【電氣設(shè)計自動化論文】滾動廣告牌的設(shè)計,電氣設(shè)計,自動化,論文,滾動,轉(zhuǎn)動,廣告牌,設(shè)計 本科畢業(yè)論文（設(shè)計）手冊( 2015 屆) 工地用簡易防盜報警裝置設(shè)計 學(xué) 院 電子信息工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 姓 名 指導(dǎo)教師 職 稱 助教 等 級 目 錄學(xué)號：附件 42本科畢業(yè)論文(設(shè)計任務(wù)書…………………………………3本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告………………………………4本科畢業(yè)論文(設(shè)計)中期報告………………………………6本科畢業(yè)論文(設(shè)計)指導(dǎo)記錄………………………………7本科畢業(yè)論文(設(shè)計)答辯記錄………………………………8本科畢業(yè)論文(設(shè)計)成績評定表……………………………103本科畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書（指導(dǎo)教師、學(xué)生共同簽訂）學(xué)號 姓名 指導(dǎo)教師題目 滾動廣告牌的設(shè)計題目來源 A.實驗 B.實習(xí) C.工程實踐 D.社會調(diào)查 E.教研 F.科研 G.其它類別 A.論文 B.設(shè)計 C.其它 性質(zhì) A. 理論研究 B. 應(yīng)用研究 C. 綜合研究 D.其它一、指導(dǎo)教師責(zé)任。（一）指導(dǎo)教師應(yīng)端正思想，把培養(yǎng)人才放在首位,注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。嚴(yán)格要求學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和實事求是的作風(fēng)。（二）指導(dǎo)教師應(yīng)當(dāng)對學(xué)生進(jìn)行學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范教育，對畢業(yè)論文（設(shè)計）進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo)（不少于 8 次），對畢業(yè)論文（設(shè)計）是否由其獨立完成進(jìn)行審查。（三）指導(dǎo)教師在指導(dǎo)畢業(yè)論文（設(shè)計）期間請假應(yīng)事先布置學(xué)生任務(wù)，或委托他人代為指導(dǎo)。請假 2 周以上者，須經(jīng)院系批準(zhǔn)；請假超過 4 周者，應(yīng)及時向院（系）申請調(diào)整指導(dǎo)教師。（四）接受并并執(zhí)行院系指導(dǎo)教師遴選和評價具體辦法以及學(xué)校、院系相關(guān)考核。二、學(xué)生責(zé)任。（一）學(xué)生應(yīng)按照專業(yè)人才培養(yǎng)方案規(guī)定，參加畢業(yè)論文（設(shè)計）與綜合訓(xùn)練。（二）學(xué)生應(yīng)重視畢業(yè)論文（設(shè)計），嚴(yán)格遵守學(xué)校、院系相關(guān)制度；按照要求參加院系畢業(yè)論文（設(shè)計）集中指導(dǎo)；在校外撰寫畢業(yè)論文（設(shè)計）的，要遵守所在單位的有關(guān)規(guī)章制度。（三）學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，查閱文獻(xiàn)、搜集資料、實地調(diào)研，撰寫文獻(xiàn)綜述、開題報告、論文（設(shè)計說明書）等；經(jīng)常、主動向指導(dǎo)教師匯報論文（設(shè)計）進(jìn)展情況，接受指導(dǎo)。畢業(yè)論文（設(shè)計）完成后，應(yīng)按規(guī)范要求提交材料，并按時參加答辯。（四）學(xué)生應(yīng)按時完成各階段任務(wù)，保證畢業(yè)論文（設(shè)計）質(zhì)量；應(yīng)恪守學(xué)術(shù)道德和學(xué)術(shù)規(guī)范，在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立完成論文，不得抄襲；嚴(yán)禁弄虛作假、請人代替完成；否則，任何時候一經(jīng)發(fā)現(xiàn)均取消成績，并追究當(dāng)事人責(zé)任。教師簽名： 學(xué)生簽名： 年 月 日指導(dǎo)小組(教研室)意見：組長簽名:院(系)意見：負(fù)責(zé)人簽名：4本 科 畢 業(yè) 論 文 （ 設(shè) 計 ） 開 題 報 告（學(xué)生填寫）學(xué) 號 姓 名 指 導(dǎo) 教 師題目 滾動廣告牌的設(shè)計課題內(nèi)容：（研究現(xiàn)狀、目標(biāo)、意義等，空白不足可增加頁面）當(dāng)今社會，廣告成為公共開放地信息傳遞手段。廣告成為商品生產(chǎn)者、經(jīng)營者和消費者之間信息傳遞的重要手段，行業(yè)內(nèi)以及行業(yè)間的競爭日趨白熱化，以前“酒香不怕巷子深”的狀態(tài)已經(jīng)完全不存在了。市場競爭競爭不斷升級，廣告也在所謂的“媒體大戰(zhàn)”中不斷成長，LED 廣告牌的出現(xiàn)是廣告媒體發(fā)展的結(jié)果。它也成為最有效最性價比高的宣傳方法。在我們生活中 LED 滾動廣告屏隨處可見，滾動LED 點陣顯示屏作為一種新興的顯示信息的媒介走進(jìn)我們的日常生活，它是由很多個的 LED 發(fā)光二極管封裝在一起形成的。通過 LED 點陣能夠顯示數(shù)字、圖像和文字。LED 電子廣告牌隨處可見，對我們的生活也提供了很多便捷。也是信息傳達(dá)的一種直接有效的方式。在車站吵鬧的時候我們可以通過看 LED 廣告牌清楚的知道自己所要乘坐車輛的動向。在逛街時有時醒目的電子廣告牌映入眼簾，吸引了顧客達(dá)到了商家想要的效果。LED 電子顯示屏廣告作為一種新的電子動態(tài)文本，是一種可以連續(xù)工作本身工作的信息發(fā)布媒體也是走在前列的消費吸引了成千上萬的眼神中的廣告的武器。什么樣的個人及品牌的公司可以利用 LED 電子顯示屏，以吸引顧客，介紹產(chǎn)品，商品和宣傳，為企業(yè)創(chuàng)造更多的財富。課題關(guān)鍵問題及難點：在設(shè)計電路時，選擇顯示模塊時有些難度，要將單片機(jī)有限的接口外接到 64 個點陣顯示模塊中，首先設(shè)計相關(guān)電路，控制 74LS595 顯示指定內(nèi)容，控制 74hc154按行選控制。需要選擇合理的芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換。同時程序設(shè)計也是難點，怎樣實現(xiàn)字體的動態(tài)顯示？值得思考。擬采取的方式、方法及計劃進(jìn)程安排（主要技術(shù)路線）：通過上網(wǎng)查詢相關(guān)資料，研究其他成功設(shè)計的原來及其電路設(shè)計，總結(jié)經(jīng)驗，為以后設(shè)計打定基礎(chǔ)。其次通過查詢書籍了解所用的設(shè)計所需要掌握的知識，并進(jìn)行相關(guān)的學(xué)習(xí)和研究。最后，實際動手完成相關(guān)設(shè)計，以達(dá)到顯示“電氣一班”內(nèi)容并且顯示無閃爍，亮度高速度均勻可以應(yīng)用到實際當(dāng)中。其次通過設(shè)計 4 個 8×8 點陣，像素直徑 5mm 的紅色 LED 模塊拼接成 16×16 點陣的 LED 陣列。這樣每個 16×16 漢字能夠獲得 12×12cm 的顯示尺寸，因此在 50 米5處仍能清晰閱讀。本設(shè)計要求整個屏幕能顯示“電氣一班”一系列漢字，則需要用使用 16*16 紅色點陣滾動顯示。最后，測試點陣顯示內(nèi)容和效果。參考文獻(xiàn)：[1]譚浩強(qiáng).C 程序設(shè)計（第二版）[M].北京:清華大學(xué)出版社,1999.12.[2]彭為.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.5.[3]李良榮.現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)-基于 Multisim7[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.4.[4]姜承昊.最新 LED 驅(qū)動電路設(shè)計、應(yīng)用與制造新技術(shù)新工藝實用手冊[M].北京:中國科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2008.3.[5]魏洪興.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與實例開發(fā)實驗教材 I[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.9.[6]童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）[M].北京:高等教育出版社,2001.1.[7]吳國經(jīng)主編.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2004[8]中國集成電路大全編委會編.《中國集成電路大全——CMOS 集成電路》[M].北京:國防工業(yè)出版社,1985. 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Advertising commodity producers, an important means between operators and consumers of information transfer, intensified competition within the industry and between the industry, the former “sell themselves“ the state has been completely non-existent. Escalating competition in the market competition, advertising is also called “media war“ in the growing, LED billboard advertising is the result of the emergence of media development. It has also become the most effective and cost-effective promotional methods. In our lives everywhere LED advertising screen scroll, scroll LED dot matrix display screen as a new medium of information into our daily lives, it is composed of a number of LED light-emitting diode package together to form. By LED dot matrix can display numbers, images and text. LED electronic billboards everywhere, on our lives also offer a lot of convenience. Is a direct and effective way to convey information. Noisy at the station when we can see the LED billboard know exactly what you want to take the movements of the vehicle. When shopping sometimes striking electronic billboard greets, attracting customers to achieve the desired business results. LED electronic display advertising as a new electronic dynamic text is an information itself can work continuously release the forefront of consumer media also attracted the eyes of thousands of weapons and advertising. What kind of personal and brand companies can take advantage of LED electronic display to attract customers, introduction of products, goods and propaganda, to create more wealth for the enterprise.This design is based on Lee STC89C52 microcontroller design 16 * 16 dot matrix display, and make full use of the microcontroller STC9C52 good stability control features. With latches and registers, use a transistor amplifier makes regular lattice screen lights up. Shows the text we want to achieve. So as to achieve the purpose of this design I. STC89C52 microcontroller which is responsible for the overall control of the entire system is designed to use four 8 * 8 to form a single red dot matrix screen 16 * 16 dot matrix screen, 74LS154 decoder is controlled by controlling the direction of the lattice lines, and the column control the direction of the serial input using two cascaded 74LS595 eight parallel outputs controlled by fast dynamic refresh to show what we need, has reached the purpose of dynamic display. can be considered a good classroom applications only.Keywords:matrix; single chip microcomputer; decoders; dynamic scanning 2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）III目 錄摘 要 IABSTRACT.II目 錄 III第 1 章 引言 .51.1 研究背景及意義 .51.2 LED 電子顯示屏概述 .5第 2 章 總體設(shè)計 .52.1 顯示單元的選擇 .52.2 顯示方案的選擇 .52.3 關(guān)于屏幕的可擴(kuò)展性 .62.4 單片機(jī)控制器的考慮 .62.5 關(guān)于點陣數(shù)據(jù)的存儲方式 .6第 3 章 硬件電路設(shè)計 .73.1 整體設(shè)計框圖 .73.2 主控電路 .73.3 LED 點陣顯示電路 .83.4 整體電路 113.5 實物圖 12第 4 章軟件實現(xiàn) .144.1 概述 144.2 系統(tǒng)程序方案設(shè)計 14第 5 章 實現(xiàn)與調(diào)試 185.1 軟件調(diào)試 185.2 PROTUS仿真 185.3 PCB圖實現(xiàn) .215.4 硬件實物制作與調(diào)試 22總結(jié)與思考 .26致 謝 .27參考文獻(xiàn) .28附 錄 .29附錄 1 電路原理圖 .29附錄 2 設(shè)計程序 .292015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）4第 1 章 引言1.1 研究背景及意義本論文主要圍繞 LED 點陣的特點開展的點陣設(shè)計，設(shè)計中的難度很多如限流電阻的計算，掃描時間的控制，軟件程序如何設(shè)計等，下面我們就介紹下點陣的設(shè)計。1.2 LED 電子顯示屏概述LED 顯示屏：是一種平面顯示器，由小的 LED 模塊面板拼接而成。LED 發(fā)光二極管，這是一種發(fā)光二極管顯示模式控制了鎵、砷、磷和氮（N）二極管組成，當(dāng)孔與電子復(fù)合輻射的可見光，因此可用于制造發(fā)光二極管在電路的工具。作為指示劑，或文字或 número.el 紅磷砷化鎵二極管、發(fā)光二極管間隙的綠色，黃色的頭發(fā)碳化硅二極管、藍(lán)色銦氮）。LED 顯示屏通常用于顯示視頻圖像和視頻信息等數(shù)據(jù)信號 LED 顯示半導(dǎo)體二極管相同的排序，使用不同的半導(dǎo)體材料可以生產(chǎn) LED 矩陣元素目前廣泛使用的像素的紅色，綠色，黃色，綠色和藍(lán)色 LED 到實踐的發(fā)展階段。 LED 二極管顯示屏亮與滅控制顯示文本、圖形和動畫等各種市場顯示信息。因為它是光亮度高，視野開闊，低電壓功耗，壽命長，穩(wěn)定性和抗沖擊等優(yōu)點。因此，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場、馬路、商業(yè)街市場建設(shè)招標(biāo)、工業(yè)企業(yè)管理和其他公共場所。第 2 章 總體設(shè)計一個完整的系統(tǒng)的實現(xiàn)，考慮到各種各樣的問題，所以是 LED 點陣的設(shè)計，下面我來說說我的設(shè)計。2.1 顯示單元的選擇顯示一個簡體字，至少需要 16×16 點陣來表示。為了能在比較遠(yuǎn)的地方也能看到顯示效果，本設(shè)計采用 4 個 8×8 點陣，16×16 點陣由像素直徑 5mm 的紅色 LED 模塊拼接成的 LED 陣列。因此，每個漢字顯示 12 厘米大小，它仍然可以清楚地看到 50 米。本設(shè)計要求整個屏幕能顯示“電氣一班華榮文”一系列漢字，則需要 16*16 紅色點陣滾動顯示。2.2 顯示方案的選擇顯示方案是本次設(shè)計需要考慮最核心的部分，對于 LED 點陣顯示有下面兩種方案：2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）5方案一：靜態(tài)顯示，在每個二極管的狀態(tài)，分別為 0 和 1，0 為不發(fā)光二極管的電流，1 為發(fā)光二極管的電流。它的每一段都與一個獨立的并行口相接，而公共端則根據(jù)數(shù)碼管的種類連接到 VCC 或 GND 端。對于需要多線程譯碼及驅(qū)動裝置，越來越復(fù)雜，成本高，可靠性低。方案二：動態(tài)顯示，就是分割畫面，在每個部分的顯示模式是動態(tài)的，可以避免設(shè)計問題，如果不妥善處理，可能會導(dǎo)致較低的亮度和亮度的問題。要保證電路設(shè)計易于實現(xiàn)，保證圖像穩(wěn)定，無閃爍技術(shù)。多路復(fù)用模式的動態(tài)掃描顯示，動態(tài)顯示是沒有增加，因為我們看到的是一個穩(wěn)定的圖像的影響的持久性和持續(xù)時間的發(fā)光二極管的亮度等。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)升級（發(fā)光二極管光的閃爍頻率為 50Hz，頻率）等于或大于 1ms 的時間驅(qū)動的發(fā)光二極管的亮度，無光澤，更好。鑒于上述原因,我們采用方案二。2.3 關(guān)于屏幕的可擴(kuò)展性除了設(shè)計的基本要求，也是實現(xiàn)顯示單元的數(shù)量可任意擴(kuò)展。在傳統(tǒng)的并行傳輸，因為由列地址線中的數(shù)據(jù)鎖存器的限制的數(shù)目，并且可以在不增加顯示單元，并且為每個顯示單元的不同的電路結(jié)構(gòu)，印刷電路板的結(jié)構(gòu)是不同的，與權(quán)利要求的模塊化設(shè)計完全不符合。因此摒棄了傳統(tǒng)的并行傳輸模式，以及獨特的串行鎖存器的技術(shù)，該總線可以通過控制數(shù)據(jù)的五列來實現(xiàn)鎖存每個顯示單元。板之間不只是簡單的連接，它難以減小 PCB 布局和布線。印刷電路板各顯示單元是完全相同的，便于批量生產(chǎn)。2.4 單片機(jī)控制器的考慮因為這種設(shè)計采用軟件來實現(xiàn)滾動效果，并且在串行模式的傳輸模式。因此，微控制器單元的處理速度的要求較高，高速 8 位微控制器的 ARM7 的選擇。 ARM 處理速度快，但對于應(yīng)用程序，ARM 的資源嚴(yán)重浪費的屏幕內(nèi)，和更高的成本。因此，選擇高速8 位單片機(jī)作為控制器，一個共同的高速 8 位微控制器 AVR 微控制器系列都有，C8051F單片機(jī)，單片機(jī) STC89C52。這些類型的單片處理速度可以達(dá)到 1 MIPS /兆赫（以每秒百萬指令 1MHz 的處理能力的時鐘頻率），但 AVR 單片機(jī)時鐘頻率限制僅至 16MHz，而類似 C8051F 系列的 SOC ARM7，時鐘速度為 100MHz，但它是一種資源的浪費其內(nèi)部豐富的，而且價格很高，在相當(dāng)浪費的控制單色屏幕。因此，STC89C52 系列單片機(jī)的最佳選擇，最高時鐘可達(dá) 40MHz，和接口和存儲器資源豐富，價格很低。2.5 關(guān)于點陣數(shù)據(jù)的存儲方式目前最廣泛使用的技術(shù)是將串通過 PC 軟件轉(zhuǎn)換將被顯示為通過根據(jù)尋址存儲在E2PROM 經(jīng)過一定順序編程這些字形數(shù)據(jù)的方式對應(yīng)的數(shù)據(jù)的點陣。在屏幕顯示的過程2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）6中規(guī)定的 E2PROM 矩陣數(shù)據(jù)處理的方式被除去。對于一個 16×16 點陣字庫的數(shù)據(jù)，你需要一個連續(xù)的 32 個字節(jié)的 E2PROM 的空間來存儲。即便如此，如果你需要顯示 256 個字符，你需要的 E2PROM 存儲空間至少 32B×256=8192 字節(jié)（8KB）。通常沒有集成單片機(jī)內(nèi)部的這樣一個大容量的 E2PROM。所以這個程序，你需要擴(kuò)展大容量外置 MCU E2PROM，額外的硬件成本。 PC 編程，因為它涉及到中國的模數(shù)，模量較大的難度算法。在多字下載時間的傳輸時間較長。設(shè)計的許多缺點，放棄了傳統(tǒng)的方案。因為本設(shè)計只需要很少的顯示內(nèi)容所以直接保存在 STC89C52 中是足夠的，因此沒有使用外部設(shè)備。第 3 章 硬件電路設(shè)計3.1 整體設(shè)計框圖經(jīng)過對此設(shè)計的了解，為了能夠達(dá)到實驗?zāi)康模褂脝纹瑱C(jī) STC89C52 作為本系統(tǒng)的主要控制單元。LED 點陣顯示屏是顯示單元，把單片機(jī)送來的數(shù)據(jù)翻譯后顯示出來，并且還能夠滾動顯示。硬件整體設(shè)計框圖如圖 1 所示：STC89C51單片機(jī)74LS154譯 碼 器74LS595鎖 存 器16*16點陣顯示屏圖 1 整體設(shè)計框圖3.2 主控電路本設(shè)計使用主控電路控制來實現(xiàn) LED 點陣顯示屏上字符滾動顯示，主控制器采用單片機(jī) STC89C52。STC STC89C52 是一種低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)制作可編程閃存在系統(tǒng) 8K字節(jié)。采用 STC89C52 經(jīng)典 MCS-51 內(nèi)核，但做了很多改進(jìn)，使傳統(tǒng)的 51 微控制器芯片具有不可用的功能。在一個芯片上，擁有靈巧的 8 個 CPU 和系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，使得STC89C52 提供高度靈活，超有效的解決方案為許多嵌入式控制應(yīng)用。STC89C52 外部結(jié)構(gòu)及特性：包裝有兩種方式：雙列直插式封裝（DIP）和一個 40 平方英尺的 44 引腳封裝2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）7（PLCC），行 40 引腳封裝（DIP ）和外部總線結(jié)構(gòu)如圖 2 所示：圖 2 STC89C52 引腳排列STC89C52 單片機(jī)內(nèi)包含的具體部分如下：? 一個 8 位 CPU。? 一個片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。?8KBFlash 程序存儲器。?256BRAM 數(shù)據(jù)存儲器。? 三個 16 位定時器/計數(shù)器。? 可尋址 64KB 的 RAM 和 64KB 的 EEPROM 空間的控制電路。32 條可編程的 I/O 線（4組 8 位并行 I/O 端口）。? 一個可編程全雙工串口通信。?8 個中斷源、兩個優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)。3.3 LED 點陣顯示電路本設(shè)計使用的是 4 塊 8*8 單色點陣屏設(shè)計 16*16 點陣屏，采用單色顯示，進(jìn)行顯示所要顯示的字符，通過 74LS154 譯碼器來控制點陣的行方向的顯示，而列方向的 16 條線2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）8則由 74LS595 的八位并行輸出端控制。3.3.1 74LS154 的總體結(jié)構(gòu)1、總體特點高速 CMOS 元件 416 線譯碼器 74LS154 高性能存儲器。與大部分 ttl 和 dtl 電路完全兼容。74ls154 用門電路輸入通道解碼器不可以用來輸出端上的普通邏輯和旁聽解碼器擴(kuò)展。使門電路包括兩個假信號，輸入必須設(shè)為低，輸出端選擇可以用作為輸入數(shù)據(jù)輸入，74ls154 真之 1 - 16 的多路分配器。其余用低輸入時將地址輸出的應(yīng)用狀態(tài)。DIP 封裝引腳圖如圖 5 所示：圖 5 74LS154 引腳圖2、參數(shù)列表3.3.2 74LS595 的總體特點和工作原理74LS154 基本參數(shù)電壓 2.0~6.0V驅(qū)動電流 +/-5.2mA傳輸延遲 11ns邏輯電平 CMOS功耗考量 低功耗或電池供電應(yīng)用封裝與引腳 SO24，SSOP24，DIP24，TSSOP242015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）91、總體特點：74LS595 是 8 位串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出移位寄存器，有數(shù)據(jù)存儲寄存器，三態(tài)輸出功能。數(shù)據(jù)在 SHcp 的上升沿輸入，在 SHCP 上升沿輸入數(shù)據(jù)，在管理存儲寄存器訪問上升沿。移位寄存器和存儲寄存器兩個單獨的時鐘。如果兩個時鐘連在一起，那么移位寄存器總會比存儲寄存器早一個脈沖。在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)能夠保持穩(wěn)定。這在串行速度慢的場合用途很大，數(shù)碼管不存在閃爍感。其 DIP 封裝引腳圖如圖 7 所示：圖 7 74LS595 引腳圖各引腳及其功能：Q0~Q7 八位并行輸出端Ds 串行數(shù)據(jù)輸入端/OE 輸出使能端STcp 存儲寄存器的時鐘脈沖輸入口SHcp 移位寄存器的時鐘脈沖輸入口/MR 芯片復(fù)位端Q7' 并行數(shù)據(jù)輸出口，即儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出口2、工作原理當(dāng) SHCP 上升沿到來時，DS 引腳電流電平值移位寄存器左移，在移位寄存器的下一個上升沿時，所有位的到來將是一個向左，同時，也可串行輸出移位寄存器 Q7 高值，使2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）108 連續(xù)的次數(shù)，可以把數(shù)組的每個元素（8 號）到移位寄存器；當(dāng) STCP 上升沿到來時，移位值將被鎖存到寄存器中的鎖存器，和輸出從 Q1 ~ Q7 針。管的主要優(yōu)點是數(shù)據(jù)存儲寄存器，在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這是在串行速度的場合非常有用，無閃爍格。74HC595 可以達(dá)到 30MHz 的 5V 電源時的時鐘速度，每個并行輸出端口可以承受20mA 電流沉拔電流。此功能可確保沒有額外的電流放大電路的 LED 驅(qū)動可以很容易。它允許 500ns 到結(jié)束輸入上升（下降）時，仍然可以檢測到的時鐘脈沖嚴(yán)重畸形。它可以容納更大的傳輸線的對地電容，提高抗干擾能力的設(shè)計。74HC595 并聯(lián)電阻 20 歐姆連接的輸出端與 LED 列的模塊之間的壓力，這里的阻力，將紅色 LED 并聯(lián)箝位效應(yīng)。紅色和綠色 LED 的兩組正常發(fā)光。因為工作電流的 LED 顯示不斷變化，引起系統(tǒng)電壓波動。高頻率分量的電壓波動，也有低頻分量。它可能對周圍的無線電環(huán)境造成電磁污染，而在系統(tǒng)時鐘紊亂，邏輯錯誤。為了避免這種情況，接下來的每個 74HC595 VCC 和 GND 的電源并聯(lián)電容器，用于濾波和去耦。系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，旁路高頻脈沖電源組件。消除自激，降低了外國的雜散電磁輻射，提高電磁兼容性。3.4 整體電路下面是我設(shè)計的主要部分接口電路，總體電路圖見附錄 1（原理圖）。2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）11P1.01 P1.12P1.23 P1.34P1.45 P1.56P1.67 P1.78RST9 P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11 P3.2(INT0)12P3.3(INT1)13 P3.4(T0)14P3.5(T1)15 P3.6(WR)16P3.7(RD)17 XTAL218XTAL119 GND20 (A8)P2.0 21(A9)P2.1 22(A10)P2.223(A11)P2.3 24(A12)P2.4 25(A13)P2.526(A14)P2.6 27(A15)P2.7 28PSEN29ALE/PROG 30EA/VPP 31(AD7)P0.732(AD6)P0.6 33(AD5)P0.5 34(AD4)P0.435(AD3)P0.3 36(AD2)P0.2 37(AD1)P0.138(AD0)P0.0 39VCC 40U19at89c51A 23B 22C 21D 20G1 18G2 1901 1223 3445 5667 7889 9101011 11131214 13151416 1517U174LS154 SER14SRCLK11SRCLR10RCLK12E13O015O11O22O33O44O55O66O77Q79U2074LS595U22k U52kU32kU42k U62kU72kU82kU92kSER14SRCLK11SRCLR10RCLK12E13O015O11O22O33O44O55O66O77Q79U2174LS595U102k U132kU112kU122k U142kU152kU162kU172k+5 +5GND GNDU18RES2U24CRYSTALU22CAPU23CAPGNDGNDS1SW-PB+C1CAPACITOR POL+5R21RES2GND+5W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7 W8 W9 W10 W11 W12 W13 W14 W15 W161 2 3 4 5 6 7 8 9J2CON9H1H2H3H4H5H6H7H8H9H10H11H12H13H14H15H16D1LED圖 3.4 接口電路3.5 實物圖下面為我制作的 16*16 點陣實物圖，正面圖與背面圖。2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）12圖 3.51 16*16 正面點陣圖圖 3.52 16*16 背面點陣圖2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）13第 4 章軟件實現(xiàn)4.1 概述整個系統(tǒng)功能由硬件和軟件，為基本形式的軟件、硬件和軟件的決定。主要可以分為兩類：一是監(jiān)督程序（主程序），這是控制系統(tǒng)的核心，特別是對于協(xié)調(diào)執(zhí)行模塊和運(yùn)營商。二是執(zhí)行程序（子程序），進(jìn)行實質(zhì)性的功能。我們要結(jié)合實驗?zāi)康模椭鞒绦蚝妥映绦蛳噙B接。首先我們要設(shè)計系統(tǒng)程序方案。制定程序框圖。了解我們每一步要干嘛。該怎么去做好。從而使我們的目的更容易實現(xiàn)?？傊痪湓挘覀兊某绦蛟O(shè)計要簡單可行。4.2 系統(tǒng)程序方案設(shè)計系統(tǒng)程序主要包括了：主程序、點陣顯示驅(qū)動程序。程序設(shè)計框圖如下：2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）14開 始初 始 化 判 斷 鍵讀 取 ROM數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn) 換 對 應(yīng) 點 陣 數(shù) 據(jù)顯 示 效 果 處 理緩 沖 處 理送 入 顯 示 緩 沖 區(qū)調(diào) 用 顯 示顯 示 結(jié) 束 ？結(jié) 束NY讀 取 緩 存 數(shù) 據(jù)選 擇 掃 描 列送 顯 示 數(shù) 據(jù)掃 描 完 本 行 ？選 擇 下 一 列掃 描 結(jié) 束 ？返 回 主 程 序YNNY主程序：對初始化顯示部分的主控，在可視狀態(tài)下的 LED 顯示系統(tǒng)的亮度均勻性，足夠的，可以顯示文字和數(shù)字，文字和數(shù)字的顯示應(yīng)該是穩(wěn)定的和清晰的無干擾。文字顯示可以移入移出。本設(shè)計的顯示內(nèi)容為“電氣一班華榮文”實現(xiàn)向右移動功能。下面是主程序部分：程序中首先對各個變量進(jìn)行初始化，并對 74HC595 進(jìn)行初始化，當(dāng)時初始化過程完成后，開始顯示處理。//主函數(shù)2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）15voidmain(){uchari=1,j=0;ucharX=0;//595c 初始化Init595();//循環(huán)演示以下程序主要是對漢字的移動和顯示處理：while(1){for(j=0;j0;x--)for(y=7;y0;y--);}4.2.4 行選控制通過單片機(jī) IO 口控制 74HC154，可以實現(xiàn) 5 線控制 16 線的過程。（具體程序見附錄 2）2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）17第 5 章 實現(xiàn)與調(diào)試5.1 軟件調(diào)試用 keil 軟件，編輯 c 語言程序并對程序?qū)嵭姓{(diào)試。Keilc51 是一個很好的 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，C 語言比裝配功能，結(jié)構(gòu)，可讀性，可維護(hù)性具有明顯的優(yōu)勢，使用簡單，等。Keil 能夠?qū)崿F(xiàn)包含 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完備開發(fā)方案，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 就是不二之選，平時我們學(xué)習(xí)之用也是 keil。其簡單易用的集成環(huán)境令你事半功倍。下圖是 keil 調(diào)試程序界面：5.2 protus 仿真有了程序和硬件結(jié)構(gòu)首先給 LED 點陣設(shè)計進(jìn)行仿真，用來驗證其可實現(xiàn)性。這樣就要用到 protus 仿真軟件。Proteus 軟件是一款 EDA 工具軟件。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，也能實現(xiàn)仿真單片機(jī)及外圍器件。也是目前比較好的仿真工具。其簡單易學(xué)易用，已受到單片機(jī)教學(xué)教師、單片機(jī)愛好者以及致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用人員的喜愛。仿真過程見下圖：仿真前電路圖：2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）18H12H34H56H78H910H12H314H516H23H45H67H9810H12H3H1564 1HGFEDCBAHGECAFDBPONMLKJIONMLKJI P1651431210987654321ABCDEFGH ONMLKJI12345H1H2H3H4H5678H8 H7 H616 15 14 13 12 1 10 9H9H10H1H12H13H14H15H16PU4U6 U5U7XTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.01.2P1.23.34P1.45.56P1.67.78 P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47UAT89C51C130pFC230pFX1CRYSTALC320uFR110 R210 Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U274LS59 Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U374LS59A23BC21D0E11829 0112233445566778899101013124315146517U874HC154234567891RP14.7K12U9:A74034U9:B74056U9:C7401312U9:D740110U9:E74098U9:F74012U10:A7434U10:B7456U10:C74312U10:D7410U10:E7498U10:F742U1:A74034U1:B7406U1:C740312U1:D740顯示字“電”：H12H34H56H78H910H12H314H516H23H45H67H9810H12H3H1564 1HGFEDCBAHGECAFDBPONMLKJIONMLKJI P1651431210987654321RCLKABCDEFGH PONMLKJIRCLKSERCLK RCLKSRCLK12345H1H2H3H4H5678H8 H7 H616 15 14 13 12 1 10 9H9H10H1H12H13H14H15H16SRCLKSERU4U6 U5U7XTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.01.2P1.23.34P1.45.56P1.67.78 P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47UAT89C51C130pFC230pFX1CRYSTALC310uFR110 R210 Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U274LS59 Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U374LS59A23BC21D0E11829 0112233445566778899101013124315146517U874HC154234567891RP14.7K12U9:A74034U9:B74056U9:C7401312U9:D740110U9:E74098U9:F74012U10:A7434U10:B7456U10:C74312U10:D7410U10:E7498U10:F742U1:A74034U1:B7406U1:C740312U1:D740顯示第二個字“氣”：2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）19H12H34H56H78H910H12H314H516H23H45H67H9810H12H3H1564 1HGFEDCBAHGECAFDBPONMLKJIONMLKJI P1651431210987654321RCLKABCDEFGH PONMLKJIRCLKSERCLK RCLKSRCLK12345H1H2H3H4H5678H8 H7 H616 15 14 13 12 1 10 9H9H10H1H12H13H14H15H16SRCLKSERU4U6 U5U7XTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.01.2P1.23.34P1.45.56P1.67.78 P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47UAT89C51C130pFC230pFX1CRYSTALC310uFR110 R210 Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U274LS59 Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U374LS59A23BC21D0E11829 0112233445566778899101013124315146517U874HC154234567891RP14.7K12U9:A74034U9:B74056U9:C7401312U9:D740110U9:E74098U9:F74012U10:A7434U10:B7456U10:C74312U10:D7410U10:E7498U10:F742U1:A74034U1:B7406U1:C740312U1:D740顯示最后一個字“文”：H12H34H56H78H910H12H314H516H23H45H67H9810H12H3H1564 1HGFEDCBAHGECAFDBPONMLKJIONMLKJI P1651431210987654321RCLKABCDEFGH PONMLKJIRCLKSERCLK RCLKSRCLK12345H1H2H3H4H5678H8 H7 H616 15 14 13 12 1 10 9H9H10H1H12H13H14H15H16SRCLKSERU4U6 U5U7XTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.01.2P1.23.34P1.45.56P1.67.78 P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47UAT89C51C130pFC230pFX1CRYSTALC310uFR110 R210 Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U274LS59 Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U374LS59A23BC21D0E11829 0112233445566778899101013124315146517U874HC154234567891RP14.7K12U9:A74034U9:B74056U9:C7401312U9:D740110U9:E74098U9:F74012U10:A7434U10:B7456U10:C74312U10:D7410U10:E7498U10:F742U1:A74034U1:B7406U1:C740312U1:D7402015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）205.3 pcb 圖實現(xiàn)仿真結(jié)果可實現(xiàn)，那么我們可以開始畫 PCB 圖，這時需要用到 protel 軟件。Protel是 EDA 軟件，在電子行業(yè)中 CAD 軟件， Protel 是排名靠前的 EDA 軟件，電子設(shè)計者的首選，一些高校還設(shè)立了專門的課程學(xué)習(xí)電子專業(yè)，學(xué)校還專門類專業(yè)學(xué)習(xí)。我們學(xué)校我們專業(yè)也專門開課學(xué)習(xí)過。其優(yōu)點是多層印制線路板的自動布線能夠很容易的實現(xiàn)高密度 PCB 的 100%布通率。原理圖見附錄 1，根據(jù)其設(shè)計的生成 PCB 圖如下：2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）215.4 硬件實物制作與調(diào)試2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）22所有東西準(zhǔn)備就緒。那么就可以做事物了。購買材料焊事物，焊接過程及結(jié)果如下：圖 5.41 焊接前圖 5.42 在焊接中2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）23圖 5.43 焊接半成品圖 5.44 測試顯示“氣”2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）24圖 5.45 測試顯示“華”圖 5.56 測試顯示“文”2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）25總結(jié)與思考經(jīng)過這幾個月的努力，終于順利完成畢業(yè)設(shè)計。該 LED 點陣顯示系統(tǒng)，該 LED 點陣顯示系統(tǒng)，由于利用 STC89C52 單片機(jī)，串行移位寄存器 74HC595 為驅(qū)動，硬件成本大大降低，對顯示單元的可擴(kuò)展性的改進(jìn)。由于高速單片機(jī)的使用，使系統(tǒng)的動態(tài)刷新率，以保證運(yùn)動的速度。本設(shè)計充分利用了單片機(jī)資源，同時，節(jié)省成本的外圍電路簡單、美觀，降低了故障率。性能指標(biāo)已達(dá)到或超過了題目的要求。每個學(xué)生將畢業(yè)綜合素質(zhì)測試的經(jīng)驗，如果在大學(xué)四年來，我們的研究是一個知識積累的過程，畢業(yè)設(shè)計綜合運(yùn)用現(xiàn)在過去認(rèn)識的深化，并對該理論的時間活動的新認(rèn)識。在幾個月的畢業(yè)設(shè)計，我經(jīng)歷過艱難的學(xué)習(xí)和鉆研，當(dāng)然也有收獲的喜悅。知識得到了鞏固和提高，但我相信實踐經(jīng)驗將使我在以后的工作和學(xué)習(xí)生活。第一，學(xué)習(xí)能力得到提高。在這次畢業(yè)設(shè)計中，從開始到結(jié)束，獨立完成硬件電路設(shè)計，單片機(jī)及軟件編程。在這個過程中，會遇到很多困難，但通過書籍和上網(wǎng)查閱大量的相關(guān)文獻(xiàn)和問老師終于解決了。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我不僅對我學(xué)習(xí)的知識有了更深的了解，培養(yǎng)自我學(xué)習(xí)和分析能力，更重要的是培養(yǎng)克服困難的勇氣和信心。其次，培養(yǎng)自己的市場概念。一個產(chǎn)品能夠搶占市場，除了功能和質(zhì)量，必須要求，它的價格是最大的競爭優(yōu)勢。在這個過程中，會遇到很多困難，但通過書籍和上網(wǎng)查閱大量的相關(guān)文獻(xiàn)和問老師終于解決了。是每個設(shè)計人員進(jìn)行項目的優(yōu)先因素。再次，它是人際交往能力的鍛煉。沒有人是出世智慧的人！人類的知識永遠(yuǎn)是沒有窮盡的，這就要求我們要善于從別人的成功或失敗的經(jīng)驗中學(xué)習(xí)，使自己少走彎路。總之，畢業(yè)設(shè)計完成，但面對工作。我相信我會把他的熱情和奉獻(xiàn)給他們的工作在學(xué)校，不斷努力，不斷進(jìn)??！2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）26致 謝本次的畢業(yè)設(shè)計經(jīng)歷幾個月的時間，得到了很多人的幫助。從開題報告到論文的編寫都在積極的準(zhǔn)備著。雖然經(jīng)過大學(xué)四年的專業(yè)學(xué)習(xí)，但是從課本上所學(xué)到的知識還是非常的有限。對于專業(yè)的好多知識也是一知半解，應(yīng)用在實踐上更是不知如何下手。在本次的課程設(shè)計聽從老師的建議，重新翻閱以前和課題相關(guān)的資料進(jìn)行更深層次的理解，在網(wǎng)上查閱大量的有關(guān)課題資料，對課題不斷深入的了解，在設(shè)計的過程中遇到的很多的問題，如軟件設(shè)計中對程序的編寫，還有就是實物的焊接，由于之前很少接觸實物焊接，所以沒有一點頭緒，無從下手。經(jīng)過對這一方面的學(xué)習(xí)，對整體的認(rèn)識有所了解，通過動手學(xué)習(xí)，不斷的實踐，和同學(xué)的幫助，最后設(shè)計出了超聲波測距器。在本次設(shè)計的這一段期間，王老師作為我本次畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師。在這里非常感謝他這一段時間對我的指導(dǎo)督促和幫助，在遇到困惑的問題時，他總是不厭其煩的幫助我們解惑，直到我對這一問題完全弄懂。更重要的是他在教會我們知識的同時也教給了我們解決問題的方法。其次，感謝學(xué)校給予我們這次動手實踐的機(jī)會，讓我們在畢業(yè)之前能夠運(yùn)用我們所學(xué)到的知識進(jìn)行單獨的設(shè)計制作。這對我們以后面向社會，面向自己的工作有著非常深遠(yuǎn)的影響。再次感謝在大學(xué)期間所有給予我?guī)椭耐瑢W(xué)以及任課老師。你們讓我受益匪淺，感謝！2015 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計）27參考文獻(xiàn)[1]譚浩強(qiáng).C 程序設(shè)計（第二版）[M].北京:清華大學(xué)出版社,1999.12.[2]彭為.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.5.[3]李良榮.現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)-基于 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