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毕业论文---用单片机控制的数字触发器-所有专业.pdf

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中从显示缓冲区调入相应的一行显示数据,然后选中该行即可实现该行的显示,如此循环,便可显示整个内容。闪动显示与此类似,不同的是要间隔一个“软定时器”的定时时间,在行扫描时,行移位寄存器的D端打入的全为0,可使得整屏不显示,以确保黑屏时间与显示时间相等,从而实现汉字或图符的闪动显示。滚动显示要求需要显示的内容每隔一定时间向指定方向(这里以从右向左为例)移动一列,这样显示屏可以显示更多的内容。为此,需要在下次移动显示之前对显示缓冲区的内容进行更改,从而完成相应点阵数据的移位操作。具体操作方法是:设置一个显示缓冲区(如图2所示),该区应包括两部分:一部分用来保存当前LED显示屏上显示的10个汉字点阵数据;另一部分为点阵数据预装载区,用来保存即将进入LED显示屏的1个汉字的点阵数据。滚动指针始终指向显示屏的最右边原点。当滚动指针移动到需要显示的点阵数据存储区的第1个汉字的首地址时,显示缓冲区LED显示区为空白,而预装载区已保存了第1个待显示汉字的点阵数据。当需要滚动显示时,则可在接下来的扫描周期的每个行扫描中断处理程序中,将对显示缓冲区的相应行点阵数据左移一位,同时更改显示缓冲区的内容。(需要注意的是,的中断时间内完成。这里89C52采用22MHz晶振,实验证明可以实现该操作)。这样,在一个扫描周期后,整个汉字将左移一列,而显示缓冲区的内容也同时更改。由于预装载区保存了1个汉字点阵数据,即16:..16点阵,所以当前显示缓冲区的内容只能移动16列。当下一个滚动到来时,滚动指针将移动到点阵数据存储区的下一个汉字的首地址,并在预装载区存入该汉字的点阵数据。然后重复执行上述操作便可实现滚动显示。特殊字符或图形的显示与此类似,这里不再赘述。打字显示要求汉字在显示屏上按从左到右的顺序一个个的出现,如同打字的效果。设计时可采用如下方法:首先将LED显示屏对应的显示缓冲区全部清零,即LED显示空白,然后每间隔一个“软定时器”设定的动态显示时间,显示缓冲区依次加入一个汉字点阵数据并进行扫描显示,这样就可达到打字显示的效果。,实现PC与单片机的通讯可利用Windows的通讯API函数或者利用VC++(或其它语言)的标准通讯函数_inp、_outp来实现。但上述两种方法比较繁琐,m32来实现则非常方便。该控件用事件的方式简化了对串口操作的编程,并可设置串行通信的数据发送和接收,还可对串口状态及串口通信的信息格式和协议进行设置。其初始化程序一般情况下,PC要与多个单片机89C51系统进行主从式通讯,为了区分各单片机系统,可以使89C51采用串口工作方式3,即11位异步接收/发送方式,该方式的有效数据为9位,其中第9位为地址/数据信息的标志位,其作用是使从机据此判断发送的数据是否为地址,从而实现多机操作。M控件来实现PC机和单片机之间的通讯,这是一种标准的10位串口通信方式,即8位标准数据位和该数据的起始位、停止位各1位。因此二者格式不相符,故很难:..因此可考虑将单片机串口设为工作方式1,即改为10位异步接收/发送方式来解决,其通讯流程如下:首先发通信开始标志,接着发送需要操作的单片机系统地址,然后发送显示工作命令字,该命令包括2个字节,前一字节用于设定显示方式和滚动方向,后一字节则用于设定显示速度。再往下是传送显示内容的点阵数据,最后对数据进行校验。该通讯规约非常简便,能够较好的解决上述问题,从而实现PC机与多单片机之间的主从式通讯及对显示的控制。需要注意的是,当显示内容需要改变时,为了避免在单片机串行中断接收数据时,显示屏出现乱码,应使显示屏暂不显示(处于“黑屏”状态),直到数据接收完全,串行中断处理结束时再显示。汉字字模的提取非常关键,本文的字模数据取自UCDOS下的字库文件HZK16。关于这方面的介绍较多,这里不再赘述。对于特殊字符或图形点阵数据的提取,简便的方法可以先做一个BMP文件,然后用一些取模软件()来获得。为了显示方便,点阵数据的格式应为n×(16×8),不足要求的则应以0数据补充。,笔者在PC机的控制界面上设计了LED显示屏的模拟显示,它同实际的显示效果完全一样。用户可以设定显示的模式,并调节显示速度,然后在界面上对显示效果进行预览,同时还可以随时修改和设定参数,因而十分方便简捷。为此,可先在界面上描绘出虚拟的LED显示屏,由于实际的显示屏为160×16点阵,故须在界面上设定相同的区域。实现动态显示效果的方法和以上几种基本类似,这里以滚动显示为例作一说明。对于需要滚动的文字,可以将其设置为位图格式,暂存于内存中,然后利用VC提供的位图拷贝函数BitBlt将位图复制到显示位置。对于特殊字符或图形,则可以直接利用BitBlt函数调用到显示位置。然后在类CLEDDlg的OnTimer函数中调用该函数,以实现文字的滚动显示。另外,也可以通过设定不同的响应时间间隔来改变文字的滚动速度[2]。汉字显示屏广泛应用与汽车报站器,广告屏等。本文介绍一种实用的汉字显示屏的制作,考虑到电路元件的易购性,没有使用8*8的点阵发光管模块,而是直接使用了256个高量度发光管,组成了16行16列的发光点阵。同时为了降低制作难度,仅作了一个字的轮流显示,实际使用时可根据这个原理自行扩充显:..b汉字显示的原理:我们以UCDOS中文宋体字库为例,每一个字由16行16列的点阵组成显示。即国标汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。我们可以把每一个点理解为一个像素,而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字,也可以显示在256像素范围内的任何图形。[3]用8位的AT89C51单片机控制,由于单片机的总线为8位,一个字需要拆分为2个部分。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。我们把行列总线接在单片机的i0口,然后把上面分析到的扫描代码送入总线,就可以得到显示的汉字了。在这个例子里,由于一共用到16行,16列,如果将其全部接入89c51单片机,一共使用32条io口,这样造成了io资源的耗尽,系统也再无扩充的余地。实际应用中我们使用4-16线译码器74ls154来完成列方向的显示。而行方向16条线则接在p0口和p2口。程序清单:ORG00HLOOP:MOVA,#0FFH;开机初始化,清除画面MOVP0,A;清除P0口ANLP2,#00;清除P2口MOVR2,#200D100MS:MOVR3,#250;延时100毫秒DJNZR3,$DJNZR2,D100MSMOV20H,#00H;取码指针的初值l100:MOVR1,#100;每个字的停留时间L16:MOVR6,#16;每个字16个码MOVR4,#00H;扫描指针清零MOVR0,20H;取码指针存入R0L3:MOVA,R4;扫描指针存入AMOVP1,A;扫描输出:..;扫描指针加1,扫描下一个MOVA,R0;取码指针存入AMOVDPTR,#TABLE;取数据表的上半部分的代码MOVCA,***@A+DPTRMOVP0,A;输出到P0INCR0;取码指针加1,取下一个码。MOVA,R0MOVDPTR,#TABLE;取数据表下半部份的代码MOVCA,***@A+DPTRMOVP2,A;输出到P2口INCR0MOVR3,#02;扫描1毫秒DELAY2:MOVR5,#248;DJNZR5,$DJNZR3,DELAY2MOVA,#00H;清除屏幕MOVP0,AANLP2,#00HDJNZR6,L3;一个字16个码是否完成DJNZR1,L16;每个字的停留时间是否到了MOV20H,R0;取码指针存入20HCJNER0,#0FFH,L100;8个字256个码是否完成JMPLOOP;反复循环TABLE:汉字“倚”的代码db01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFHdb0E2H,00H,22H,00H,22H,0FCH,26H,88Hdb2AH,88H,0F2H,88H,2AH,0FAH,26H,01Hdb63H,0FEH,26H,00H,02H,00H,00H,00H以下分别输入倚,天,一,出,宝,刀,屠,龙,的代码,略。:..电路中行方向由p0口和p2口完成扫描,由于p0口没有上拉电阻,*8的排阻上拉。如没有排阻,。为提供负载能力,接16个2n5551的NPN三极管驱动。列方向则由4—16译码器74LS154完成扫描,。同样,驱动部分则是16个2N5401的三极管完成的。电路的供电为一片LM7805三端稳压器,耗电电流为100Ma左右。采用一块12*20cm的万能电路板,应当选用质量好些的发光管,(否则有坏点现象,更换起来较麻烦)首先将256个发光管插入电路板,注意插入方向,同时使高度一致,行方向直接焊接起来,列方向则搭桥架空焊接,完成后用万用表测试一下如有不亮的更换掉。然后找一个电脑硬盘的数据线,截取所需的长度,分别将行,列线引出至电路的相关管脚即可。原理图为了简洁,故只画出了示意图,行列方向只画出了2个三极管,屏幕只画出4个发光管,实际上发光管为256只,三极管行列方向各16只,一共32只。焊接过程认真仔细一天时间即可完成全部制作。将程序编译后烧写入89c51,插入40pinIc座,即可看到屏幕轮流显示:“倚天一出宝刀屠龙”。当然,你可将程序的汉字代码部分更换为您所需要的代码即可显示你所需要的汉字元件清单。LED显示屏用电源的设计:..显示电源的设计LED显示屏显示屏是一种迅速发展起来的新型信息显示媒体。随着我国经济的不断发展,已被广泛应用于车站、宾馆、银行、医院等公共场合。显示屏电源是其重要组成部分,主要用来给显示屏发光二极管提供必要的工作电流,保证屏体正常显示。为简单起见,通常采用由一小功率电源带3到4个显示驱动板的供电方案。这样,一个较大面积的显示屏需要配接许多电源模块,例如一个2m×,就需要提供24个5V/20A的模块电源。该设计存在以下的缺点:1)接线复杂每一个电源均需单独地配置交流输入线、直流输出线。2)电源冗余度差在大多数情况下,屏体显示内容为文字、动画、图片,每个显示驱动板消耗的电流不一样,可能某些电源模块过载,而另一些模块空载。此外,若某一电源失效,会造成屏体的一部分黑屏。3)电源过载能力差,利用率低屏体在工作时消耗的电流随画面的内容、颜色、亮度而变化,大部分时间电流较小,而大面积高亮度的画面虽消耗电流大,但持续时间短。考虑到LED是恒流驱动的,只要驱动板可正常工作,供电电压可以降低一些。电源最好有下拖形状的限流特性,而不是通常的较陡峭形状的限流特性,以保证有较好的过载能力、较高的利用率。考虑到以上各点,提出新的供电方案如下:1)集中供电,采用n+1冗余方案。2)电源模块设计适当的输出电流,模块可均流。保证屏体装配工艺易实现n+1冗余。3)电源模块有下拖形状的限流特性以保证有较好的过载能力、较高的利用率。4)电源模块有扁平的外形,自然散热,易于在屏体上安装,并利用屏体散热。5)电源模块带APFC,减小对电网的干扰,适应电网的波动。采用集中供电方案可避免分散供电的缺点,但要求电源的可靠性更高,否则电源一旦失效会造成整屏的黑屏,而不是部分黑屏。提高电源可靠性的最积极的办法为提高变换效率,减少发热量,同时选用可靠性高的线路与器件。:..图为PFC无损吸收主电路AC/DC电路设计传统的AC/DC全波整流电路采用的是整流+电容滤波电路。这种电路是一种非线性器件和储能元件的组合,输入交流电压的波形是正弦的,但输入电流的波形发生了严重的畸变,呈脉冲状。由此产生的谐波电流对电网有危害作用,使电源输入功率因素下降。在本设计中整流电路部分采用有源功率因数校正电路(APFC),避免了上述缺点。其电路如图4所示。*8排阻12n555116小功率NPN三极管2n540116小功率PNP三极管led2563mm白发红高亮度22P2瓷片电容10uf/50v1电解电容100uf/25v2电解电容AT89C511或AT89S5140pinIc座1插89c51用:..12M1晶体74LS1541或74HC154LM78051稳压IC电源插座1稳压电源1与典型PFC主电路不同的是此电路选用了无损吸收缓冲网络。该网络降低了开关管的开关损耗,提高了其稳定性,增强了其使用寿命。它利用一组无源元件,使开关管实现了零电流开通和零电压关断,提高了电源的工作效率,且相对于其它谐振软开关电路,降低了生产成本。下面通过分析PFC主开关Q的工作过程来说明此无损吸收缓冲网络的工作原理。1)Q导通时,因为电感L2中电流不能突变,且C2、C1电压不能突变,Q中的的电流从零开始增加,缓慢上升。通过D4的电流iD4渐减。Q实现零电流开通,导通的损耗较小。2)当电流iD4减少为零时,D4进入反向恢复状态,通过电感L2的电流iL2=iL1+irD4。D4反向电流irD4的变化率受到电感L2的控制,反向恢复损耗降低。3)主电感L2中电流缓慢增加,Q上的电压uQ下降。电容C2通过D2、C1、L2、Q放电,C2上的电压uC2下降。4)当uC2下降为零时,C2中的能量完全转向C1、L2。L2中的电流饱和不变,uQ下降变为零,Q完成零电流开通过程。5)Q保持开通状态,与普通PFC电路的开关管状态相同。6)Q关断时,L2中的电流iL2通过D1流向C2,C2从零开始充电,Q实现零电压关断,关断损耗较小。二极管D2、D3使uC2最终钳位在输出电压VL。7)L2在导通时存储的能量通过D1、D2流向C1,L2逐渐复位。当L2复位后,C1中的能量通过D3输出。8)当C1两端电压变为零时,D4正向导通。Q完成零电压关断过程。9)Q保持关断状态直到开始进入新的开关循环过程。:..图4图5为Q的导通时间和关断时间Q的开关波形如图2所示;Q的实测导通时间和关断时间如图5所示(电源负载22A)。从以上分析可知此无损吸收网络具有以下几个特点。1)Q的最大工作电压等于输出电压VL。2)PFC电路的输出二极管D4的耐压是VL与电感L2的反向电压之和。3)Q中的电流上升率,即Q的开通损耗决定于电感L2两端电压和L2的电感量。4)Q两端的电压上升率,即Q的关断损耗决定于流过电容C2的电流和C2的容量。5)由于开关动作引起的存储在L2和C2中的能量最终都输出给了负载,保证了转换器的工作效率[3]。DC/DC主电路设计DC/DC主电路采用单端双正激电路。单端双正激电路相对于其它拓扑电路结构,开关管承受电压低,在控制电路设计中不必担心共态导通问题,也不会因电路不对称发生高频变压器单向偏磁,即不存在变压器饱和问题,是一种可靠性较高的电路。考虑到整机的高度不超过60mm,以及变压器工艺、安装、散热的要求,DC/DC变换采用双变压器、双输出电感结构。变压器原边并联,副边各自用一个输出电感,如图6所示。该电路的无损吸收网络不同于AC/DC部分电路所采用的无损吸收网络。它仅使开关管完成了零电压关断过程。以下以开关Q2为例(Q1与Q2变化状态相同),简述该网络的工作原理。:..图6双正激无损吸收电路1)导通过程Q1、Q2开通时,除一路电流通过Q1、T1副边、Q2外,另一路电流流过Q1、C5、L7、D10、C7、Q2形成LC振荡回路,C5、C7被充电。当A与B点之间的电压uAB等于主电路电压VDC时,由于D10的单向导电性,振荡结束。电感L7起限制C7、C5中的电流