毕业论文无线LED显示屏控制系统设计.doc

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1、 高 职 学 院毕 业 设 计 论文课 题 名 称：无线LED显示屏控制系统设计学 生 姓 名： 李细军 指 导 教 师： 刘文棕 所 在 系 部： 专 业 名 称： 应用电子技术 2011年12 月8 日前言一、问题的提出：用于图文显示的LED显示屏，如果只显示一些图形、文字，而对图像、动画以及信息的实时显示要求不高，而且信息的内容和屏与屏切换相对比较稳定，不需要固定计算机实时服务，只需要在控制显示屏的单片机中加入存储块，实现信息的保存功能。通过无线发射机和无线接收机进行数据的传输，达到对LED显示屏的控制。二、论文的主要研究内容:通过软件编辑实现图文编辑与传输。采用习惯的Windows窗体

2、，开启文本编辑区，完成图形和文字的编辑工作。在控制系统中实现字模的提取与保存，无需在单片机中加入汉字库。通过采用PC与无线发射机串行通讯方式，无线接受机接收信息发送给LED显示屏，从而完成信息的传输。通过对点阵模块和控制电路的分析，确定LED显示屏的部件构成;通过对单片机及智能控制模块的分析，确定LED显示屏的组成结构和扫描驱动方式，实现LED显示屏的显示。无线发射机硬件控制模块无线接收机硬件控制模块RS-232串口通信发射信息PC机控制系统单片机系统LED点阵显示屏行列扫描驱动三、本课题系统图四、论文的组织论文分为三个部分，分别是：系统的控制部分，无线数据传输系统部分以及LED显示屏工作部分

3、。具体组织安排如下：第一部分：LED显示屏控制系统的分析与设计。这一部分主要介绍以下内容：1、根据具体应用环境的要求，对整个系统进行详细的分析。主要介绍: 1）整体分析。对软件的整体结构、框架进行分析； 2）软件控制系统分析。在本节中，对系统的编辑、保存、预览功能进行详细的分析与设计；2、核心控制系统的设计与实现，具体如下： 1）编辑功能设计与实现； 2）字模； 3）图像预处理的设计与实现； 4）在核心功能初步实现的基础上，对系统进行开发。3、设备通讯，利用RS-232C串行通信实现PC机与无线传输机之间的数据传输。第二部分：基于PIC的无线数据传输系统设计。这一部分主要介绍以下内容：1. 简

4、单介绍PIC系列单片机。2.无线数据传输发射机的设计1）以PIC16F84芯片为基本部件的无线数据传输发射机的各部原理2）发送信机控制Code码信号3）发送信机端的程式设计框图3.无线数据传输接收机的设计1）高频放大电路2）遥控接收机接收编码ST0、ST1和ST2的原理4.系统的调试1）发送信机的安装调试2）接收机调测，动作确认5小结第三部分：LED显示屏工作原理。这一部分主要介绍:1、介绍LED的历史、现状及发展2、单片机概述及LED显示屏的系统概述3、根据设计的要求，对LED显示屏系统整体结构框架进行分析，并介绍工作过程。1、硬件设计。主要完成LED显示屏的驱动任务，采用MCS51系列单片

5、机控制，单片机主要负责与上位机间的通讯接收文件信息并保存，通过行列驱动器控制完成LED点阵的驱动和控制信号。2、软件设计。主要介绍LED点阵汉字的显示原理，并通过字模提取软件将1616点阵的汉字字模转换成832的编码，进行编辑语言输入。目 录前 言2摘 要6第1章 绪论61.1 LED显示屏的研究背景及意义61.2 软件开发工具Keil C51 uVision2概述7第2章 LED显示屏控制系统的系统分析82.1 整体分析82.2 LED显示屏单片机控制系统总体设计82.3 设计论证92.4硬件设计102.5计算机软件模块分析与设计13第3章 串行接口143.1 串行通信的工作原理143.2

6、RS-232C串行通信简介143.3 RS-232C引脚及使用173.4 MAX-232介绍17第4章 软件控制系统设计与实现184.1显示驱动程序184.2系统主程序184.3字模提取19第5章 系统调试20第6章 总 结21参考文献21致 谢22附录A22无线LED显示屏控制系统的研究与设计李细军武汉纺织大学高职学院，武汉430200摘要：本文根据LED图文显示屏系统的具体要求，通过查阅资料，分析并归纳出具体设计方案。即系统体系结构、系统整体工作流程、软件控制系统的设计以及串行通信设计。这个系统的工作流程是:通过软件控制系统提供的编辑工具完成图文编辑工作，对编辑的信息实现字模提取，然后可以

7、根据系统提供的显示模式加载显示效果，确认为欲显示信息后保存文件，然后通过程序调用Windows函数，并采用RS-232C串口通信，实现数据到无线发射机的传输。本文具体设计了三个模块:编辑功能模块，字模提取模块，效果添加及预览模块。系统是否需要更新以及现有设计是否能够满足要求都有待于进一步的研究。关键词: LED Keil C51 uVision2 字模 串行通信第1章 绪论1.1 LED显示屏的研究背景及意义在当今现代信息化社会的高速发展过程中，大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费类多媒体应用渗透。随着宽带网络的发展，数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流，新型的大屏幕显示设备将代替

8、传统电视机成为人们享受信息和多媒体内容的中心。与传统的显示设备相比，这种未来的巨大需求让大屏幕显示技术成为众人目光的焦点：(1) LED显示屏色彩丰富，显示方式变化多样(图形、文字、三维、二维动画、电视画面等)、亮度高、寿命长，是信息传播设施划时代的产品。(2) LED显示屏是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的高技术产品，可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形。它以其超大画面、超强视觉、灵活多变的显示方式等独居一格的优势，是目前国际上使用广泛的显示系统。(3) LED显示屏应用广泛，金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面，有巨大的社会效益和丰厚的经济效益。在其历史的

9、演变过程中，出现了多种信息传播媒体：但就其性能看：如阴级管(crt)或石英管(dv)大型电视，成本非常昂贵，在不需要超大画面且在室内使用时效果尚可；彩色液晶显示同样成本昂贵、电路复杂，面积有限，受视频角的影响非常大，可视角度很小；影象投影设备亮度小、清晰度差(画面受光不均匀)；电视墙表面有分割线，视觉上有异物感，室外应用时亮度效果差。而LED显示屏以其受空间限制较小，并可以根据用户要求设计屏的大小，具有全彩色效果，视角大，可以用于显示文字、图案、图象、动画、视频、录象信号等各种信息的特点得到了突飞猛进的发展。 LED显示屏的发展主要经历了三个阶段：1、1990年以前LED显示屏的成长时期。一方

10、面，受LED材料器件的限制，LED显示屏的应用领域没有广泛开展;另一方面，显示屏控制技术基本上是通讯控制方式，客观上影响了显示效果。这一时期的LED显示屏在国外应用较广，国内很少，产品以红、绿双基色为主，控制方式为通讯控制，灰度等级为单点4级调灰，成本较高。2、1990-1995年，这一段是LED显示屏迅速发展的时期。进入九十年代，全球信息产业高速增长，信息技术各个领域不断突破，LED显示屏在LED材料和控制技术方面也不断出现新的成果。蓝色LED晶片研制成功，全彩色LED显示屏进入市场;电子计算机及微电子领域的技术发展，在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术，显示屏灰度等级实现16级灰度和64

11、级灰度调灰，显示屏的动态显示效果大大提高，产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域，特别是1993年证券股票业的发展更引发了LED显示屏市场的大幅增长。LED显示屏在平板显示领域的主流产品局面基本形成，LED显示屏产业成为新兴的高科技产业。3、 1995年以来，LED显示屏的发展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期。进入新世纪，光电子产业得到广泛的重视，中国加入WTO、北京申奥成功等，成为LED显示屏产业发展的契机，LED显示屏得到飞跃发展。 1.2 软件开发工具Keil C51 uVision2简介Keil uVision2是美国Keil

12、 Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统c语言的语法来开发，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期,他还能嵌入汇编，您可以在关键的位置嵌入，使程序达到接近于汇编的工作效率。KEILC51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。C51编译器的功能不断增强， 使你可以更加贴近CPU本身，及其它的衍生产品。C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试

13、器。uVision2 IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境。 Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面，使您能在很短的时间内就能学会使用keil c51来开发您的单片机应用程序 。 另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。1.3 字模提取软件简介第2章 LED显示屏控制系统的系统分析根据LED显示屏控制系统的应用，本章设计了LED图文显示屏的体系结构和工作流程。其中软件系统与无线传输控制硬件主系统之间采用串

14、行通讯方式完成程序下载，实现文本信息的传输。2.1 整体分析LED显示屏系统组成LED图文显示屏系统由软件控制系统、无线传输系统、设备主控制器、LED显示点阵、电源等部分组成。基本结构如下图：PC软件控制系统单片机各功能模块行驱动器LED显示点阵列驱动器无线发射机无线接受机图4-1 LED显示屏总体框架系统工作过程：软件控制系统主要完成的任务为图文编辑、字模提取与保存、图像预览与文件传输；无线传输系统主要完成文件信息由PC机传输至LED显示器，硬件控制系统中LED点阵主要任务是通过电流控制完成信息显示，通过单片机的扫描驱动方式的控制对LED点阵行列驱动，实现设备的驱动并最终实现接收的图文显示功

15、能。2.2 LED显示屏单片机控制系统总体设计列驱动器 单片机电源16X16LED显示点阵 行驱动器2.3 设计论证图文显示一般有静态和动态显示两种方案，静态方案虽然设计简单，但其使用的管脚太多，如本设计中1616的点阵共有256个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，1616的点阵需要256/8=32个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是1616的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。动态扫描的意思简单地说就是

16、逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如16行）的同名列共用一套驱动器。具体就1616的点阵来说，把所有同1行的发光管的阳极连在一起，把所有同1列的发光管的阴极连在一起（共阳极的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；以此类推，第16行之后，又重新燃亮第1行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，就能够看到显示屏上稳定的图形了。采用扫描方式进行显示时，每一行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个驱动器。显示数据通常存储在单片机的存

17、储器中，按8位一个字节的形式顺序排放。显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并列方式或串行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的硬件数目多。当列数很多时，并列传输的方案是不可取的。采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。但是，串行传输过程较长，数据按顺序一位一位地输出给列驱动器，只有当一行的各列数据都以传输到位之后，这一行的各列才能并行地进行显示。这样，对于一行的显示过程就可以分解成列数据准备（传输）和列数据显示两

18、部分。对于串行传输方式来说，列数据准备时间可能相当长，在行扫描周期确定的情况下留给行显示的时间就太少了，以致影响到LED的亮度。解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题，可以采用重叠处理的方法。即在显示本行各列数据的同时，传送下一列数据。为了达到重叠处理的目的，列数据的显示就需要具有所存功能。经过上述分析，就可以归纳出列驱动器电路应具有的功能。对于列数据准备来说，它应能实现串入并处的移位功能；对于列数据显示来说，应具有并行锁存的功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就可以准备下一行的列数据，而不会影响本行的显示2.4硬件设计2，3.1 电源、单片机系统

19、及其管脚u 电源部分说明：此部分为为电源部分。若电源为家用电源，则需经过降压，整流滤波，稳压等步骤得到一个稳定的5V电压，此电压可作为主电路的电压源。电路中二极管为电源指示灯。 u 单片机系统及其管脚常用的时钟电路设计有两种方式,一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方式。本实验采用内部时钟方式，将XTAL1与XTAL2之间跨接一个石英晶振和微调电容，从而构成一个稳定的自激震荡器。电容值取30pF左右，其大小将影响震荡频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。为减少线间的寄生电容，晶振和电容应尽能安装得与单片机靠近，保证晶振稳定可靠的工作。 另一部分是复位部分。上电自动复位电路是最简单的复位电路，

20、只需要一个1K左右电阻、一个22pF左右的电容及12MHZ的晶振。有时还需要按键手动复位，此时只要在电容上并联一个按键即可。 单片机信号输出采用串行输出，因此在下一模块的移位寄存器要与该部分的串行口P3.0（RXD）及P3.1（TXD）相连其图形如下图图一 单片机接线图 图二 单片机管脚图,2.4.2点阵及其驱动部分点阵显示用是动的态扫描来实现的。在采用扫描方式显示时，由于每行要带动十六个二极管，每行电流较大。若每个二极管安5mA计算，十六个二极管就得80mA电流，超出单片机管脚的承受范围，因此每行都加有一个驱动器，本设计的行驱动用的是十六个pnp型三极管。三极管的发射极接5V电压，集电极接点

21、阵的行线，而其基级本应接单片机，但该接线方式占用为了16个单片机管脚，为了节省单片机管脚，用了一片74LS154译码器,这样就只需要3个管脚了。74LS154的管脚图及其说明如图三。点阵及其驱动部分总体接线图如图五（未画完整）各行的同名列共用一个列驱动，数据通常存储在单片机的存储器中，按8位一个字节的形式存放。由于列线过多，故多采用串行传输。由于每次要传输16位，而且数据要逐位输给驱动器，只有当一行中各列数据都已传输到位后，这一行的各列才能进行并行显示，耗时较长。为了满足以上要求，驱动选择74LS595移位寄存器。74HC595是硅结构的CMOS器件，。74HC595是有8位移位寄存器和一个存

22、储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器是分别的时钟。 数据在SCHcp的上升沿输入，在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。 移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。其特点：8位串行输入 /8位串行或并行输出 存储状态寄存器，三种状态; 输出寄存器可以直接清除 100MHz的移位频率。输出能力： 并行输出，总线驱动；串行输出；标准中等规模集成电路 。 74LS595的管脚图及其说明如图

23、四。对3个输入信号进行译码。得到8个输出状态。 G1,G2A,G2B,为数据允许输出端，G2A,G2B低电平有效。G1高电平有效。A,B,C为译码信号输出端，Y0Y7为译码输出端，低电平有效 图三 74LS154管脚图管脚及其说明：QA-QH: 八位并行输出端。QH: 级联输出端。SI: 串行数据输入端。74595的控制端说明：/SCLR(10脚): 低点平时将移位寄存器的数据清零。SCK(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。QA-QB-QC-.-QH；下降沿移位寄存器数据不变。（脉冲宽度：5V时，大于几十纳秒就行了）RCK(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存

24、储寄存器数据不变。（5V时，大于几十纳秒就行了），更新显示数据。/G(13脚): 高电平时禁止输出（高阻态）。如果单片机的引脚不紧张，用一个引脚控制它，可以方便地产生闪烁和熄灭效果。比通过数据端移位控制要省时省力。 图四: 74LS595管脚图2.5 2软件模块分为编辑部分和控制通讯部分，编辑部分实现图文文件的编辑功能，通讯部分通过RS-232C串口通讯完成文件到单片机存储模块的传输。通讯部分将在第三章做详细的介绍。系统设计采用Windows操作系统下，开启文本编辑窗口，客户区内像素点采用与实际LED点阵显示屏像素点相同，功能类似Word文档编辑工具，包括编辑模块、绘图模块、文字编辑模块、颜色

25、控制模块、显示效果加载模块、预览模块、信息下载模块。1、编辑模块 1)除Windows自生成的剪贴、复制、粘贴功能，系统加入了撤消、重复功能。 （1）选中撤消功能可以实现之前编辑工作的一步步取消功能。 （2）选中重复功能可以实现之前编辑工作的最近的一条操作命令。 2)绘图：包括直线、矩形、椭圆、圆等在内的图形绘制功能。 3)文字编辑：包括各种字体、字形、字号、效果、颜色的文字的编辑，并且根据应用的特殊用途，加入指定位置文字的编辑。 （1）选中文字功能，弹出字体选择框体，可以选择各种字体的文字进行编辑 （2）调出具体文字位置编辑对话框，输入文字和要求显示位置的横坐标和纵坐标。 4)颜色控制模块：

26、由于应用领域的具体特点，主要采用了红、绿、黄三种颜色，可以实现颜色控制。2、增添效果模块：通过增添显示效果和传输通讯中多屏文件单屏传送，完善了控制系统的功能。 1)普通效果，静态的显示屏幕上的信息 2)滚动效果，可以实现从左向右的信息滚动显示，可以与静态信息穿插显示。 3)单屏信息传输，实现编辑待传输信息的保存。 4)多屏信息传输，实现编辑保存好的单屏信息合并保存成一个文件，大大减少传输文件时的烦琐。3、图像预览模块：在文件传输之前实现字模信息的预览功能，可以实现预览传输前所保存的任何形式的字模信息，并且直接集成到工具栏文件打开功能键按钮。 1)显示效果，通过文件传输前的预览，可以调整静态与滚

27、动显示效果的排列顺序。 2)显示时间，显示不同屏幕显示信息之间的时间间隔。软件模块结构图如下：控制模块编辑模块增添效果模块图像预览模块设备通讯模块图形编辑颜色控制滚动效果多屏文件合并显示效果显示时间设备通讯文件传输文字编辑图3-2软件模块结构图第3章 串行接口3.1 串行通信的工作原理在各种单片机应用系统的设计中，如智能仪器仪表、各类手持设备、GPS接收器等，都会遇到怎样与PC机进行通讯的问题。微机的主板通过并行口和串行口等与外设交换数据，并行口主要进行短距离的数据传送，传送速率较快，通常用作打印机的输出。而长距离的数据传送只能采用串行口，串行口只需一根数据线进行数据传送，传送距离较长，投资较

28、少，但传送速率较低。因此，在数据量不大、传输要求不高的情况下，一般都采用串行通讯方式，即通过与PC机配置的RS-232标准串行接口COMl, COM2等相连接来实现应用系统与PC机之间的数据交换。为了能使微机与单片机之间能通信，必须遵守相同的通信协议。由于单片机的串行口以TTL电平进行输入输出，而微机的RS-232接口则采用+12V和的-12V电平方式，与PC机RS-232标准串行接口的电气规范不一致，因此要实现单片机与PC机之间的数据通读，必须进行电平转换。一般常用的平转换器件有MC1488, MC1489及MAX232等，但MC1488, MC1489需要+-12V电源，这对于不具备+-1

29、2V电源的单片机系统是非常不便的，而双路RS-232收发器MAX232就是基于这一功能开发的新型器件4。3.2 RS-232C串行通信简介串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。RS-232C标准是美国EIA(电子工业联合会)与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在020000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。RS-232C标准(协议)

30、的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA（Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（recommeded standard)代表推荐标准，232是标识号，C代表RS-232的最新一次修改(1969在这之前，有RS232B ，RS232A)。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。RS-232C规定标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根，它们是： （1）联络控制信号线：数据装置准备好(Data set ready-DSR)有效时(ON)状态，表明MODEM处于可以使用的状态。

31、数据终端准备好(Data set ready-DTR)有效时(ON)状态，表明数据终端可以使用。这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。请求发送(Request to send-RTS)用来表示DTE请求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效(ON状态)，向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。允许发送(Clear to send-CTS)用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收

32、终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TXD发送数据。这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端(远地)的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收

33、数据线RXD送到终端。此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD)线。振铃指示(Ringing-RI)当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效(ON状态)，通知终端，已被呼叫。 （2）数据发送与接收线：发送数据(Transmitted data-TXD)通过TXD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE DCE)。接收数据(Received data-RXD)通过RXD线终端接收从MODEM发来的串行数据，（ DCEDTE）。 （3）地线有两根线SG，PG信号地和保护地信号线，无方向。3.3 RS-232C引脚及使用从机械特性而言，RS-23

34、2C包括标准的25针及简化的9针引脚排列。实际上，RS-232C的25条引脚中有许多是很少使用的，要完成最基本的串行通信功能，只需要RXD , TXD和GND即可。表1为常用的9针接口各引脚的信号功能。 引脚信号信号源类型描述1DCDDCE控制载波信号检测2RXDDCE数据数据接收3TXDDTE数据数据接收4DTRDTE控制数据终端准备好5GND信号地6DSRDCE控制数据设置准备好7RTSDTE控制请求发送8CTSDCE控制清除发送9RIDCE控制振铃指示表1从电气特性而言，RS-232总线的逻辑电平与TTL电平完全不兼容，因此必须进行电平转换。目前常使用的电平转换电路为MAX232。3.4

35、 MAX-232介绍MAX232是双路驱动/接收器，内部包括电容型的电压生成器，可以将单5V电源转换成符合EIA/TIA-232-E的电压等级。接收器将EIA/TIA-232-E标准的输入电平转换成SVTTL/CMOS电平。接收器的典型临界值是1.3V，典型磁滞是0.5 V，可以接收+-30V的输入信号。驱动器(发送器)将TTL/CMOS输入电平转换成EIA/TIA-232-E电平。图2.4为其管脚分布图。其特性如下6。 图3-1 MAX232管脚图 (1)单5V电源 (2) LinBiCMOS工艺 (3)两个驱动器和两个接收器 (4)+-30V的输入电平 (5)低工作电流：8mA典型值 (6

36、)满足和超过ANSI EIA/TIA-232-E和ITU推荐标准V.28其工艺技术如下： (1)两个驱动器及两个接收器 (2)+-30V输入电平 (3)低电源电流：典型值是8mA (4)符合甚至优于ANSI标准EIA/TIA-232-E及ITU推荐标准V. 28 (5)可与Maxim公司的MAX232互换 (6)ESD保护大于MIL-STD-883(方法3015)标准的2000V注意事项： (1)工作温度(自然通风)范围内的极限参数(除非另有说明) (2)输入电源电压范围，Vcc -0. 3V至6V (3)正输出电源电压范围，VS+ Vcc-0. 3V至15V (4)负输出电源电压范围，VS-

37、 -0. 3V至-15V (5)输入电压范围，VI：驱动器 -0. 3v至Vcc + 0. 3V (6)接收器 +-30V (7)输出电压范围，V0：T10UT, T20UT VS- -0. 3V至VS+O. 3V (8) RlOUT，R20UT -0. 3V至Vcc +O. 3V (9)短路持续时间：T10UT, T20UT未限制 (10)工作温度(自然通风)范围，TA：MAX232 0至70 (11)MAX232I -40至85 (12)存储温度范围，Tstg -65至150 (13)引线温度，离外壳1.6mm(1/16英寸)，10秒260 强度超出所列的极限参数可能导致器件的永久性损坏。

38、这些仅仅是极限参数，并不意味着在极限参数条件下或在任何其它超出推荐工作条件所示参数的情况下器件能有效地工作。延长在极限参数条件下的工作时间会影响器件的可靠性。第4章 软件控制系统的设计与实现 本软件要求实现如下要求：汉字要稳定、明亮并且文字要以一定速度上升滚动显示。显示屏软件模块：初始化程序、主程序、多字滚动、显示程序、扫描程序。显示程序的主要功能是向屏体提供显示数据，并产生各种控制信号，使屏幕按设计的要求显示。软件设计中，显示屏的软件系统分为两层；第一层是底层的显示驱动程序，第二层是上层的系统应用程序。显示驱动程序负责向屏体送显示数据，并负责产生行扫描信号和其他控制信号，配合完成LED显示屏

39、的扫描显示工作。显示驱动器程序由定时器T0中断程序实现。系统应用程序完成系统环境设置（初始化）、显示效果处理等工作，由主程序来实现。4.1显示驱动程序显示驱动程序在进入中断后首先要对定时器T0重新赋初值，以保证显示屏刷新率的稳定，1/16扫描显示屏的刷新率（帧频）计算公式如下：刷频率（帧频）=1/16T0溢=1/16f/12（65536-t） 其中f位晶振频率，t为定时器T0初值（工作在16位定时器模式）。然后显示驱动程序查询当前燃亮的行号，从显示缓存区内读取下一行的显示数据，并通过串口发送给移位寄存器。为消除在切换行显示数据的时候产生拖尾现象，驱动程序先要关闭显示屏，即消隐，等显示数据打入输

40、出锁存器并锁存，然后再输出新的行号，重新打开显示。图六为显示驱动程序（显示屏扫描函数）流程图进入中断消 隐定时器赋初值切换显示数据读取行号并增加1发送新行号，打开显示送新行显示数据退出中断 图六4.2系统主程序本设计的系统软件能使系统LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形和文字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。系统主程序开始以后，首先是对系统环境初始化，包括设置串口、定时器、中断和端口；然后以“卷帘出”效果显示图形，停留约几秒；接着向上滚动显示“-”这几个汉字及一个图形，然后以“卷帘入”效果隐去图形。由于单片机没有停机指令，所以可以设置系统程序不

41、断的循环执行上述显示效果。单元显示屏可以接收来自控制器（主控制电路板）或上一级显示单元模块传输下来的数据信息和命令信息，并可将这些数据信息和命令信息不经任何变化地再传送到下一级显示模块单元中，因此显示板可扩展至更多的显示单元，用于显示更多的显示内容。如果想改变些事内容，先用字模产生字代码，将用这段代码覆盖原来的代码，即可显示你想要的内容。图七是系统主程序流程图。开始系统初始化“卷帘出”显示效果“上滚屏”显示效果“卷帘入”显示效果图七 4.3 字模提取4.3.1字模简介文字的字模是一组数字，但它的意义却与数字的意义有着根本的变化，它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状1。在电脑硬件中，根本没

42、有汉字这个概念，也没有英文的概念，其认识的概念只有内码(将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，即汉字的内码。而剩下的低128位则留给英文字符使用，即英文的内码)。如果你用启动盘启动系统后用DIR命令可能得到一串串莫名其妙的字符，但那确确实实是汉字，如果你启动UCDOS或其他的汉字系统后，就会看到那是一个个熟悉的汉字。在硬件系统内，英文的字模信息一般固化在ROM里，即使在没有进入系统的CMOS里，也可以让你看到英文字符。而在DOS下，中文的字模信息一般记录在汉字库文件里(将制作好的字模放到一个个标准的库中，这就是点阵字库文件)。4.3.2 LED显示屏领域字模实现技术在

43、通过软件实现的技术中，目前有许多字模生成软件，软件打开后输入汉字，点“检取”，十六进制数据的汉字代码即可自动生成，把我们所需要的竖排数据复制到我们的程序中即可。在通过硬件实现字模提取的技术中，有在单片机系统中增加硬汉字库的方法，主控器发送的汉字是其机内码，用两个字节来表示一个汉字。根据机内码，显示单元控制模块从汉字库中查取显示字模，实现汉字显示。由于带有硬汉字库，进行动态文字显示时，通用智能显示单元仅接受汉字的机内码即可，这样数据通讯量大大减少。因此，“动态文字显示速度快”。4.3.3软件控制系统字模提取的分析与设计而在LED显示屏控制系统具体应用的Windows操作系统下如何提取字模信息是设

44、计的核心。软件控制系统在实际编辑过程中，要求各种字体、字号的文字都能被编辑、保存。所以系统在设计时，把文本区理解为由众多的象素点构成，而把不同字体、字号的文字理解为一幅图像。因为所开启的文本区大小与LED显示屏的大小对应，所以采用1616点阵为单位，把文本区内的每个像素点都看成一个二维数组，由于系统中各种颜色都有对应的值，赋予每个不同颜色的像素点不同的对应值，再把每个点赋予一个int型的值，这样保存下来的信息就是二进制数据。通过这样的设计，我们不仅可以把任何字型，任何大小的文字保存下来，还可以显示以256个像素点阵为单位的任何图形。在软件控制系统中实现字模的提取，也就避免了在单片机中加载硬汉字

45、库模块，从而简化了硬件模块的设计。第5章 系统调试u 调试主要分为硬件调试和软件调试： 硬件调试：在焊接电路板的时候，应该从最基本的最小系统开始，分模块，逐个进行焊接测试。在对各个硬件模块进行测试时，要保证软件正确的情况下去测试硬件，要不然发生错误时，不知道到底是哪一方出错了。当然，在设计的过程中也存在着失误和不足，在调试中进行修改了。焊接完成后，检验点阵、及线路的好坏：烧进检验程序，点阵将自第一排向下（上）点亮。检验无异常，下载主程序u 软件调试：软件为老师所提供提供，其原理在上一模块以作说明，在这里再作说明，软件经调试无误，直接将其下再到单片机中，看是否达到所要的效果软件部分是先参考书上的例子，然后自己根据硬件电路写程序，由于以前所学是单片机汇编C语言，所以这个系统在编写程序过程中都采用汇编C语言编写。刚刚开始，编写不会一次性通过，经过仔细分析修改最后编译成功。但是，在实际写如