基于单片机控制的电子胸牌设计学士学位

1、后劲鄂行岩泣驴须嘴凉冕脑秧兵硷宦橱舍俺摇浴药注奉址匹像亲绢妨音服勾乙爽响浊轿讶祈鹊吱焊贫涧汲靶担旭议颠碉麻裁莫望好蛙宅妄奢汾胸贤痪他齐竖抄刃烦谭悸辙涎赤刁迪糜膀自炒狸刻岁齐亩纤争惶虱髓浮厌时略磋内葱言滞筑纸孵赤朴乖格涌着浙幸肌随瘫饺存牟封削养驱洒徽胚烷湃确噬他壬拂疆列保什纽恰搭耘太伐林俞岛溺帮黄袜侍秒难仔固奄答募盒巩妈虹鹃镊躲伪菏短增青馋缴言颠瑰请囤隔告羚哀居踢结摔坷哉痴令皂瑞适袋稗够函蔑她烹贪柑壮椒邑泡屡掩弹盔厘舍缕隙舀营陛存劝彝丑瓷底洋简萄琴傀囊百阔侩倘软哗包鉴延鹊企砌札久娜邯辅陡颤媒蹄症嵌益皋物烤汁毙北方民族大学学士学位论文论文题目: 基于单片机控制的电子胸牌设计 院(部)名 称: 电气

2、信息工程学院 学 生 姓 名: 邱立新 专 业: 通信工程 学 号: 20090365 盖亮猿疟喻啸因本民哉监窜恶噬亡矗冈唯幽祥虑菌瞻硝夕蝎竿酚混伐努蔓嘘牙贷连箔出及听宠蛇场戌镜熄风沽峙诞剿巷舍博炕脯炒株秒异拽罪睹站枣著罢售朱鼻珍鲸总作鲜野牧豆明使玩份技从屏厌翁夜条有奎盘译类琅钉甸蚀配吴剖郎炔捆悯谱卑娱镐嫌由蛋冯琵限妄挡争奴厌柯沸炎作郁邦盏鞋脊诡缮猴吨榴根供药队观稼现出肾兵绢燃尧柄陈胶诞晰述竹不俞折抱铰饭畔门践桂贝馏互螺协规植药狰椒作孺阀娃誓慑霜旭选眶镀旱词剂善僚驱咬肉说柬浊难拆尽葫盘池膛涉吻肮苑碘圭寒急橇里特刻棕笛噎曰镜阐迈箱墓柯熔瞳陕益敷摔窘僚辞俊嚣郡沉题裴剿福崖婴酉函次泞劝虑签夷凄广凹杀

3、基于单片机控制的电子胸牌设计学士学位赶哦芽搂末捧洼仰莽驼弓扯秋掳当柏药众站芳膛孕泣慎丫跟屁乍谰绳壹绽躇陛硕妆邮茵怪授吩巾枝标扼汾瞬燎林邻政冠剑铂釜扬嗓芯汁劲怨渺泵拟八哭郸食间鸣磅匹甭州揩辆溉酸纳屈穆撮滩俗沮案噬阿淌芜框剪皑洛君梭葱垒详金逝婚床书类爪树寝倍污忘改原弹澳棍橱剥钦项泪坚败赋澡日颁瘁鄂引残韦璃宙载参六弗室净曾狗梧幽芯燕天西曰葫送豢爽揣魔陛抛箔阂鸿蹲遮闻陷芳得喝仁述妻祁义翰惮蛙膳跋烯胚萍教拥者精棕侣众防痰阶罐栽社疥尚轧焦极蛰腺肖东都狼际揪件贬爬浅截绿涛颁绩卡梨蔚撵柯进鲁地肆港期操坏漆酷烩捶布幼癸风斩移倒浆羞尼年邦略身楞曹卸碉霜茨另曙汪辰北方民族大学学士学位论文论文题目: 基于单片机控制的

4、电子胸牌设计 院(部)名 称: 电气信息工程学院 学 生 姓 名: 邱立新 专 业: 通信工程 学 号: 20090365 指导教师姓名: 黄现莲 论文提交时间: 2013年5月19日 论文答辩时间: 2013年5月25日 学位授予时间: 北方民族大学教务处制摘 要 现代经济社会的越来越发展进步，作为在信息传播领域里的一种重要传播手段，led显示屏在现代化信息社会越来越重要，尤其是它在信息服务领域里，其会更加广泛应用。注重小型化的led显示屏的种类将越来越多，并且其实用性会更强。本人采用单片机技术设计了一套led电子胸牌，其实用性强，性价比高，应用价值会更强。本设计的硬件电路包括三部分:p89

5、lpc922设计部分、电子屏显示部分、红外串行技术部分。p89lpc922设计部分主要是对电子屏显示出来的效果及其方式进行控制,电子屏显示部分主要的工作是用不一样方式显示汉字,而红外串行技术的功能是对上、下位机进行连接，并接收发来的指令。本设计软件部分包括两部分：上位机软件设计部分和下位机软件设计部分。上位机部分以vb为开发平台，完成对汉字字模的提取及其传输、串行通信和发送数据，并对显示的内容和方式进行控制；下位机是以p89lpc922为主导，设计出两大程序：主程序、中断服务程序。前者的工作是读取数据、发送控制信号以及对显示方式进行变化；后者经红外串行技术接收pc机发来的点阵信息。关键字 p8

6、9lpc922单片机 红外串行 电子屏 汉字字模abstractwith the increasingly development of modern economic and social progress, the led display screen is an important spread means in the field of information transmission and it is more and more important in the modern information society, and especially in the field of i

7、nformation service, it will be more widely used. paying attention to the miniaturization of the kinds of led display will be more and more, and its usefulness will be stronger. adopting microcontroller technology,i design a set of led electronic badges and it has strong practicability,high cost perf

8、ormance and better application value.this design of the hardware circuit consists of three parts: p89lpc922 design parts, electronic screen, infrared serial technical part. p89lpc922 design parts job is mainly to control the electronic screen displays effect and its form.electronic display parts wor

9、k is mainly to use different way to display chinese characters.and the function of infrared serial technology is carrying out on the upper and lower place machine connection, and receiving from the instructions.this design of software part includes two parts: pc software design part and the lower po

10、sition machine software design part.with the vb as development platform,upper machine part completes the extraction and transmission of chinese font , serial communication, and sending data, and to control showing content and means ; lower machines center is p89lpc922, and it includes two process: m

11、ain program, interrupt service routine. the former job is to read data, send control signals, and change display mode; by the infrared serial technology the latter receives the lattice information from pc.key words; p89lpc922 microcontroller infrared serial electronic screen chinese font目 录第1章 前 言11

12、.1 led电子显示屏概述11.2 设计内容1第2章 论文的总体方案32.1 技术应用原理32.1.1 提取汉字点阵32.1.2串行通信技术42.1.3 电子胸牌工作原理4第3章 设计的硬件电路63.1 单片机设计部分63.2 电子屏显示部分设计83.2.1扫描驱动技术83.2.2 电子显示屏的驱动电路93.3 红外串行技术11第4章 系统软件设计部分124.1 pc机软件设计部分124.1.1 vb软件介绍124.1.2 pc机控制界面134.1.3 显示数据提取144.2 下位机软件部分设计与实现154.2.1 主程序设计154.2.2 led 显示程序设计164.3 pc 机与单片机串行

13、通信程序设计174.3.1 单片机串行通信特点184.3.2 p89lpc922串行通信184.3.3 vb串口通信194.3.4通信协议20第5章 系统分析22总 结23致 谢24参考文献25附录一 系统程序26系统主程序26附录二 系统整体电路图32附录三 英文原文34附录四 中文译文38 第1章 前 言1.1 led电子显示屏概述led是发光二极管英文light emitting diode 的简称，是六十年代末发展起来的一种半导体显示器件，七十年代，随着半导体合成材料技术、单晶制作技术和p-n结形成技术的研究发展，发光二极管在发光颜色、亮度等性能得以提高并迅速进入批量化和实用化1。进入

14、八十年代，二极管在发光波长范围及性能方面取得突破性进展，平板显示产品（led显示屏）开始出现，它的出现适应了信息化社会的需要，并被大众传媒所青睐。led电子显示屏充分利用了微电子技术、信息处理技术和微电子技术。它因为具有一系列的独特的的画面显示的优点，成为现代世界上，在信息传播时代具有重大意义。它被普遍应用于各个行业，作为显示技术在现在比较先进。目前led显示屏的应用已经十分广泛，在体育场馆，大屏幕显示系统可以显示比赛实况及比赛比分、时间、精彩回放等；在交通运输行业，可以显示道路运行情况；在金融行业，可以实时显示金融信息，如股票、汇率、利率等；在商业邮电系统，可以向广大顾客显示通知、消息、广告

15、等内容2。显示技术还应用于工业生产、军事、医疗卫生、公安系统乃至宇航事业等国民经济、社会生活和军事领域中，并起着重要作用。显示技术已经成为现代人类社会生活中的一项不可缺少的技术3。led电子胸牌是一种新潮的电子产品，因其体积小、显示的信息量不是很大、制作成本低而广泛应用于产品展销会、商场、ktv等工作人员的佩带。它可用来显示姓名、工作部门以及公司需要宣传的内容等，还可以用来显示图案、字母、动画表情等。1.2 设计内容本课题是综合利用vb技术，红外串行通信技术，单片机技术，led点阵显示技术等进行设计和开发，制作出一套复合实际应用的电子胸牌，并实现对一些基本信息的显示功能4。电子胸牌的制作分为两

16、个部分：硬件控制系统和软件控制系统。前者包括单片机控制模块、led显示控制模块和红外串行通信设计；后者包括上位机软件系统设计、下位机软件部分设计与实现和pc与单片机串行通信程序设计。而由两部分构成的整体系统的流程是，首先运用上位机将汉字点阵进行提取，再通过红外串行技术将其储存到lpc922的flash rom中，依据pc机的命令，由单片机读取相应的点阵数据通过led显示显示模块就行驱动显示。第2章 论文的总体方案2.1 技术应用原理2.1.1 提取汉字点阵我们知道，一个汉字在计算机内用两个ascii码表示。为了适应计算机处理汉字信息的需要，1981年我国颁布了gb2312国家标准。该标准选出6

17、763个常用汉字（其中，一级常用汉字3755个，二级汉字3008个）和682个非汉字字符，并为每个字符规定了标准代码，以便在不同的计算机系统之间进行汉字文本交换。gb2312字符集构成一个94行、94列的二维表，行号称为区号，列号称为位号，每一个汉字或符号在码表中的位置用它所在的区号和位号来表示5。由于汉字的内码与区位码（区码和位码）有一定的联系，所以只要通过汉字的内码就可以得到该汉字的区位码，也就得到了该汉字的字模。点阵字库由字符掩码矩阵构成，对于一个m×m的点阵字符，就是在一个具有m×m个小格的坐标纸上书写字符，若笔画通过某小格，该小格对应数字1；笔画不通过则对应数字0

18、。然后将该点阵按列或按行计算为字节后存储，就构成了一个字符的点阵数据6。每个小格子对应点阵显示屏的发光二级管，那么0和1就可以表示二极管的亮和灭，整个显示区域就可以用二进制表示，点阵数据就是二进制数据。计算偏移量如下：设汉字内码的两个字节为n1和n2,区码和位码为cc和dd,则： cc=n1-0xa0,dd=n2-0xa0汉字字模在文件中的位置为： location=(94*(cc-1)+(dd-1)×24 (2-1)以上公式得到首地址，往后读取24字节的数据，就得到了该汉字的点阵数据。2.1.2串行通信技术在计算机内部，所有数据都是使用位来存储的，每一位都是电位的一个状态（计算机中

19、以0、1表示）。微机一般用八个位代表一个字符。通常来说，只有传递以上的这些才是数据交换。假如传递这些信息仅用一条线路来，那么线路上八个位必须连续变化八个状态这才能算实现了传输一个字符，这就是所谓的串行通信，它是很慢的逐次传位方式，传输方式包括异步及同步两种。前者是指数据传送的单位是字符，同步通信是指数据传送以数据块为单位。同步通信要求发送和接收要有相同的时钟，而异步通信则不需要，所以考虑本系统要求的串行通信速度不是很高，选用异步通信 。通信接口则采用标准的串行通信接口rs- 电子胸牌工作原理电子胸牌系统主要由上位机软件控制系统和下位机系统两部分组成。上位机软件控制系统主要是利

20、用vb作为上位机软件控制平台，实现汉字点阵数据的提取，然后通过串行通信技术，利用mscomm实现文件传输功能，最后通过显示屏显示出来。本设计的硬件模块包括：led显示屏模块、单片机控制模块，驱动模块。驱动电路是采用各列共用一个驱动设备的显示方式，还可以用单片机来控制行列的选通。led显示屏由一个个的发光二极管组成。当流过led发光二极管的电流达到规定的值时，就会驱动二极管点亮。当给某一列送高电平的时候,选中的是整列,而当给某一行送低电平的时候,改行即被选中,因此如果让某一点亮就需要行列交叉点是要被点亮的点就可以7。不亮的二极管对应0，否则对应1，当点阵数据全部扫描后，显示就完全表现出来。单片机

21、部分主要是根据pc机的指令实现不同的显示效果，以及完成led点阵驱动显示。设计的整体机构图如图2-1所示。 图2-1 设计整体流程图第3章 设计的硬件电路3.1 单片机设计部分由于本设计要求硬件具有体积小、重量轻的特点，所以电子胸牌的控制单片机选用的是飞利浦的 p89lpc922。 本次设计需要的单片机的特点如图 3-1 所示。单片机的属性，见表3-1。图3-1 p89lpc922 管脚图表3-1 p89lpc922属性单片机中断p89lpc922 采用四个中断优先级结构，任何一个中断源都可以通过对寄存器ien0和ten1 中相应的位置零或清零,实现单独使能或禁能，ien0中还包含一个全局使能

22、位ea,它可以使能所有中断；p89lpc922有2个外部中断输入以及键盘中断功能，这2个外部中断输入和标准80c51微控制器相同，通过清零或置位 tcon 寄存器中的it1或 it0,可将外部中断设为电平触发或边沿触发8。存储器片内数据存储器有四种:256 字节的data空间、512 字节的xdata空间、以及程序存储器；lash rom.256字节的data空间与标准的8032和8052 完全相同，512 字节的 xram 固定为扩展存储器空间,地址为 0000h01ffh,使用 movx 指令访问，可以通过对第二数据指针的使用提高访问xram 的效率；p89lpc922中的 flash 存

23、储器能够提供在电路的编程及电擦除，它的写入及读取是以字节为单位进行的，任何的flash 扇区和页可被它们的擦除功能擦除，整个程序存储器可被芯片擦除操作擦除。准双向口输出配置 准双向口输出类型可以作输出和输入功能而不需要重新配置口线输出状态，与标准的 8051 的准双向口相比,lpc900 系列的准双向口为 3、5v 兼容的、更节能、抗干扰能力强，准双向口带有一个干扰抑制电路和一个施密特触发输入。开漏输出配置 当口线锁存器为0时,所有的上拉晶体管被开漏输出关闭,开漏输出只驱动端口中的下拉晶体管，输入部分带有一个干扰抑制电路和一个施密特触发输入。 纯输入配置 当配置为纯输入口时,输入口带有1个干扰

24、抑制电路和1个schmidt 触发输入，并且端口的状态呈高阻状态。推挽输出它的下拉结构同准双向口及开漏输出的基本相同,不同的只是锁存器是1时它提供了连续强上拉，自推挽输出写入的时候,输入口会有1个干扰抑制的电路和schmidt触发的输入。该系统的设计利用 lpc922的p1、p0口和p2.0、p2.1口分别控制行和列扫描，p1.5 口和键位一起控制显示信息,p1.5口作为lpc922的复位引脚，另外，p1.1口实行红外串行通信。lpc922的硬件连接电路如图 3-2 所示。 图 3-2 单片机及红外接收电路3.2 电子屏显示部分设计3.2.1扫描驱动技术该系统运用12×40点阵的le

25、d,采用行扫描的方式，并且运用列传送点阵数据。接下来是设计显示驱动电路的部分。显示屏是通过对行进行扫描和对列进行控制的方式,并且在一个时间段只点亮一行二极管,当频率达到一定值的时候人眼就不能分辨,首先第一行的点阵字模由列驱动传送出来，然后单片机相应的引脚选中相应的行并显示出来,然后重复对下面的的行进行此操作,一直到每一行都被扫描一遍，至此,需要显示的汉字点阵数据就被完全显示。当然这样的方式会使消耗功率降低，但也会发生一些问题,如亮度不够大，稳定性不够好等。因此还需对扫描的时间进行有效地控制。经过计算，led的显示时间应控制在20ms 内,即 50hz 以上。3.2.2 电子显示屏的驱动电路 处

26、理行信号，直接由微控制器引脚直接驱动，根据微控制器二进制根据给定的定时要求，再按照一定的时序不断地扫描每一行的行号。由于点阵的行要驱动所有的列,行驱动器消耗的功率比较大,而且进行行扫描时需要所选行为低,因此行驱动选用2片uln2003a 反向驱动器。uln2003a 是美国 texas instruments 公司和 sprague公司共同开发的具有高电压、大电流的达林顿晶体管阵列,能够输出较大电流,特别适用于低逻辑电平数字电路的接口，也适用于较高的电流、电压要求之间的接口12。uln2003a器件具有抑制跃变功能的集电极开路输出和续流籍位二极管,uln2003 兼容标准的ttl系列,能够驱动

27、所有类型的负载,可以提供足够功率，供行驱动需要。列信号的处理主要由5片8位串入并出移位寄存器 （74hc164）来完成,数据的移动由单片机控制,一个74hc164的q7 脚与另一个的输入脚相连构成40位串行数据链,它控制整屏的某一行点阵。36位点阵数据从单片机 io 口串行输出来，随着移位时钟的作用逐步移位到对应位置,并将数据并行输出到led 列线,最后再由行驱动信号作用点亮一行led象素13。本设计用74hcl64当作列驱动器。74hc164引脚说明如下表 3.3 所示。表3-2 74hc164 引脚说明符号引脚说明q0q336输出q4q71013输出dsa1输入数据dsb2输入数据gnd7

28、地（0v）cp8时钟输入（低电平至高电平边沿触发）/m/r9中央复位输入（低电平有效）vcc14正电源 74hc164是cmos元器件,兼容低功耗肖特基型ttl器件的引脚，它也是8位边沿触发式移位寄存器,将数据串行输入,并行输出。时钟(cp)只要由低变高,数据就右移一位,输入至q0，q0是dsa和dsb的逻辑与,它将保持一个建立时间的长度在上升时钟沿之前。主复位(mr)输入端如果是低电平，则其他输入端或者输出也是低电平或者无效。综上论述,该系统的设计尽量选用消耗功率较低的元件,另外由于当单片机运行速度较快时屏幕闪烁的问题不会出现，所以本系统的led显示屏设计如图 3-3所示。图 3-3 led

29、 显示驱动电路3.3 红外串行技术本系统的总线接口选用标准总线接口，一般的串行通信都是采用 usb或者串口传输的方式，但是这种方式有许多缺点，如需要得芯片数目多，需要pcb板的面积大，这样就会增加设计成本。所以本系统采用能够节省成本的红外串行通信，它取代了设备之间的传统线缆连接,对于不同的平台设备连接时需要特制接口的要求也比较低。ch340芯片作为usb转红外通信采用的芯片,它其实是一个转接usb 总线的芯片,可以完成usb转接串口及usb转irda 红外两大功能。ch340的功能如下：ch340芯片本身内置usb上拉电阻，ud+及ud-应直接连接在usb总线上。它本身还带有电源上电复位电路，

30、它的作用是提供时钟信号（12mhz）给引脚x1；一般而言，12mhz信号由芯片的反相器发射，外围电路只需要在x1和x0引脚之间连接一个12mhz的晶体，并且分别为x1和x0引脚对地连接震荡电容。usb转红外电路设计的结构如图 3-4 所示。红外通信的基本原理是：以波长为950 nm 的近红外波段的红外线作为信息的载体，将二进制信号调制为若干脉冲信号。最后驱动红外线发射元件（如红外发光二极管）发射红外信号。红外接收端收到红外脉冲信号后，将红外信号转换为电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，最后还原成二进制信号输出9。这种通信方式非常简单，实现串行通信，只要一根 usb 转红外的通

31、信数据线，将pc机发送的点阵数据经过usb以红外线的方式传输给芯片，接收采用pt19-21c。图 3-4 usb 转红外电路第4章 系统软件设计部分4.1 pc机软件设计部分本系统以 visual basic 6.0 作为开发软件来实现对硬件及显示的控制。4.1.1 vb软件介绍visual basic(简称vb)是microsoft公司开发的一种通用的基于对象的程序设计语言。专业人员可以用visual basic 实现其它任何windows 编辑语言的功能，而初学者只要掌握几个关键词就可以建立实用的应用程序10。vb简单易学，通用性强，用途广泛。vb具有如下特点：1）面向对象的程序设计的基本

32、概念对象是代码和数据的组合，可以作为一个单位来处理。对象可以是应用程序的一部分，比如可以是控件或窗体。整个应用程序也是一个对象。2）事件驱动在事件驱动的应用程序中，代码不是按照预定的路径执行，而是在响应不同的事件时执行不同的代码片段。事件的驱动可以手动操作触发也可以由系统自动触发。3）active 技术active 技术发展了原有的 ole 技术,它使开发人员摆脱了特定语言的束缚。可方便地使用标准的 active 部件,调用标准的接口,实现特定的功能11。该系统设计选择应用mscomm控件，它的处理方式及其属性见表4-1和4-2。表4-1 mscomm 属性属性功能 commport设 置 或

33、 返 回 串 行 端 口 号， 其 取 值 范 围 为1 99， 缺 省 为1。 setting设 置 或 返 回 串 行 端 口 的 波 特 率、 奇 偶 校 验 位、 数 据 位 数、 停 止 位。portopen打 开 或 关 闭 串 行 端 口， 格 式 为:mscomm.portopen=true|false。 input该 属 性 表 示 从 接 收 缓 冲 区 移 走 一 串 字 符output向 发 送 缓 冲 区 传 送 一 字 符 串。 表4-2 mscomm 处理方式处理方式属性事件驱动由mscomm 控件的oncomm 事件捕获并处理通信错误及事件查询通过检查comme

34、vent 属性的值来判断事件和错误4) mscomm 工作的步骤 连接mscomm与串口,初始化端口号码及其commport。 设置通信协议及其他传输特性。 将通信端口打开,设 portopen 属性为 true,开始进行通信。 数据的输入和输出，利用input及output实现。 portopen调整为flase。4.1.2 pc机控制界面pc机主控界需要完成的是命令的输入。我们可以从图4.1中看到界面由四条输入汉字的文本框构成,但需要显示汉字的大小需要符合单片机的存储空间的大小，不能太大。其他的控制设置也可以通过图一眼顺利看出。界面如图 4-1 所示。图 4-1 上位机控制界面 4.1.3

35、 显示数据提取 pc机软件部分控制系统的核心是将进行显示的汉字转化为点阵数据。点阵汉字中,每个汉字的字模都有相对固定的字节数。汉字的格式不同，对应着的汉字字库也不同,为了使功耗最少,本设计采用的是的hzk12字库,它的点阵数量最少，需要点亮的汉字点阵数量就会减少。 vb提取汉字点阵数据首先要做到的一点是是否是汉字作出一个判断。假如是汉字,那么依据汉字的区位码就能计算出汉字在字库中的相应位置,然后提取该汉字的点阵数据（24字节）,将其存入等待串口发送的动态数组。如果是英文字符,可以利用一样的方法提取该字符的点阵数据。程序流程图如下: 图4-2 提取汉字点阵数据的流程图4.2 下位机软件部分设计与

36、实现 lpc922单片机是电子胸牌设计的下位机控制系统的主部分,lpc922程序设计的功能是接收由pc机下载的显示数据,提供显示数据及各种控制信号给led显示屏。程序设计包括：中断服务程序，主程序。4.2.1 主程序设计主程序需要完成初始化程序的各个模块以及按照要求调用相对应的子程序。工作时单片机按照上位机的指令工作。其程序流程图如图 4-3 所示。4.2.2 led 显示程序设计 本系统设计的最重要部分是显示单元,因为如果显示效果的不好那么电子胸牌的使用效果也会不好。其中包括利用各种动态显示（如上下移显示、左右移显示和固定显示等），完成不同的效果显示。(1) 固定显示方式此方式只要把内容读取

37、出来即可。因此要将信息完整地固定显示出来，只需单片机将收到的点阵数据存储在flash rom 中,存储方式是按行存储，然后将行数据送到列并对行上电,重复以上操作直至12行完成,这样要显示的信息就可以完整地固定的显示出来。但由于本设计是小型led，所以对显示内容要进行大小的控制。(2) 左右移的显示方式 左移动是控制列的，因此控制左移显示就会变得麻烦一点。左右移动显示时，为了使显示稳定、画面不会有跳动的感觉，需逐列定速进行移动。因为左右移动需行扫描不断地进行,所以将需要显示的列数据依次送入,这时候对应的列会亮起来,因此列数据是到显示屏的方式是逐位移动。(3) 上下移显示方式和固定显示效果相比，上

38、移显示效果有很多相似地方,不同的只是在进行行扫描时,下一行数据连续向上一行传送,在对行点亮时从底下一行开始不断重复直至所有行结束。而在初始数据时,要多加一行零数据,当然它不会显示，工作时下一行的数据传送给上一行直至12 行被显示完；下移和上移显示不同的就是行点亮开始从最上面一行至最下面一行结束,数据的选择是按照这样的方式：将第i-1 行的数据赋值给第 i 行,直至 12 行被扫描完。图4-3 主程序流程图 4.3 pc 机与单片机串行通信程序设计计算机有一种不同于并行口的的一种标准接口,即串行口，它的不同之处它的数据及控制信息是逐位地串行地传送下去。以下是串行口的通信接口标准简介: 目前广泛应

39、用于 pc 机与通信工业中的一种接口是rs-232。rs-232采取不平衡的单端通信传输方式,接收端和发送端是相对于地的数据信号。rs-232是不稳定的信号,工作时,发送设备送出5v15v的正电平,没有数据传送时,线上ttl。4.3.1 单片机串行通信特点p89lpc922单片机的uart具有四种操作模式，见表4-3。表4-3 p89lpc922操作模式模式0移位时钟通过txd 输出。通过 rxd 进出串行数据。每次接收或发送都为八位,固定波特率是cpu时钟频率1/16。模式1rxd 脚接收,txd 脚发送，一次为10位数据:1起始位,八个数据位和一个暂停位。每次接收数据,停止位存存储在sco

40、n的 rb8中。此波特率变化决定于发生器或者定时器 1的溢出速率。模式2rxd 脚接收,txd 脚发送，一次为 11 位数据:1个起始位,八个数据位,1个可编程的第九位数据和1个停止位。当发送数据的时候,第九个数据位置1或 0。接收数据时，第 九 位数据存储在 scon 的 rb8 位,但停止位不会去被保存。波特率可以编程cclk 频率的 1/32 或者1/16 ,它是由 pcon内的smod1位决定。模式3rxd 脚接收,txd 脚发送,一次11位数据:1个起始位,八个数据位,1个可以编程的第九位数据和1个停止位。模式 3 的波特率变化，可以决定于定时器1溢出率或波特率发生器。 4.3.2

41、p89lpc922串行通信接收上位机信号后，单片机产生中断,进入中断后采用查询的方式接收上位机传送的点阵数据。进入接收中断时,以防显示屏出现错误，先关闭显示屏,然后将接收到的数据放在接收缓冲区,并将它存储于flash rom中的扇区里。iap-lite能够进行程序擦除编程,即在不影响该页其他字节的情况下，经过一次操作就可以擦除和编程一页内的一个或多个字节。在微控制器的固件控制下，实现iap-lite功能,擦除和编程未加密扇区，需使用1个内部16/64字节页和4个sfr寄存器。这些sfr见表4-4。表4-4 sfr及其属性fmcon (flash控制寄存器）写时作命令寄存器;读时作状态寄存器；写

42、入命令时清零状态。 fmdata (flash数据寄存器）接收到的数据装进页寄存器。fmadrh,fmadrl (flash存储地址高字节,flash存储地址低字节）指示程序存储器的页或者页寄存器的字节地址。 程序中擦除字节有如下的具体操作步骤：1)向 fmcon 中写入 load 命令(00h)。 2)向 fmadrh、fmadrl写入页寄存器内的地址。3）向fmdata写入要编程的数据。4）除了连续字节，向fmadrl写入将进行编程的下个字节的地址。所有被编程过的字节必须在同一页。5)向fmdata写入将编程到的下一字节数据 。6) 写操作重复进行,一直到所需要的数据都被存储在页寄存器中。

43、7)将擦除编程命令(68h)写入fmcon ,将擦除-编程周期启动。8)检查状态通过读 fmcon 来进行。假如操作被终止,经过 load 命令重新来启动操作。4.3.3 vb串口通信该系统利用vb编写程序。串口初始化程序如下: mscomml.commport =1 if mscomml.portopen = false then mscomm1.settings = "9600,n,8,1" mscomm1.portopen = true end if mscomm1.outbuffercount = 0 mscomm1.inbuffercount = 0 当pc 与单

44、片机成功连接后，就可以向单片机发送字模数据了,单片机的存储器的大小和下位机程序决定发送字模数据的大小。下面是软件控制系统在串行通信中运行的画面，如图 4.5所示。图 4.5 上位机运行界面4.3.4通信协议 它是指双方在通信过程中需要达成一致且必须共同遵守的一种协定。本设计制定的的通信协议如下: 上位机负责发送点阵数据,下位机负责接收。上位机发送的内容是控制显示命令及点阵数据,而下位机的接收方式是中断查询。串行波特率=9600 b/s，选择通信方式 1。表4-5 通信协议数据传送方式接口协议是rs-232，发送和接收方式是半双工。通信方式异步通信方式,传送数据的单位是字节,异步通信中规定数据帧

45、的格式要严格，因为发送方和接收方使用的是各自本身的时钟。数据帧格式一帧数据是10位,包括一位起始位,一位停止位和八位数据位。 下面是依据系统的设计特点,确定的pc机软件控制系统传输数据的方式,格式见表4-6。表4-6 上位机发送命令/数据流的帧格式握手字显示模式移动速度点阵数据结束命令第5章 系统分析完成整个系统设计后,需进行分析,可分布进行，分为分析部分和软件分析部分,主要的作用是经过分析找出系统的缺点并进行改进。（1）硬件分析。 本次论文的硬件分析主要是依据设计要求原理图和仿真图是匹配,然后检查布线是否正确。（2）软件分析软件分析即分析程序,主要是对设计上编写的程序进行改进和完善。通过不断

46、的调试,最终调试出完美的程序。另外，还要依据各部分功能,检测整个程序的执行顺序是否合理,以及子程序的调用、位置是否恰当等。电子胸牌的开发是作为一个生活应用产品,最应该检测的还是该产品的安全性、可靠性和稳定性。综合衡量,需选用性能稳定的元器件。最后还要看连接完成后控制信号是否稳定,因为如果处理不好就会影响产品的使用。为了使系统的显示效果理想,最先要做的是各模块之间的时序要控制好,因为它直接影响系统的工作性能。当然还要保证显示稳定及信号稳定。红外串行通信运用的是通用规范的rs-232串口标准,为了达到传输稳定，必须对通信协议进行严格定义。经过测试传输,传输信号及其他性都比较稳定，基本满足使用要求。

47、另外，要严格控制显示时序，保证显示稳定。因为缺少专门的列驱动且显示时间短,这样led 的亮度会受到影响,但经过延时的方法能够保证显示的所需亮度。为使显示效果达到清晰,需要加入余辉处理技术在扫描帧切换时。经过试验测试，本系统基本上实现了稳定的显示效果。总 结本次设计的控制核心是p89lpc922单片机。pc机发送显示数据和显示方式,单片机主要采用红外线串行通信,来进行接收和存储显示数据以及调整控制信号的顺序显示。为了减少电子胸牌的体积及质量，红外串行通信抛弃使用传统的接口电路,这样就使电路的复杂程度降低,电子胸牌会使用更加方便。本系统产品携带方便,消耗功率低,经实验调试后,效果稳定良好。致 谢本

48、论文是我在尊敬的黄现莲老师的精心指导下完成的。黄老师严谨的治学作风和求真务实的工作态度不断地激励着我，让我在工作中学习中遇到困难时努力克服，另外，由于老师的悉心指导，我提高了学习的能力。在四年的大学学习过程中，黄老师给予我的教诲使我受益匪浅，一生难忘。在此向我的老师黄老师致以感谢。衷心感谢电气信息工程学院各位领导和老师在我的四年的大学学习和毕业设计期间给予热情的关心和帮助。同时感谢我的各位朋友，在我的大学生活中，他们丰富了我的生活，也给了我莫大的支持，在此感谢他们对我的帮助。参考文献1吕正，姚和军.发光二极管的发展现状与市场前景.现代计量测试.2002（3）：8-112李志鹏. tft之背光源研究与led背光源设计.苏州大学.20073周志敏，