)框圖24</p><p

7、>　　3.1.2 系統(tǒng)工作原理介紹24</p><p>　　3.1.3 電路原理和器件選擇24</p><p>　　3.1.4 單片機(jī)各個(gè)口的分配和連接25</p><p>　　3.1.5 系統(tǒng)硬件參數(shù)的選擇25</p><p>　　3.2 系統(tǒng)模塊電路介紹26</p><p>　　3.2.1

8、 單片機(jī)的基本電路26</p><p>　　3.2.2 復(fù)位電路26</p><p>　　3.2.3 振蕩電路27</p><p>　　3.2.4 無線通信模塊外接電路27</p><p>　　3.2.5 LED顯示設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.2.6 電源電路30</p>&

9、lt;p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)32</p><p>　　4.1 系統(tǒng)流程圖32</p><p>　　4.2 基于單片機(jī)控制的程序32</p><p>　　第五章 電路調(diào)試34</p><p>　　5.1 硬件調(diào)試34</p><p>　　5.1.1 判斷元器件的好壞34</p&g

10、t;<p>　　5.1.2 判斷集成電路塊的好壞34</p><p>　　5.1.3 軟件調(diào)試35</p><p>　　第六章 結(jié)束語36</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)37</b></p><p><b>　　附錄 A38</b></p><

11、;p><b>　　致謝43</b></p><p>　　公路無線通信的LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著信息技術(shù)及智能交通系統(tǒng)的飛速發(fā)展，交通作為社會(huì)服務(wù)的行業(yè)及領(lǐng)域，在社會(huì)生活中具備有重要的作用。但是經(jīng)濟(jì)的飛速，人民生活水平的提高給我們的交通帶來種種不便。交通擁

12、堵好像成為了一種習(xí)慣，人們應(yīng)該選擇那條路走，應(yīng)該避開哪條路，才能在道路上暢通無阻呢？這就需要有個(gè)告知駕駛員道路現(xiàn)況的平臺(tái)——道路信息顯示設(shè)備。其中，LED顯示屏以其高亮度，高可靠性等地點(diǎn)在公路信息發(fā)布中得到廣泛應(yīng)用。但是有線LED顯示技術(shù)在信息更改頻繁的一些場(chǎng)合受到了限制。所以無線LED顯示成為了一種發(fā)展趨勢(shì)，正在為人們所接受。尤其是在公路上設(shè)計(jì)的無線LED顯示系統(tǒng)，不僅可以為駕駛員提供必要的道路信息，還可以減緩駕駛員的疲勞，美化駕駛環(huán)

13、境等。</p><p>　　本論文將以單片機(jī)作為控制中心，以交通信息為背景,從低成本、高品質(zhì)、易推廣的角度出發(fā),以無線通信技術(shù)及LED顯示技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)成道路信息無線提示系統(tǒng)，應(yīng)用廣泛。論文設(shè)計(jì)的以MC39I+AT91RM9200+CPLDATF1508AS+雙口SDRAMIDT7005的LED顯示器系統(tǒng),系統(tǒng)電路有發(fā)射機(jī)電路（包括串口電平轉(zhuǎn)換電路，發(fā)射模塊電路和發(fā)射機(jī)電源電路），接收機(jī)電路（包括接收模塊電路，

14、模塊電源電路和隔離放大電路），單片機(jī)系統(tǒng)電路幾顯示電路等幾大模塊組成。具有系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠性高、結(jié)構(gòu)靈活、調(diào)試方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn),在實(shí)際使用中取得了良好的效果,具有一定的推廣意義。</p><p>　　關(guān)鍵字：無線通信；單片機(jī)；LED顯示器</p><p>　　System Of Wireless Communicating Traffic</p><p>&l

15、t;b>　　Abstract</b></p><p>　　As information technology and the rapid development of intelligent transport systems, transport industry and as the field of social services, in social life have an impor

16、tant role. However, the rapid economic and people's living standards improve the traffic to our inconvenience. Traffic congestion has become a habit like that people should choose that path, which path should be avoi

17、ded in order to smooth the road to it? This requires this driver has a platform for the status of the road - the r</p><p>　　This paper will be single chip as the control center, traffic information as backgr

18、ound, from low-cost, high quality, easy to promote the perspective of wireless communication technology and LED display technology, designed to prompt the wireless road information system, widely used. Papers designed to

19、 MC39I + AT91RM9200 + CPLDATF1508AS + dual-port SDRAMIDT7005 the LED display system, the system circuit transmitter circuit (including the serial level converter circuit, transmitter module circuit</p><p>　　

20、Keywords: Wireless communication, SCM, LED display </p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 背景分析</b></p><p>　　信息發(fā)展的時(shí)代，凡是都要講究信息的高效率獲取。但是飛速發(fā)展的社會(huì)，往往伴隨著日劇增加的車輛的

21、出現(xiàn)給道路交通帶來了嚴(yán)重的不便。道路擁堵好像成為人們生活節(jié)奏的一個(gè)斷點(diǎn)。如何才能改善這樣的狀況，近年來有很多研究開始投向了道路信息提示。它可以向?qū)⒁側(cè)朐撀房诘鸟{駛員提供該道路的現(xiàn)況，是暢通還是擁堵，是否有緊急情況，車流量等多種信息，這可以讓駕駛員根據(jù)自己的實(shí)際，提前做出判斷分析，選擇最佳的道路前行。這種設(shè)計(jì)不僅改善了道路的擁堵現(xiàn)象，提高了道路流通量，還讓出行了人們有個(gè)美好的路途，最快到達(dá)自己的目的地。</p><p

22、>　　其中，LED顯示屏以其高亮度，高可靠性等地點(diǎn)在公路信息發(fā)布中得到廣泛應(yīng)用。LED以其發(fā)光效率高，動(dòng)態(tài)顯示效果好，故障率低，能耗少，使用壽命長(zhǎng)，顯示內(nèi)容多樣，顯示方式分豐富，組態(tài)靈活，視覺效果好以及對(duì)室內(nèi)外適應(yīng)性強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在短小新聞報(bào)道，氣象信息顯示以及公路，銀行，體育，賓館和大型商場(chǎng)等公共場(chǎng)所的信息提示和通知。</p><p>　　現(xiàn)在，無線通信以讓人們喜愛，在公路上設(shè)計(jì)一款無線通信的LED

23、顯示系統(tǒng)，可隨時(shí)發(fā)布各種交通提示信息，給駕駛?cè)藛T做出駕駛的各種提示，保證交通暢通，有著十分重要的意義。</p><p>　　LED顯示技術(shù)已經(jīng)很熟悉，但由于其顯示和更新信息往往采用和微機(jī)連線通信，故其應(yīng)用范圍受到了限制。系統(tǒng)采用無線的信息傳送方式，在室外和信息更新頻繁的場(chǎng)合有其顯著優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　系統(tǒng)電路由發(fā)射機(jī)電路（包括串口電平轉(zhuǎn)換電路，發(fā)射模塊電路和發(fā)射機(jī)電源電路），接收機(jī)

24、電路（包括接收模塊電路，模塊電源電路和隔離放大電路），單片機(jī)系統(tǒng)電路和顯示電路等幾大模塊組成。</p><p>　　1.2 課題研究目的和意義</p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，城市交通的LED顯示屏得到了廣泛應(yīng)用，大多數(shù)使用的是有信通信LED顯示屏，少數(shù)是無線通信，在遠(yuǎn)離城市的其他地區(qū)根本不適用有信通信，因此，選擇了公路無線通信的LED顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)。LED之所以受到廣泛重視而得到迅速

25、發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED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。LED的技術(shù)已經(jīng)很成熟了，所以基于LED的道路無線通信系統(tǒng)一定可以得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　該系統(tǒng)可以顯示行路指標(biāo)、氣溫、時(shí)間及路況等各種交通信息，讓駕駛員及時(shí)了解各種

26、交通信息。不僅改善了道路的擁堵現(xiàn)象，提高了道路流通量，給出行的人們有個(gè)美好的路途，最快到達(dá)自己的目的地。這樣的設(shè)計(jì)不僅具備很強(qiáng)的實(shí)用性，而且具有較強(qiáng)的可行性。</p><p>　　第二章 無線通信LED顯示系統(tǒng)分析</p><p>　　2.1 LED概述</p><p>　　LED（Light Emitting Diode[1]），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體

27、器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由三部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子，中間通常是1至5個(gè)周期的量子阱。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子和空穴就會(huì)被推向量子阱，在量子阱內(nèi)電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的

28、波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。</p><p>　　2.1.1 LED晶片</p><p><b>　　LED晶片的作用：</b></p><p>　　LED晶片為L(zhǎng)ED的主要原材料，LED主要依靠晶片來發(fā)光。</p><p>　　LED晶片的組成：主要有砷(AS)鋁(AL)鎵(Ga)銦(IN)磷(

29、P)氮(N)鍶(Ｓi)這幾種元素中的若干種組成。</p><p><b>　　LED晶片的分類：</b></p><p><b>　　1、按發(fā)光亮度分：</b></p><p>　　A、一般亮度：R﹑H﹑G﹑Y﹑E等</p><p>　　B、高亮度：VG﹑VY﹑SR等</p><

30、p>　　C、超高亮度：UG﹑UY﹑UR﹑UYS﹑URF﹑UE等</p><p>　　D、不可見光(紅外線)：R﹑SIR﹑VIR﹑HIR</p><p>　　E、紅外線接收管：PT</p><p><b>　　F、光電管：PD</b></p><p><b>　　2、按組成元素分：</b><

31、;/p><p>　　A、二元晶片(磷﹑鎵)：H﹑G等</p><p>　　B、三元晶片（磷﹑鎵﹑砷）：SR﹑HR﹑UR等</p><p>　　C、四元晶片(磷﹑鋁﹑鎵﹑銦)：SRF﹑HRF﹑URF﹑VY﹑HY﹑UY﹑UYS﹑UE﹑HE、UG</p><p>　　LED顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步

32、顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、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(dòng)畫、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。</p><p>　　2.1.2 LED的特點(diǎn)</p>

33、;<p>　　LED的內(nèi)在特征決定了它是最理想的光源去代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。</p><p>　　1、體積?。篖ED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。</p><p>　　2、耗電量低：LED耗電非常低，一般來說LED的工作電壓是2-3.6V。工作電流是0.02-0.03A。這就是說：它消耗的電不超過0.1W。</p>

34、;<p>　　3、使用壽命長(zhǎng)：在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合?，LED的使用壽命可達(dá)10萬小時(shí)。</p><p>　　4、高亮度、低熱量：比HID或白熾燈更少的熱輻射。</p><p>　　5、環(huán)保：LED是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會(huì)造成污染，同時(shí)LED也可以回收再利用。紅光LED含有大量的As（砷），劇毒。</p><p>　　6、堅(jiān)固耐用：LED是被

35、完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，這些特點(diǎn)使得LED可以說是不易損壞的。 </p><p>　　7、可控性強(qiáng)：可以實(shí)現(xiàn)各種顏色的變化。</p><p>　　2.1.3 LED光源的特點(diǎn)</p><p>　　1、電壓：led使用低壓電源，供電電壓在6-24v之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別

36、適用于公共場(chǎng)所。</p><p>　　2、效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少 80%。</p><p>　　3、適用性：很小，每個(gè)單元 led小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境。</p><p>　　4、穩(wěn)定性： 10萬小時(shí)，光衰為初始的50% </p><p>　　5、響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為

37、毫秒級(jí)，led燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)。</p><p>　　6、對(duì)環(huán)境污染：無有害金屬汞。</p><p>　　7、顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的 led，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色 。</p><p>　　8、價(jià)格：led的價(jià)格比較昂貴，較之于白熾

38、燈，幾只led的價(jià)格就可以與一只白熾燈的價(jià)格相當(dāng)，而通常每組信號(hào)燈需由上300～500只二極管構(gòu)成。</p><p>　　2.1.4 LED顯示屏介紹及應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　LED電子顯示屏是由幾萬--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)。目前應(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顯示

39、屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、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(dòng)畫、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。</p&

40、gt;<p>　　LED顯示屏可以顯示變化的數(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，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　在當(dāng)今現(xiàn)代信息化社會(huì)的高速發(fā)展過程中，大屏幕顯示已經(jīng)從公共信息展示等商業(yè)應(yīng)用向消費(fèi)類多媒體應(yīng)用滲透。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，數(shù)字化的多媒體內(nèi)容將在信息世界中占據(jù)主流，新型的大屏幕顯示設(shè)備將代替?zhèn)鹘y(tǒng)電視機(jī)成為人們享受信息和多媒體內(nèi)容

41、的中心。</p><p>　　與傳統(tǒng)的顯示設(shè)備相比，這種未來的巨大需求讓大屏幕顯示技術(shù)成為眾人目光的焦點(diǎn)：</p><p>　　1、LED顯示屏色彩豐富，顯示方式變化多樣(圖形、文字、三維、二維動(dòng)畫、電視畫面等)、亮度高、壽命長(zhǎng)，是信息傳播設(shè)施劃時(shí)代的產(chǎn)品。</p><p>　　2、LED顯示屏是集光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的高技術(shù)產(chǎn)品，

42、可用來顯示文字、計(jì)算機(jī)屏幕同步的圖形。它以其超大畫面、超強(qiáng)視覺、靈活多變的顯示方式等獨(dú)居一格的優(yōu)勢(shì)，是目前國(guó)際上使用廣泛的顯示系統(tǒng)。</p><p>　　3、LED顯示屏應(yīng)用廣泛，金融證券、銀行利率、商業(yè)廣告、文化娛樂等面，有巨大的社會(huì)效益和豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　在其歷史的演變過程中，出現(xiàn)了多種信息傳播媒體：但就其性能看：如陰級(jí)管(crt)或石英管(dv)大型電視，成本非常

43、昂貴，在不需要超大畫面且在室內(nèi)使用時(shí)效果尚可；彩色液晶顯示同樣成本昂貴、電路復(fù)雜，面積有限，受視頻角的影響非常大，可視角度很小；影象投影設(shè)備亮度小、清晰度差(畫面受光不均勻)；電視墻表面有分割線，視覺上有異物感，室外應(yīng)用時(shí)亮度效果差。而LED顯示屏以其受空間限制較小，并可以根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)屏的大小，具有全彩色效果，視角大，可以用于顯示文字、圖案、圖象、動(dòng)畫、視頻、錄象信號(hào)等各種信息的特點(diǎn)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。</p>&l

44、t;p>　　2.1.5 LED顯示屏發(fā)展的三個(gè)階段</p><p>　　1、1990年以前LED顯示屏的成長(zhǎng)時(shí)期。一方面，受LED材料器件的限制，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒有廣泛開展;另一方面，顯示屏控制技術(shù)基本上是通訊控制方式，客觀上影響了顯示效果。這一時(shí)期的LED顯示屏在國(guó)外應(yīng)用較廣，國(guó)內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通訊控制，灰度等級(jí)為單點(diǎn)4級(jí)調(diào)灰，成本較高。</p><

45、p>　　2、1990-1995年，這一段是LED顯示屏迅速發(fā)展的時(shí)期。進(jìn)入九十年代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)，信息技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域不斷突破，LED顯示屏在LED材料和控制技術(shù)方面也不斷出現(xiàn)新的成果。藍(lán)色LED晶片研制成功，全彩色LED顯示屏進(jìn)入市場(chǎng);電子計(jì)算機(jī)及微電子領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，在顯示屏控制技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了視頻控制技術(shù)，顯示屏灰度等級(jí)實(shí)現(xiàn)16級(jí)灰度和64級(jí)灰度調(diào)灰，顯示屏的動(dòng)態(tài)顯示效果大大提高，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域涉及金融證券、體育、機(jī)場(chǎng)、鐵路

46、、車站、公路交通、商業(yè)廣告、郵電電信等諸多領(lǐng)域，特別是1993年證券股票業(yè)的發(fā)展更引發(fā)了LED顯示屏市場(chǎng)的大幅增長(zhǎng)。LED顯示屏在平板顯示領(lǐng)域的主流產(chǎn)品局面基本形成，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。</p><p>　　3、1995年以來，LED顯示屏的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)總體穩(wěn)步提高產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整完善的時(shí)期。進(jìn)入新世紀(jì)，光電子產(chǎn)業(yè)得到廣泛的重視，中國(guó)加入WTO、北京申奧成功等，成為L(zhǎng)ED顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機(jī)，LED

47、顯示屏必將得到飛躍發(fā)展。</p><p>　　2.1.6 LED顯示屏的驅(qū)動(dòng)方式介紹</p><p>　　驅(qū)動(dòng)控制電路可選用74HC595(8位移位寄存器/鎖存器)，如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 兩個(gè)字的列鎖存電路</p><p>　　其中，SCK為移位脈沖信號(hào);SER為串行信號(hào)。數(shù)據(jù)從SER端輸入，每個(gè)SCK的上升沿使

48、數(shù)據(jù)右移一位。如果要輸入一組數(shù)據(jù)，即8N個(gè)，則SCK信號(hào)產(chǎn)生8N個(gè)脈沖，當(dāng)SCK信號(hào)結(jié)束后，由RCK輸出一個(gè)負(fù)脈沖，其上升沿使數(shù)據(jù)輸出顯示。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)電路是由4/16譯碼器74LSl54，4953驅(qū)動(dòng)芯片等組成。每片4953芯片可驅(qū)動(dòng)2行LED顯示。由4/16譯碼器輸出產(chǎn)生一個(gè)行地址，輸出為低電平來控制所有顯示的行，同一行的LED處于有效狀態(tài)。同時(shí)使用一條數(shù)組傳送指令將列數(shù)據(jù)傳送過來。就是說，當(dāng)1

49、6行中的某一MOS管的基極加低電平時(shí)(平時(shí)是高電平)，這個(gè)MOS管就處于要導(dǎo)通的狀態(tài)。那么在64列中，某一列是低電平，該列的LED就導(dǎo)通發(fā)光，這樣就完成了一行的顯示。對(duì)于這一列的驅(qū)動(dòng)MOS管來說，要考慮其最大承受電流和最大耗散功率。</p><p>　　2.2 無線通信技術(shù)介紹</p><p>　　2.2.1 無線通信技術(shù)</p><p>　　無線技術(shù)給人們帶來

50、的影響是無可爭(zhēng)議的。如今每一天大約有15萬人成為新的無線用戶，全球范圍內(nèi)的無線用戶數(shù)量目前已經(jīng)超過2億。這些人包括大學(xué)教授、倉(cāng)庫(kù)管理員、護(hù)士、商店負(fù)責(zé)人、辦公室經(jīng)理和卡車司機(jī)。他們使用無線技術(shù)的方式和他們自身的工作一樣都在不斷地更新。 </p><p>　　從七十年代，人們就開始了無線網(wǎng)的研究。在整個(gè)八十年代，伴隨著以太局域網(wǎng)的迅猛發(fā)展，以具有不用架線、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)的無線網(wǎng)以己之長(zhǎng)補(bǔ)"有線"

51、所短，也贏得了特定市場(chǎng)的認(rèn)可，但也正是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的無線網(wǎng)是作為有線以太網(wǎng)的一種補(bǔ)充，遵循了IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，使直接架構(gòu)于802.3上的無線網(wǎng)產(chǎn)品存在著易受其他微波噪聲干擾,性能不穩(wěn)定,傳輸速率低且不易升級(jí)等弱點(diǎn),不同廠商的產(chǎn)品相互也不兼容,這一切都限制了無線網(wǎng)的進(jìn)一步應(yīng)用。 </p><p>　　這樣，制定一個(gè)有利于無線網(wǎng)自身發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)就提上了議事日程。到1997年6月，IEEE終于通過了802.11標(biāo)準(zhǔn)。

52、(802.11標(biāo)準(zhǔn)是IEEE制定的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要是對(duì)網(wǎng)絡(luò)的物理層(PH)和媒質(zhì)訪問控制層(MAC)進(jìn)行了規(guī)定，其中對(duì)MAC層的規(guī)定是重點(diǎn)。各廠商的產(chǎn)品在同一物理層上可以互操作，邏輯鏈路控制層(LLC)是一致的，即MAC層以下對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是透明的（如圖一所示）。)這樣就使得無線網(wǎng)的兩種主要用途----"(同網(wǎng)段內(nèi))多點(diǎn)接入"和"多網(wǎng)段互連"，易于質(zhì)優(yōu)價(jià)廉地實(shí)現(xiàn)。對(duì)應(yīng)用來說，更重要的是，某種程度上

53、的"兼容"就意味著競(jìng)爭(zhēng)開始出現(xiàn)；而在IT這個(gè)行業(yè)，"兼容"，就意味著"十倍速時(shí)代"降臨了。 </p><p>　　在MAC層以下，802.11規(guī)定了三種發(fā)送及接收技術(shù)：擴(kuò)頻(SpreadSpectrum)技術(shù)；紅外(Infared)技術(shù)；窄帶(NarrowBand)技術(shù)。而擴(kuò)頻又分為直接序列(DirectSequence,DS)擴(kuò)頻技術(shù)(簡(jiǎn)稱直擴(kuò))，和跳

54、頻(FrequencyHopping,FH)擴(kuò)頻技術(shù)。直序擴(kuò)頻技術(shù)，通常又會(huì)結(jié)合碼分多址CDMA技術(shù)。根據(jù)預(yù)測(cè)，今后幾年，無線網(wǎng)在全世界將有較大的發(fā)展，單只美國(guó)無線局域網(wǎng)銷售額就將從1997年的2.1億美元增加到2001年的8億美元。 </p><p>　　無線通信的應(yīng)用已深入到人們生活和工作的各個(gè)方面,包括日常使用的手機(jī)、無線電話等，其中3G、WLAN、UWB、藍(lán)牙、寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)、數(shù)字電視都是21世紀(jì)最熱門的無

55、線通信技術(shù)的應(yīng)用。</p><p>　　2.2.2 各種通信方式的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　無線數(shù)據(jù)通信方式有許多，常用的有紅外線數(shù)據(jù)通信、電力載波數(shù)據(jù)通信和高頻無線電數(shù)據(jù)通信等，這幾種通信方式各有優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　1、紅外線數(shù)據(jù)通信</b></p><p>　　紅外線通信方向性強(qiáng)，適用于近距離的無線

56、傳輸，目前專用的紅外線數(shù)據(jù)通信設(shè)備的通信速率也可以做的很高，可以做到4MB/S,紅外數(shù)據(jù)通信的保密性很高，而且具有極強(qiáng)的抗干擾能力。</p><p>　　但是，紅外通信的不足之處就是它的傳輸距離很短，只有1～2m，如果減低速率，可以講距離延長(zhǎng)至10m，但必須是紅外發(fā)射二極管對(duì)準(zhǔn)紅外接收二極管。</p><p>　　所以，紅外通信對(duì)于本系統(tǒng)來說，是不適合的，因?yàn)樵诎l(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，是不允許偏

57、離的，如果偏離就可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，在顯示是會(huì)出現(xiàn)亂碼。</p><p>　　2、電力載波數(shù)據(jù)通信</p><p>　　嚴(yán)格說來，電力載波數(shù)據(jù)通信不是無線的，但是一般的用電器都有220V的電源線，所以，利用電源線傳輸數(shù)據(jù)，可以認(rèn)為是無線的。通信的載波即現(xiàn)成的電力線，不像有線通信一樣需要重新鋪設(shè)通信線路，也不像無線傳輸那樣需要復(fù)雜的發(fā)送接收設(shè)備來傳輸信息。它無需架設(shè)額外的通信線路，也不占用寶貴

58、的無線頻譜資源。</p><p>　　但是，電路載波最大的不足之處就是它的抗干擾能力很差。由于在電力線上，同時(shí)有許多的用電設(shè)備，用電力設(shè)備的開、關(guān)等操作均會(huì)產(chǎn)生無線電子干擾電源的用電器的開關(guān)電源的正常發(fā)送，另外一些使用開關(guān)電源的用電器的開關(guān)電源的開關(guān)頻率泄露也會(huì)影響數(shù)據(jù)正常傳輸。所以，用來傳送電子顯示信息是不夠合適的。除非使用特殊的抗干擾技術(shù)設(shè)備，以及容錯(cuò)性的通信協(xié)議，才能解決以上問題。</p>&

59、lt;p>　　2.3 基本芯片介紹</p><p>　　2.3.1 CPU介紹</p><p>　　智能化控制芯片中，單片機(jī)憑其體積小、封裝形式簡(jiǎn)所有LED熄滅 單、易于焊接、功能齊全、功耗較小等優(yōu)點(diǎn)不失為最佳選擇”。利用單片機(jī)完全可以實(shí)現(xiàn)路燈亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)并能達(dá)到節(jié)省能源的目的，并且一旦開機(jī)就可以智能地持續(xù)工作，減少了工作人員的維護(hù)量[7]。</p><p&

60、gt;　　1、AT89C51的介紹</p><p>　　AT89C51單片機(jī)是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4K bytes的可反復(fù)擦寫的F1 h只讀程序存儲(chǔ)器和128b~es的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS一51指令系統(tǒng)。功能強(qiáng)大的AT89C51單片機(jī)可為用戶提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域[

61、8]。</p><p><b>　　其主要特性為：</b></p><p>　　(1)與MCS一5l兼容。</p><p>　　(2)4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器。</p><p>　　(3)壽命：1000寫／擦循環(huán)。</p><p>　　(4)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年。</p><p

62、>　　(5)全靜態(tài)工作：OHz一24Hz。</p><p>　　(6)三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定。</p><p>　　(7)128×8位內(nèi)部RAM。</p><p>　　(8)32可編程I／O線。</p><p>　　(9)兩個(gè)16位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器。</p><p>　　(11)可編程串行通道。</p&

63、gt;<p>　　(12)低功耗的閑置和掉電模式。</p><p>　　(13)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。</p><p>　　因此本文選擇AT89C51作為整個(gè)LED顯示系統(tǒng)的控制器，不僅可以達(dá)到物美價(jià)廉，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的，而且它的反復(fù)可擦除特性保證了用戶可以根據(jù)實(shí)際情況多次修改程序，實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境下的智能控制 。</p><p>　　2、AT89C51的引

64、腳功能</p><p>　　圖2.2 AT89C51引腳圖</p><p>　　(1)AT89C51內(nèi)部功能圖:</p><p>　　圖2.3 AT89C51內(nèi)部功能圖</p><p>　　(2)管腳功能說明：</p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p>&l

65、t;p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p

66、>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被

67、內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口也可作為AT89C5

68、1的一些特殊功能口，如下表所示：</p><p><b>　　口管腳備選功能:</b></p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷

69、1）</p><p>　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）</p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</

70、p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)

71、據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　?。和獠砍绦虼鎯?chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的信號(hào)將不出現(xiàn)。</p><p>　　

72、：當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。</p&g

73、t;<p><b>　?。?）振蕩器特性：</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><

74、p><b>　　（4）芯片擦除：</b></p><p>　　整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p><p>　　此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可

75、選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止[9]。</p><p>　　3、選擇該芯片的原因：</p><p>　　MCS-51單片機(jī)是美國(guó)INTE公司于1980年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有 8031（內(nèi)部沒有程序存儲(chǔ)器，實(shí)際使用方面已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）、8

76、051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，實(shí)際使用方面已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）和8751等通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在， MCS-51內(nèi)核系列兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品（比如目前流行的89S51、已經(jīng)停產(chǎn)的89C51等），各高校及專業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與MCS-51單片機(jī)作為代表進(jìn)行理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。</p><p>　　有些文獻(xiàn)甚至也將8051泛指MCS-51系列單片機(jī)，8051是早期的最典型的代表作，由于

77、MCS-51單片機(jī)影響極深遠(yuǎn)，許多公司都推出了兼容系列單片機(jī)，就是說MCS-51內(nèi)核實(shí)際上已經(jīng)成為一個(gè)8位單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　其他的公司的51單片機(jī)產(chǎn)品都是和MCS-51內(nèi)核兼容的產(chǎn)品而以。同樣的一段程序，在各個(gè)單片機(jī)廠家的硬件上運(yùn)行的結(jié)果都是一樣的，如ATMEL的89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、89S51， PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（華邦）等，我們常說的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51指的是ATM

78、EL公司的 AT89C51單片機(jī)，同時(shí)是在原基礎(chǔ)上增強(qiáng)了許多特性，如時(shí)鐘，更優(yōu)秀的是由Flash（程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容至少可以改寫1000次）存儲(chǔ)器取帶了原來的ROM（一次性寫入），AT89C51的性能相對(duì)于8051已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。</p><p>　　不過在市場(chǎng)化方面，89C51受到了PIC單片機(jī)陣營(yíng)的挑戰(zhàn)，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP（在線更新程序）功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續(xù)MC

79、S-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的，現(xiàn)在，89S51目前已經(jīng)成為了實(shí)際應(yīng)用市場(chǎng)上新的寵兒，作為市場(chǎng)占有率第一的ATMEL目前公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用AT89S51代替。89S51在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，89S51采用0.35新工藝，成本降低,而且將功能提升,增加了競(jìng)爭(zhēng)力。89SXX可以像下兼容89CXX等51系列芯片。同時(shí)，ATMEL不再接受89CXX的定單，大家在市場(chǎng)上見到的89C51實(shí)際都是ATMEL前

80、期生產(chǎn)的巨量庫(kù)存而以。 </p><p>　　89S51相對(duì)于89C51增加的新功能包括：</p><p>　　● 新增加很多功能，性能有了較大提升，價(jià)格卻基本不變，甚至比89C51更低！</p><p>　　● ISP在線編程功能，這個(gè)功能的優(yōu)勢(shì)在于改寫單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一個(gè)強(qiáng)大易用的功能。</p><

81、;p>　　● 工作頻率為33MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率只有24M，就是說S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計(jì)算速度。</p><p>　　● 具有雙工UART串行通道。</p><p>　　● 內(nèi)部集成看門狗計(jì)時(shí)器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計(jì)時(shí)器單元電路。</p><p><b>　　● 雙數(shù)據(jù)指示器。</b&g

82、t;</p><p><b>　　● 電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)。</b></p><p>　　● 全新的加密算法，這使得對(duì)于89S51的解密變?yōu)椴豢赡埽绦虻谋Ｃ苄源蟠蠹訌?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯。</p><p>　　● 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說所有教科書、網(wǎng)

83、絡(luò)教程上的程序（不論教科書上采用的單片機(jī)是8051還是89C51還是MCS-51等等），在89S51上一樣可以照常運(yùn)行，這就是所謂的向下兼容。</p><p>　　2.3.2 ET13X210和ET13X221集成模塊介紹</p><p>　　ET13X221型發(fā)射器內(nèi)集成了鎖相環(huán)、頻道選擇器和發(fā)射緩存器。ET13X210型接收器集成了鎖相環(huán)、混頻器、中頻放大器、濾波器、解調(diào)器和頻道選擇

84、器，其結(jié)構(gòu)圖分別如圖2.4和圖2.5所示，該電路具有如下特點(diǎn)：</p><p>　　圖2.4 ET13X221結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2.5 ET13X210結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　使用片內(nèi)鎖相環(huán)技術(shù)并可外接4MHz晶體振蕩器，工作頻率精準(zhǔn)而且十分穩(wěn)定，中心頻率為27MHz，有10個(gè)頻道可供選擇，每個(gè)頻道的間隔為30MHz，保證多個(gè)模塊在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸時(shí)互

85、不干擾；采用頻移鍵控調(diào)制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用、比調(diào)幅的體制方法更具抗干擾能力；功耗低，待機(jī)模式下的最大工作電流僅10μA；發(fā)射功率為0dBm-3dBm，配置合適的天線，穩(wěn)定傳輸距離高達(dá)10m。以ET13X221/ET13X210為核心配合一些外圍模擬電路即可構(gòu)成無線通信模塊。</p><p>　　2.3.3 74LS273芯片介紹</p><p>　　74LS273 原理圖見圖2.6<

86、/p><p>　　圖2.6 74LS273原理圖</p><p>　　74LS273基本描述：最高工作頻率：40MHz,功率耗散10.6mW。</p><p>　　74LS273是邊沿觸發(fā)器，具有公共時(shí)鐘和清除功能。可用作緩沖器，存儲(chǔ)寄存器和位移寄存器。</p><p>　　表2.1 74LS273真值表：</p><p&

87、gt;　　Q。:穩(wěn)態(tài)輸入條件建立之前Q的電平。</p><p>　　2.3.4 LMM-1088BE芯片</p><p>　　LMM-1088BE芯片引腳圖見圖2.7</p><p>　　圖2.7 LMM-1088BE引腳圖</p><p>　　2.4 LED顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　LED顯示系統(tǒng)整體方

88、案從結(jié)構(gòu)上劃分為兩部分：監(jiān)控管理層和分布式控制層。從功能上監(jiān)控層與管理層負(fù)責(zé)整個(gè)LED顯示信息的處理、信息管理決策以及信息的發(fā)布；分布式控制層具有實(shí)驗(yàn)層數(shù)據(jù)、命令的傳輸通信，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析、解碼、并接受來自監(jiān)控層的命令和數(shù)據(jù)、用來調(diào)整和改變控制狀態(tài)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2.8所示。</p><p>　　圖2.8 LED顯示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.4.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p&

89、gt;<p>　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，LED顯示屏的基本結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)是系統(tǒng)采用MC391+AT91RM9200+CPLD(ATF1508AS)+雙口SDRAM(IDT7005)的方案來實(shí)現(xiàn)，整個(gè)控制系統(tǒng)可分為：信號(hào)接收及處理模塊和CPLD(ATF1508AS)掃描控制模塊和LED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)模塊，如圖2.9所示。本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是使用MC391、AT91RM9200、CPLD(ATF1508)、雙口SDRAM(IDT7005)兩兩

90、之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互，解決LED顯示屏中無線通信，高速數(shù)據(jù)傳輸和快速掃描控制的難題，大大提高了動(dòng)態(tài)顯示的刷新率。信號(hào)接收與處理模塊的功能基于ARM9207核的高性能、低功率16/32位RISC微處理器AT91RM9200通過無線通信模塊MC391接收PC送來的點(diǎn)陣信息，同時(shí)間對(duì)點(diǎn)陣信息做各種不同的處理。利用雙口SDRAM（IDT7005）在AT91RM9200和CPLD(ATF1508AS)之間以共享的方式建立高速數(shù)據(jù)交換通道。</

91、p><p>　　圖2.9 控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)圖</p><p>　　2.4.2 無線MC391模塊的功能</p><p>　　數(shù)據(jù)服務(wù)中心的監(jiān)控與管理層把要顯示的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸給GPRS模塊，如圖2.10所示，GPRS模塊在控制器AT91RM200、CPLD、雙口SDRAM的控制下通過LED顯示出來，同時(shí)GPRS模塊也可以將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)參數(shù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)回傳

92、給數(shù)據(jù)服務(wù)中心，以便數(shù)據(jù)服務(wù)控制中心處理和檢測(cè)LED顯示屏現(xiàn)場(chǎng)。MC391是西門子推出的無線通信模塊，設(shè)計(jì)緊湊，大大縮小了用戶產(chǎn)品的體積。MC391與SCM 2/2+兼容。具有雙頻（CSM900/CSM1800）、RS232數(shù)據(jù)口、符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)CSM0707和CSMO705,且易于升級(jí)為GPRS模塊。該模塊及射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口，為數(shù)據(jù)、語言、短信和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)

93、計(jì)。</p><p>　　圖2.10 無線模塊通信圖</p><p>　　2.4.3 控制器設(shè)計(jì)</p><p>　　主控制芯片AT91RM9200的晶振頻率約為100-200MHz.本設(shè)計(jì)選晶振頻率為12Hz，通過設(shè)置內(nèi)部的VPB分頻器可以提高CPU時(shí)鐘頻率到180MHz。內(nèi)部64M字節(jié)的高速Flash存儲(chǔ)器用于代碼和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。電路中采用隔離型DC/DC模塊

94、向收發(fā)器電路供電。DC/DCM模塊采用定電壓輸入隔離非穩(wěn)壓?jiǎn)屋斎胄虳C/DC模塊，隔離電壓>DC1000V。這樣可以很好地實(shí)現(xiàn)總線上各接點(diǎn)的電氣隔離，提高了接點(diǎn)的穩(wěn)定性。系統(tǒng)配有LED顯示和鍵盤，用于顯示和控制節(jié)點(diǎn)工作狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)傳輸。信息的傳輸采用無線通信模塊以及以太網(wǎng)口。雙口SDRAM用來連接AT91RM9200信號(hào)處理模塊和CPLD掃描模塊，因?yàn)镃PLD（ATF1508AS）掃描模塊可以達(dá)到很高的掃描速率，而AT91

95、RM9200的運(yùn)行速度相對(duì)較低，還要對(duì)外部FLASH進(jìn)行讀寫操作且兩個(gè)模塊間有大量的數(shù)據(jù)交換，這里使用的CPLD(ATF1508AS),速度等級(jí)是35ns，完全可以達(dá)到兩個(gè)模塊的通信要求。雙口SDRA(MID7005)是常見的共享式雙端口儲(chǔ)存器，其最大的特點(diǎn)是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)共享，一個(gè)存儲(chǔ)器配備兩套獨(dú)立的地址、數(shù)據(jù)和控制線，允</p><p>　　圖2.11 CPLDATF1508AS與雙口AT91RM9200<

96、/p><p>　　2.4.4 AT91RM9200模塊軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　AT91RM9200的軟件流程分為前臺(tái)和后臺(tái)兩個(gè)線程，其中前臺(tái)線程為進(jìn)程，處理數(shù)度慢，沒有時(shí)間安排只有進(jìn)度要求，后臺(tái)進(jìn)程的處理時(shí)間20ms完成任務(wù)，有時(shí)間限制，前臺(tái)程序和后臺(tái)程序通過隊(duì)列FIFO交換，保證數(shù)據(jù)的可靠性。前臺(tái)程序主要完成無線模塊或者以太網(wǎng)通信應(yīng)答，如圖2.12所示。后臺(tái)處理程序主要完成與AT91

97、RM9200的操作以及把FLASH中的字庫(kù)代碼送人雙口SDRAM中并與CPLD配合好時(shí)序，如圖2.13所示。</p><p>　　圖2.12 前臺(tái)處理程序框圖</p><p>　　圖2.13 后臺(tái)處理程序</p><p>　　2.4.5 CPLDATF1508AS模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　CPLDATF1508AS 主控電路的功能是

98、讀取雙口SDRAMIDT7005中的數(shù)據(jù)，并通過譯碼邏輯電路將數(shù)據(jù)顯示在LED點(diǎn)陣顯示屏的特定位置上。在本模塊中，實(shí)際上是使用CPLDATF1508AS芯片將AT91RM9200中的總線控制器及其外圍譯碼邏輯電路集成在一起。只用到CPLDTF1508AS的這一部分功能和外圍接口電路，如若采用傳統(tǒng)方案，就必須采用多片芯片，而使用CPLDATF1508AS后只有一片芯片就可以實(shí)現(xiàn)所需要的功能。雙口SDRAMIDT7005的讀寫與普通RAM基

99、本相同，只需要通過CPLDATF1508AS對(duì)雙口SDRAMIDT7005的讀寫操作就可控制讀出數(shù)據(jù)并譯碼輸出。</p><p>　　讀寫操作作用VerilongHDL描述語言，可用帶有always語句case語句建模，狀態(tài)信息存儲(chǔ)在寄存器其中，casc語句的多個(gè)分支包括每個(gè)狀態(tài)的行為。在這里將讀時(shí)序分為S0、S1、S2、S3共4個(gè)狀態(tài)，其工作方式如下：</p><p>　　S0：在RAM

100、的片選CE之前輸出地址；</p><p>　　S1：選中RAM，輸出讀信號(hào)；</p><p>　　S2：行計(jì)數(shù)器輸出，讀出RAM的數(shù)據(jù)并反相輸出;</p><p>　　S4: 片選禁止，讀禁止、地址計(jì)數(shù)器加1</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</p&g

101、t;<p>　　3.1.1 硬件電路設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　硬件電路設(shè)計(jì)框圖見圖3.1.</p><p>　　圖3.1 硬件電路設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　3.1.2 系統(tǒng)工作原理介紹</p><p>　　AT89C51單片機(jī)作為控制器控制顯示器的顯示及結(jié)果。由單片機(jī)的P1.0~P1.3來控制LED的行地址，由單片

102、機(jī)的P1.0~P1.3來控制LED的列地址,行驅(qū)動(dòng)分別用三極管9015來驅(qū)動(dòng)。數(shù)據(jù)由單片機(jī)的P0口直接輸出，當(dāng)輸入到鎖存器后，在74LS273中保持；經(jīng)過三極管9015驅(qū)動(dòng)和限流電阻到達(dá)LED顯示器。由于LED顯示器某一時(shí)間內(nèi)只能掃描一行，即逐行掃描，本程序采用擴(kuò)展鎖存器方式。</p><p>　　3.1.3 電路原理和器件選擇</p><p>　　在這里列出本次設(shè)計(jì)關(guān)鍵部分器件的名稱及

103、其在電路中的主要功能：</p><p>　　AT89C51：?jiǎn)纹瑱C(jī)，控制LED的數(shù)字顯示。</p><p>　　74LS273：鎖存器，LED顯示擴(kuò)展電路中的段碼和位碼使用了12片74LS273，上升沿鎖存。</p><p>　　穩(wěn)壓電源：提供穩(wěn)定的+5V電壓。</p><p>　　復(fù)位按鈕RESET：在復(fù)位電路中起程序手動(dòng)復(fù)位的作用。<

104、;/p><p>　　9015：三極管，在行驅(qū)動(dòng)電路中用來放大行電路的信號(hào)，但輸出的信號(hào)和原來的信號(hào)相反。</p><p>　　3.1.4 單片機(jī)各個(gè)口的分配和連接</p><p>　　在這里列出本設(shè)計(jì)關(guān)鍵部分單片機(jī)和各個(gè)模塊管腳的連接。</p><p>　　P1.0—P1.3作為行地址選擇信號(hào)直接連接在74LS273的CLK端選擇所需的74LS

105、273。</p><p>　　P0.0—P0.7作為單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線，LED顯示的內(nèi)容通過P0.0—P0.7數(shù)據(jù)線從單片機(jī)傳送到74LS273，經(jīng)過三極管和限流電阻再傳送到點(diǎn)陣塊。</p><p>　　P2.0—P2.7作為列地址選擇信號(hào)直接連接在74LS273的CLK端選擇所需的74LS273。</p><p>　　3.1.5 系統(tǒng)硬件參數(shù)的選擇</p&g

106、t;<p>　　P0口上拉電阻的選擇:為提高P0口的代負(fù)載能力和抗干擾能力，必須接上拉電阻，這里我們選用阻值為10KΩ的電阻。</p><p>　　外部時(shí)鐘電路的選擇:該單片機(jī)系統(tǒng)要求f=12MHz，這里選用12.0MHz的晶振為了提高穩(wěn)定性和起振的快速性，電容C1和C2的典型值通常為30pF左右，這里選用電容為30pF的瓷片電容。</p><p>　　穩(wěn)壓源參數(shù)的選擇:該電

107、路的輸出最大功率為P,P=12*0.1=1.2W足夠滿足該電路。</p><p>　　LM7805外接電路參數(shù)的選擇:查相關(guān)資料該芯片的最大承受電流為0.1A，因此輸入端必須界限流電阻R3,R3=(12*0.9-5)/0.1=58Ω</p><p>　　這里選用阻值為70Ω的精度為5%的碳膜電阻?？紤]到單片機(jī)的電源穩(wěn)定性，必須在LM7805的輸入端和輸出端接濾波電容C1和C2為100pF的

108、效果最好，這里選用100pF的瓷片電容。</p><p>　　點(diǎn)陣工作電流值為20mA-40mA，工作壓降值為1.7V。因?yàn)辄c(diǎn)陣工作電流越大，點(diǎn)陣越亮，所以我們把點(diǎn)陣的工作電流定在35mA。由此來計(jì)算限流電阻R=(5-1.7)/0.035=94.3Ω,這里選用R=100Ω的碳膜電阻。三極管工作在開關(guān)狀態(tài)，即非線性工作區(qū)。因?yàn)镮b+Ie=Ic，所以Ib應(yīng)適應(yīng)性小，我們選用三機(jī)關(guān)的基極電阻為10KΩ。驗(yàn)證：Ib=(5

109、-0.7)/10K=0.43mA,三極管的最大功耗為P=UI=1.2*0.35=0.42mW，確定選用小功率、高頻三極管，查資料選用N9015。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)模塊電路介紹</p><p>　　3.2.1 單片機(jī)的基本電路</p><p>　　單片機(jī)的基本電路見圖3.2</p><p>　　圖3.2 單片機(jī)的基本電路&

110、lt;/p><p>　　3.2.2 復(fù)位電路</p><p>　　復(fù)位電路接RST復(fù)位輸出口。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)周期以上的高電平使機(jī)器復(fù)位。見圖3.3</p><p>　　圖3.3 復(fù)位電路</p><p>　　該電路采用按鍵手動(dòng)復(fù)位。按鍵手動(dòng)復(fù)位為電平方式。對(duì)于懷疑是復(fù)位電路故障而不能正常工作的單片機(jī)也可以采用模擬復(fù)位的方法