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1、,基于单片机的LED点阵书写屏,答辩人 许峰 导 师 郭蓓蕾,电气与信息工程学院,论文总结,论文的主要内容,硬件的设计,软件的设计,软硬件的调试,目 录,绪 论,绪 论,选题背景,研究意义,论文的内容,绪论：,选题的背景,LED电子行业是符合科学发展观的方向，不仅符合国家的产业发展方向，同时也是我国鼓励发展的高新技术行业。在LED核心技术以及专利被国外垄断的情况下下，发展初期非常艰难。随着政府加大LED产业扶植的力度，拉动了国内市场，我国LED产业逐步发展以及完善起来。,研究的意义,主要用于广告、商业建筑、学校、街道、体育甚至军事等许多领域都与之相关。在许多公共场所，几乎所有的都可以看到发光二
2、极管显示，显示其在人们日常生活中的重要性不明显。,研究的目的,而这款设计去除了以往的固化模块也对此进行一个创新，具有可行可变通性，还是具有可控制性，这种设计在实际中有很大的应用。在实际中有很大的应用。这不止对年轻人是一个引领，对以后的拓展和创新也是提供了一个巨人的肩膀，更容易上升到一个新的平台。,本文设计以STC12C5A60S2为芯片的单片机为核心主控制板的1616的点阵模块。该点阵能够实现扫描微亮和点亮两种方式，使自制光笔在点阵上能获取其行列地址，而且能够依据要求来控制地址LED亮灭，可以实现点亮点阵、划亮点阵屏幕、反显模式还有笔画擦除书写等功能，而且通过按键便可实现功能相互之间的切换等。
3、,主要内容：,论文的主要内容,软硬件的选择,软硬件的调试,软硬件的设计,调试结果显示,重要理论,软硬件的选择,首先对硬件和软件进行细致的了解和大概的选择，为后边的设计做好铺垫。,软硬件的设计,经过查找资料后对每个硬件的原理进行了解，分析，连接。软件语言的学习，编程。,软硬件的调试,对软件的编译，调试，下载以及对硬件的调试，查找原因，排除故障，达到最后要求。,调试结果显示,在16*16的点阵中，通过四个按键，完成书写的四种模式转换。内容有：划亮，写字符，反显，笔画擦除，全屏擦除。,硬件设计,硬件模块的选择,硬件模块的应用,硬件模块选择,核心模块的选择,采用的是STC12C5A60S2，STC的单
4、片机是51单片机运行速度的12倍，且内部自带有PWM调光功能,传感器模块的选择,选择的是光敏三极管，因为光敏三极管比光敏电阻的响应时间要短，且比光敏二极管放大效果好，灵敏度高。在传感器模块选择CD4051级连方式，信息采集采用比较器LM339失压电压小，电源电压范围宽。,点阵的驱动选择,采用的是74HC595方面的驱动。74HC595的驱动是简便的，在译码芯片中进行连接，必要时可以级联，方便控制以及显示。在单片机I/O驱动方案中操作是繁琐还需要进行实时监控。,通讯系统的选择,串行通信，传输距离长，成本价格低，操作简单。,硬件模块应用：,收集信号模块,了解STC12C5A60S2的各个引脚的作用
5、，对需要用到的功能进行深入了解分析，并学会运用。,控制单元模块,您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。,按键设计,串行输出模块,点阵模块,串行输出控制和电流达到LED电压要求显示内容。最小系统和驱动芯片的高低电平相通之后，连接各个相应端口使驱动能够进行正常的运行、输入、锁存等，通过16个输出端口接显示屏的16列，LED点阵显示屏通过光电笔的指令进行操作。,您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。,通过LM393比较器的设计和光敏三极管，对光笔进行一个设计。内部加入一个电容，作用是当一切快速运行过后就会出现一个脉冲信号
6、，从而保护光笔的正常运行，防止环境对光笔的不利影响。,LCD显示模块对光笔点阵进行坐标，按键的功能，进行显示等。,LCD1602模块,硬件模块应用1,您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。您的内容打在这里，或者通过通过复制您的文本。,硬件整体模块,您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。您的内容打在这里，或者通过通过复制您的文本。,控制单元模块,硬件模块应用2,您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。您的内容打在这里，或者通过通过复制您的文本。,点阵模块,您的内容打在这里，或者通
7、过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。您的内容打在这里，或者通过通过复制您的文本。,收集信号模块,您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。您的内容打在这里，或者通过通过复制您的文本。,收集信号模块,硬件模块应用3,您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。您的内容打在这里，或者通过通过复制您的文本。,行驱动模块,您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。您的内容打在这里，或者通过通过复制您的文本。,列驱动模块,硬件模块应用4,您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在
8、此框中选择粘贴，并选择只保留文字。您的内容打在这里，或者通过通过复制您的文本。,行驱动模块,软件设计,软件模块的选择,软件模块的应用,软件模块选择,1,方便进行移植，在调试和检查方面大大缩小了所需要的时间，提高工作效率。,2,功能强，方法简单，运行速度快，在简单的机型里边是非常适用的。但是它具有一些局限性，大规模程序的运行方面和在编程的移植方面或者转换困难或者难以运行在或者是不方便移植。,3,实时显示,实时显示能够及时反映上位机的变化，显示效果和实时性能的传播，但是实时显示的硬件价格比较高对系统要求高工艺相当复杂。,4,存储显示是对信号进行存储在经过上位机的处理后进行显示的方式。,存储显示,C
9、语言,汇编语言,软件模块应用,软件操作步骤,编程思路,1、读写模块2、中断模块,1、建立一个工程2、添加或新建源程序3、编辑源程序4、编译连接生成HEX5、仿真6、下载到单片机。,打开EA中断总开关；开中断EX0开关或者中断EX1，采用边沿触发IT1=1，下降沿有效。IT1=0为低电平触发中断。,程序,准备,中断模块：,1.字节写之前要先将这个字节有效数据读取到RAM暂存。2.暂存完之后再对整个扇区(512字节)进行擦除操作，擦拭完后整个扇区每地址中数据都变成0 xFF3.将欲写入的N个字节数据, 写入EEPROM。4.将暂存到RAM的其它有用的EEPROM值再用字节写函数写回EEPROM。,
10、读写模块：,软硬件的调试,硬件调试模块,软件调试模块,调试结果,硬件模块的调试,硬件调试的一般顺序：,（1）对芯片进行始终检查和中央处理器的故障排除。（2）硬件的地址的正确性。 （3）检查地址分配，软件是否对应正确。（4）检查和调试扩展RAM和ROM通常写为55H，AAH，然后读出比较，以确定是否正常。（5）用户级/输出设备调试。如面板、显示、打印、报警等。,硬件断电调试：,首先对电源和输入电压电流进行检查，然后对芯片总线进行排查，根据出现的情况逐渐进行各模块的调试和排除，工具一般用电笔以及万用表，分析故障的原因，进行一系列的修整（比如换电阻或者增加相应的电容等等）直至每个模块都是正常的运行。
11、,硬件模拟调试：,硬件调试主要分为检查电路，静态和动态调试。静态调试是在未通电的情况下，排除逻辑故障以及焊接人为故障。动态调试连接仿真器和系统，打开电源进行仿真调试。,交叉汇编程序的生成：,1，确定HEX的格式；2，编程，将code从HEX文件中提取出来，输出文本文件，code全部以16进制字节形式存入这个文本文件；3，按照CPU指令集手册，一个字节一个字节的对输出的Code文本文件进行反向译码。,指令写入修改调试：,所编写的程序在protues上进行仿真，然后把文件烧录到芯片中Keil4能进行程序的编写、调试、修改等。,软件调试调入：,下载中使用的是串口调试助手，打开串口，在此调试助手中要设
12、置对应的波特率和发送的代码以及按照相应的串口向硬件进行下载，只有设定这些参数才能和匹配的硬件进行准确运行，达到下载的功能。,汇编语言手动调试：,电脑的COM口与RS-232接口不能直接与单片机相连，需要通过电平转换模块转换为TTL电平。主要设置有波特率、数据位数、奇偶校验、停止位等。,软件调试模块,软件调试模块,您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。您的内容打在这里，或者通过通过复制您的文本。,下载调试,您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后，在此框中选择粘贴，并选择只保留文字。您的内容打在这里，或者通过通过复制您的文本。,程序调试,调试的结果：,实物
13、展示功能二,实物展示功能一,实物展示功能三,实物展示功能四,论文总结,实现的内容,4,3,2,1,笔画擦除：,在写入字符以后按键进入这一模块，则可以对字符不要的笔画进行擦除，没有进行擦除的笔画依然保留。,反显：,在写入字符以后按下相应案件进入反显模式，可以让之前的字符变为低电平，其他的低电平变成高电平形成反显。,写字符：,此功能为基础功能，在光笔进行划亮的点进行锁存，可以写入字符进行功能展示。,划亮：,此功能为基础功能，即没有加锁存器得点亮，所以在点亮下一个点时不对之前所滑动的点进行锁存（显示）。,思考总结,论文总结：学习单片机理论、模电和数电基础理论、了解STC12C5A60S2的用途；学习
14、Keil4软件的建立和运用与下载。对芯片STC12C5A60S2的各个引脚及内部结构进行详细分析解剖，了解时钟线的学习和应用；使用C语言对软件的编程和对实体进行自由软件控制，包括硬件实现，软件编程，旁路中断，并串行输入输出，AD转换等；对结果进行分析，对结果进行分析，包括软件和硬件分析等。驱动器、传感器、单片机外围电路、AD转换、74LS595的级联应用、单片机的输入输出、硬件焊接调试、下载和应用等各种。,思考： 此次通过研究LED点阵书写屏的课题，复习单片机课堂的学习内容，电子编程入门基础，是学生必须熟悉掌握的一门重要学科，学习除了汇编以外的一种语言进行程序编程，学会自己查阅资料形成自己的一种学习方式从而单独完成一项任务，详细对点阵书写屏的内部有深刻的学习以及对项目的总结能力，熟练掌握编程软件的应用和对硬件的焊接，以及对问题的发现、排查、解决等目的。,大学生活即将结束，在此，我要感谢所有教导我的老师和一齐成长的同学，他们在我的大学生涯给予了很大的帮助。本论文能够顺利完成，要特别感谢我的导师郭蓓蕾老师，同时也感谢各位老师的关心和帮助！谢谢！,THANKS,感 谢,
