畢業(yè)設(shè)計---遙控電子計分牌顯示端的設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　題 目： 遙控電子記分牌顯示端的設(shè)計 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書Ⅰ</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計開

2、題報告Ⅱ</p><p>　　指導(dǎo)教師審查意見Ⅲ</p><p><b>　　評閱教師評語Ⅳ</b></p><p>　　答辯記錄及成績評定Ⅴ</p><p><b>　　中外文摘要Ⅵ</b></p><p><b>　　前言Ⅶ</b><

3、;/p><p>　　1 設(shè)計任務(wù)要求與思路1</p><p>　　1.1 設(shè)計任務(wù)1</p><p>　　1.2 設(shè)計要求1</p><p>　　1.3 設(shè)計思路1</p><p><b>　　2 方案選擇3</b></p><p>　　3 硬件原理介紹

4、6</p><p>　　3.1 硬件方案設(shè)計6</p><p>　　3.2 芯片介紹7</p><p>　　3.2.1 STC89LE52芯片介紹7</p><p>　　3.2.2 MAX232芯片的介紹9</p><p>　　3.3 單片機(jī)串口通信10</p><p>　　

5、3.3.1 設(shè)計目的10</p><p>　　3.3.2 設(shè)計要求10</p><p>　　3.3.3 主要內(nèi)容10</p><p>　　3.4 單片機(jī)驅(qū)動LED顯示13</p><p>　　3.4.1 單片機(jī)驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示13</p><p>　　3.4.2 單片機(jī)驅(qū)動LED點(diǎn)陣顯示15

6、</p><p>　　3.5 擴(kuò)展部分遙控電子記分牌20</p><p>　　4 軟件設(shè)計介紹25</p><p>　　4.1 軟件設(shè)計模塊圖25</p><p>　　4.2 開發(fā)平臺和所用語言25</p><p>　　4.3 程序設(shè)計、調(diào)試與燒寫25</p><p><

7、;b>　　5 總結(jié)28</b></p><p>　　5.1 設(shè)計的收獲與體會28</p><p>　　5.2 改進(jìn)措施28</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　致謝31</b></p><p><

8、;b>　　附錄132</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　1畢業(yè)設(shè)計（論文）題目</p><p>　　遙控電子記分牌顯示端的設(shè)計</p><p>　　2畢業(yè)設(shè)計（論文）起止時間： </p><p>　　3畢業(yè)設(shè)計（論文）所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導(dǎo)老師選定部分）<

9、;/p><p>　　（1）網(wǎng)站上查找LED點(diǎn)陣方面的資料</p><p>　?。?）網(wǎng)站上有關(guān)漢字字庫讀寫方面的資料</p><p>　　4畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容</p><p>　　1、利用飛思卡爾單片機(jī)驅(qū)動LED點(diǎn)陣，完成遙控電子記分牌顯示端的設(shè)計。</p><p>　　2、畢業(yè)論文上必須包含如下內(nèi)容：中英文

10、摘要、研制目的及意義、方案選擇、基本原理介紹、硬件電路圖、硬件電路分析、軟件流程圖、軟件原理介紹、性能分析、結(jié)束語、源程序清單。</p><p>　　5畢業(yè)設(shè)計（論文）的目標(biāo)及具體要求</p><p>　　1、用飛思卡爾單片機(jī)驅(qū)動LED點(diǎn)陣，實現(xiàn)如下三種顯示方式：</p><p>　　顯示方式一：32×32顯示字體</p><p>

11、<b>　　圖 1 顯示方式一</b></p><p>　　顯示方式二：16×16字體</p><p><b>　　圖 2 顯示方式二</b></p><p>　　顯示方案三：32×32字體與16×16字體交替顯示，每屏顯示時間為1秒左右。</p><p>　　2、調(diào)試

12、好單片機(jī)的串口。將串口與計算機(jī)相連接，利用串口調(diào)試助手，發(fā)送數(shù)據(jù)，記分牌上的比賽分?jǐn)?shù)、倒計時時間、場次等數(shù)據(jù)信息都可以響應(yīng)串口的數(shù)據(jù)，信息應(yīng)能得到更新。</p><p>　　3、將漢字字庫寫入到CF卡中，并設(shè)計單片機(jī)讀寫CF卡程序（難點(diǎn)）。這樣在手持端只需要發(fā)送漢字的編碼信息，在顯示端即可采用查詢CF卡的方式顯示對應(yīng)的漢字。</p><p>　　4、實現(xiàn)漢字的上翻，下翻，左移，右移，卷頁等

13、擴(kuò)展功能。</p><p>　　6畢業(yè)設(shè)計（論文）所需的條件及上機(jī)時數(shù)</p><p>　　所需的條件：微型計算機(jī)一臺</p><p>　　飛思卡爾單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一套</p><p>　　LED點(diǎn)陣顯示屏一塊</p><p><b>　　有關(guān)電子元器件</b></p><p&g

14、t;<b>　　萬能板及少量導(dǎo)線</b></p><p>　　上機(jī)時數(shù)：（2小時）*（60天）=120小時</p><p>　　任務(wù)書批準(zhǔn)日期2010年03月10日教研室（系）主任（簽字） </p><p>　　任務(wù)書下達(dá)日期2010年03月15日指導(dǎo)老師（簽字） </p><p>　　完成任務(wù)日期201

15、0年6月10日學(xué)生（簽字） </p><p><b>　　工程技術(shù)學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計開題報告</b></p><p><b>　　一、題目來源</b></p><p><b>　　科研實踐</b></p>

16、<p><b>　　二、研究目的和意義</b></p><p>　　目前球場記分牌在傳統(tǒng)操作模式下存在的弊端：采用記分員手動翻動記分牌記分，工作方式單一，顯示信息不多，記分員必須站在記分牌旁操作，無時間顯示功能。遙控電子記分牌可實現(xiàn)如下功能：1.采用LED點(diǎn)陣顯示賽場的比賽隊名；2.通過LED數(shù)碼管顯示當(dāng)前比賽分?jǐn)?shù)；3.增加倒計時及顯示功能，使參賽隊員和觀眾了解比賽剩余時間；4

17、.擴(kuò)展無線通信模塊，實現(xiàn)遙控加減記分。</p><p>　　項目可應(yīng)用于各種室內(nèi)外體育場館的電子記分牌，用于取代傳統(tǒng)的記分員手動翻動記分牌的工作模式。由于LED顯示屏是目前公共場所中信息發(fā)布的主要載體，因此該系統(tǒng)也可拓展使用到會展中心、廣場、銀行、商場等公共場所及車站，機(jī)場等交通運(yùn)輸行業(yè)。尤其是一些發(fā)布數(shù)據(jù)并需要經(jīng)常手動更新的領(lǐng)域。目前大部分LED顯示屏不具備遙控更新數(shù)據(jù)的功能，因此研究該項目具有廣泛的市場前景和

18、重要的研究意義。</p><p>　　三、閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱</p><p>　　[1]《MCS51單片機(jī)實用接口技術(shù)》 李華 北航出版社</p><p>　　[2]《單片機(jī)原理與應(yīng)用》 朱月秀 科學(xué)出版社</p><p>　　[3]智能化測量控制儀表原理與設(shè)計（第二版） 徐愛鈞 北航出版社</p><p>

19、;　　[4] MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用 康維新 輕工業(yè)出版社</p><p>　　四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向</p><p>　　目前很多地區(qū)仍然在使用傳統(tǒng)的電子記分牌，工作方式單一，顯示信息不多，記分員必須站在記分牌旁操作，無時間顯示功能，由于種種弊端，新型的遙控電子記分牌已經(jīng)開始在一些大型的體育場流行起來，并且發(fā)展速度迅猛。遙控電子記分牌實現(xiàn)遙控加減計分，并且

20、增加了許多功能，能讓運(yùn)動員和觀眾們了解更多的信息，將會受到更多體育場合的親昵，并會逐漸取代傳統(tǒng)的電子記分牌。</p><p>　　五、主要研究內(nèi)容、需要研究的關(guān)鍵問題及解決思路</p><p>　　任務(wù)：在設(shè)計中需要完成如下任務(wù)：</p><p><b>　　1.記分員手持端；</b></p><p>　　a.單片機(jī)鍵盤

21、掃描；</p><p>　　b.單片機(jī)驅(qū)動LCD的顯示；</p><p>　　c.單片機(jī)與射頻模塊間的串口通信；</p><p><b>　　2.記分牌顯示終端</b></p><p>　　d. 單片機(jī)驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示；</p><p>　　e. 單片機(jī)驅(qū)動LED點(diǎn)陣顯示參賽隊名；</p

22、><p>　　f. 單片機(jī)與射頻模塊間的串口通信。 </p><p>　　根據(jù)以上任務(wù)，學(xué)生需要學(xué)習(xí)的知識涵蓋了模擬電子線路、數(shù)字電子線路和單片機(jī)原理與應(yīng)用等理論知識。學(xué)生不僅需要學(xué)習(xí)使用keil uVision3編寫和調(diào)試單片機(jī)程序，而且需要設(shè)計LCD、LED及無線模塊等驅(qū)動電路，并調(diào)試整個系統(tǒng)。</p><p><b>　　解決思路：</b>&

23、lt;/p><p>　　設(shè)計計劃分三個階段：a.設(shè)計基礎(chǔ)部分設(shè)計與實現(xiàn)；b.設(shè)計綜合部分組裝與調(diào)試；c.設(shè)計擴(kuò)展部分的設(shè)計與實現(xiàn)。</p><p>　　a.基礎(chǔ)部分，分四部分完成：</p><p>　　一：單片機(jī)鍵盤掃描部分。</p><p>　　二：單片機(jī)串口通信部分。</p><p>　　三：單片機(jī)驅(qū)動LCD顯示部分。

24、</p><p>　　四：單片機(jī)驅(qū)動LED顯示部分。</p><p>　　b.綜合部分，一次性完成：</p><p>　　五：電子記分牌綜合部分---綜合基礎(chǔ)部分中的各個模塊，實現(xiàn)電子記分牌的功能。</p><p>　　c.擴(kuò)展部分，遙控電子記分牌</p><p>　　六：在綜合部分的基礎(chǔ)上，增加無線射頻模塊，實現(xiàn)遙控

25、功能。</p><p>　　六、完成畢業(yè)設(shè)計所必須具備的工作條件及解決方法</p><p>　　七、工作的主要階段、進(jìn)度與時間安排</p><p><b>　　八、指導(dǎo)教師審查意</b></p><p>　　工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)教師審查意見</p><p>　　注：（此頁不夠，請轉(zhuǎn)反面

26、）</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱教師評語</p><p>　　注：（此頁不夠，請轉(zhuǎn)反面）</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯記錄及成績評定</p><p>　　遙控電子記分牌顯示端的設(shè)計</p><p>　　[摘要]在當(dāng)今社會隨著物質(zhì)生活的提高，人們對精神文化的需求也越來越高。球類競技就是其中非常重要

27、的一個方面，因此對其相關(guān)的設(shè)備也提出了更高的要求，在各項比賽運(yùn)動中，記分牌能夠提供很多重要的信息，比如比賽的隊伍，比賽的分?jǐn)?shù)變化和倒計時等信息。有效的提取記分牌分值的信息對于分析比賽有著非常重要的作用。</p><p>　　本設(shè)計用STC89LE52RC單片機(jī)實現(xiàn)了最新的比賽計時記分系統(tǒng)，此計時記分系統(tǒng)不僅具有軟件設(shè)定比賽總時間并實現(xiàn)總時間的倒計時以及比賽隊伍的名稱，該系統(tǒng)采用按鍵操作、LED點(diǎn)陣和數(shù)碼管顯示，分

28、別對軟件和硬件進(jìn)行調(diào)試，最終達(dá)到了軟件和硬件的良好結(jié)合。該設(shè)計采用模塊化的設(shè)計，程序結(jié)構(gòu)簡單，且電路操作簡單，電路制作費(fèi)用低廉，經(jīng)過設(shè)計試用，電路工作性能穩(wěn)定，記分顯示效果良好，特別適合廠礦企業(yè)、學(xué)校及鄉(xiāng)鎮(zhèn)運(yùn)動球場和各種室內(nèi)外體育場館的電子記分牌。此外，用此遙控編碼、解碼集成電路和單片機(jī)組合也可設(shè)計擴(kuò)展制作許多實用電路。</p><p>　　該設(shè)計特點(diǎn)是采用模塊化的設(shè)計。其優(yōu)點(diǎn)是：每個模塊的程序結(jié)構(gòu)簡單，任務(wù)明確

29、，易于編寫，調(diào)試和修改。程序可讀性好，對程序的修改可局部進(jìn)行，其他部分可保持不變。這里所設(shè)計的籃球比賽系統(tǒng)，也可以加以修改，用于其他比賽系統(tǒng)或其他用倒計時的系統(tǒng)中。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]：電子記分；單片機(jī)；串口通信；動態(tài)顯示；字庫代碼</p><p>　　Design Of Remote Control Electron Scoreboard Demonstration End&

30、lt;/p><p>　　Student: Li Ming, Information Department</p><p>　　Supervisor: Wei Yong, Yangtze University</p><p>　　[abstract] In now society along with the improved standard of material

31、 life，the people pay a more attention to the spiritual and cultural life aspect. Ball games athletics is a very important aspect, Therefore setting a higher request to its related equipment, In each competition, The scor

32、eboard can supply the important information For instance competition's troop，competition's score change and countdown and so on .The effective extraction scoreboard's information is very important to Analysis

33、 c</p><p>　　This design uses the monolithic integrated circuit of STC89LE52RC, has realized the newest timed and scored system in the competition .This system has the function of software design the total ti

34、me, but also can show the countdown and the competition troop's name, This system uses the pressed key operation, LED lattice and nixietube to demonstrate, Separately carries on the debugging to the software and the

35、hardware, Has achieved the software and hardware's good union finally. This design uses m</p><p>　　This design feature is uses modular design .Its merit: each module's program structure is simple, th

36、e duty is clear, Easy to compile, Debugging and modify .The procedure readability is good, modifying the procedure could star to the part, other parts could be invariable. This system could be revised uses in other compe

37、titions.</p><p>　　[Keywords]The Electron Records Points；Monolithic Integrated Circuit; Serial Port Correspondence; Dynamic Demonstration; Fonts Cod</p><p><b>　　前言</b></p>&l

38、t;p><b>　　1.目的</b></p><p>　?。?）了解STC89LE52的基本原理與應(yīng)用；</p><p>　?。?）熟悉串行通信原理；</p><p>　?。?）掌握單片機(jī)驅(qū)動LED顯示的原理；</p><p>　?。?） 鑒于目前傳統(tǒng)記分牌的諸多弊端來設(shè)計一個功能完善，操作簡單的，適宜廣泛推廣的電

39、子記分牌。</p><p>　　2.項目工程背景及意義</p><p>　　目前傳統(tǒng)的球場記分牌采用記分員手動翻動記分牌記分，存在一些弊端，工作方式單一，顯示信息不多；記分員必須站在記分牌旁操作；無時間顯示功能。而一些大型的體育場 的比賽計時器的設(shè)計大都比較的復(fù)雜，所用芯片太多，造成整體的價格提高，而且軟件設(shè)計比較的復(fù)雜。導(dǎo)致性價比不是很高，很難得到廣泛的推廣。本設(shè)計采用STC8

40、9LE52單片機(jī)作為核心部件，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、實用性強(qiáng)、操作簡便、具有低功耗，可靠性，安全性以及低成本等特點(diǎn)，該設(shè)計方案完全滿足籃球計分器的設(shè)計要求。本遙控電子記分牌可實現(xiàn)如下功能：1.采用LED點(diǎn)陣顯示賽場的比賽隊名；2.通過LED數(shù)碼管顯示當(dāng)前比賽分?jǐn)?shù)；3.增加倒計時及顯示功能，使參賽隊員和觀眾了解比賽剩余時間。</p><p>　　項目應(yīng)用于各種室內(nèi)外體育場館的電子記分牌此電路制作簿單、容易，制作魘需費(fèi)用

41、低廉，電路工作性能穩(wěn)定、可靠。在一般球類體育競賽中，用此無線遙控電子記分電路，可以1人同時兼管兩職，即裁判員翻記分員。在廠礦企照、學(xué)校及鄉(xiāng)鎮(zhèn)運(yùn)凌球場安裝此無線遙控電子記分電路可在一定程度上提高球場的檔次。同時，由于LED顯示屏是目前公共場所中信息發(fā)布的主要載體，因此具有遙控數(shù)據(jù)更新功能的電子顯示屏該系統(tǒng)也可拓展使用到會展中心、廣場、銀行、商場等公共場所及車站，機(jī)場等交通運(yùn)輸行業(yè)。另一方面，該系統(tǒng)中所涉及的短距離無線通信技術(shù)目前在各種領(lǐng)域

42、應(yīng)用廣泛：比如家庭、工廠與倉庫的自動化控制，安全監(jiān)視、保健監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)視，軍事行動、消防隊員操作指揮，貨單自動更新、庫存實時跟蹤以及游戲和互動式玩具等方面的低速應(yīng)用，以及用于連接下一代便攜式消費(fèi)電器和通信設(shè)備等方面的高速應(yīng)用。</p><p>　　因此研究該項目具有廣泛的市場前景和重要的工程意義</p><p>　　遙控電子記分牌顯示端的設(shè)計</p><p>　　1

43、 設(shè)計任務(wù)要求與思路</p><p><b>　　1.1 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計并制作一個用于比賽的記分器，能顯示比賽時間，并顯示比賽比分，能實現(xiàn)每次加、減分和時間修改操作。單片機(jī)是把主要計算機(jī)功能部件都集成在一塊芯片上的微型計算機(jī)。它是一種集計數(shù)和多接口于一體的微控制器，被廣泛應(yīng)用在智能產(chǎn)品和工業(yè)自動化上</p><p&g

44、t;　　本次畢業(yè)設(shè)計的主要任務(wù)是設(shè)計一個籃球比賽記分牌，包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。硬件設(shè)計的主要任務(wù)是：LED數(shù)碼管顯示、LED點(diǎn)陣顯示、串口通信的設(shè)計以及輔助功能的設(shè)計。軟件設(shè)計包括：加減記分和倒計時的實現(xiàn)等。本文主要介紹了單片機(jī)實現(xiàn)記分牌的整個設(shè)計流程，采用C語言編寫程序。本課題選擇STC89LE52單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計了日常比賽中用到的比賽記分牌。設(shè)計同時引用MAX232專用LED驅(qū)動芯片，解決了多位LED數(shù)碼管同時顯示的問題

45、，硬件結(jié)構(gòu)緊湊，成本低。該單片機(jī)比賽記分牌可適應(yīng)不同競賽規(guī)則，通過按鍵修改每個設(shè)置。運(yùn)行可靠，具有一定的使用價值和競爭價值。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計要求</b></p><p>　?。ㄒ唬┎捎脝纹瑱C(jī)控制，響應(yīng)迅速，判別精確[15]；主控臺面上有按鍵控制，可同時對比賽時的分?jǐn)?shù)顯示進(jìn)行加分減分，能顯示整個賽程的比賽倒計時，暫停時間和參賽的隊伍名稱。&l

46、t;/p><p>　?。ǘ┰诒荣惖倪^程中能夠隨時刷新各隊在整個賽程中的比分，通過按鍵輸入比分，顯示在LED數(shù)碼管和點(diǎn)陣上。</p><p>　　（三）具有開始、暫停功能。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計思路</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計任務(wù)與要求，設(shè)計思路如下：</p><p>

47、　　系統(tǒng)采用STC89LE52單片機(jī)軟件方法來實現(xiàn)。設(shè)計出比賽記分、計時系統(tǒng)，能實現(xiàn)兩隊比分的加分、減分（防誤操作）等各種顯示效果；其控制系統(tǒng)的模塊有：LED數(shù)碼管顯示記分與倒計時模塊、LED點(diǎn)陣顯示比賽隊伍名稱模塊。</p><p>　　程序由延時函數(shù)、顯示函數(shù)、主函數(shù)、中斷函數(shù)、按鍵掃描函數(shù)等組成，主函數(shù)中調(diào)用顯示函數(shù)顯示時間、比分并調(diào)用延時函數(shù)，比分與時間相互切換進(jìn)而實現(xiàn)籃球比分。</p>&

48、lt;p><b>　　2 方案選擇</b></p><p>　　方案論證：本設(shè)計的內(nèi)容為設(shè)計一個具有遙控功能的電子記分牌。</p><p>　　目前傳統(tǒng)的球場記分牌存在如下弊端：采用記分員手動翻動記分牌記分，工作方式單一，顯示信息不多；記分員必須站在記分牌旁操作；無時間顯示功能。遙控電子記分牌可實現(xiàn)如下功能：1.采用LED點(diǎn)陣顯示賽場的比賽隊名；2.通過LED

49、數(shù)碼管顯示當(dāng)前比賽分?jǐn)?shù)；3.增加倒計時及顯示功能，使參賽隊員和觀眾了解比賽剩余時間；4.擴(kuò)展無線通信模塊，實現(xiàn)遙控加減記分。</p><p>　　為了實現(xiàn)以上功能，可選擇如下三種設(shè)計方案：</p><p>　　方案一：手持端與顯示端采用有線加無線的方式連接。</p><p>　　如上圖所示：手持端與顯示端采用有線加無線的方式連接。即：筆記本電腦與控制LED點(diǎn)陣的單片

50、機(jī)采用有線的方式進(jìn)行連接，在比賽前參賽隊伍名稱等內(nèi)容可以由運(yùn)行在筆記電腦上的軟件進(jìn)行修改。而在比賽的過程中，參賽隊伍的比賽分?jǐn)?shù)，場次，時間等信息均用數(shù)碼管來顯示，數(shù)碼管由運(yùn)行于顯示端的另一塊單片機(jī)來控制，該單片機(jī)的顯示參數(shù)可以由無線的手持端來遙控設(shè)置。</p><p>　　方案二：手持端與顯示端采用無線的方式連接。</p><p>　　如方案二圖所示：手持端與顯示端采用無線的方式連接。即：

51、手持端不僅用于修改比賽隊伍的分?jǐn)?shù)，場次，時間等信息，而且用于設(shè)置參賽隊伍名稱。其功能均由一塊單片機(jī)來實現(xiàn)。在記分牌的顯示端，用一塊單片機(jī)來控制LED點(diǎn)陣和LED數(shù)碼管，其顯示的參數(shù)均由手持端進(jìn)行遙控設(shè)置。</p><p>　　方案三：手持端采用觸摸屏，增加漢字輸入法，具有輸入任意參賽隊伍名的功能。</p><p>　　如方案三結(jié)構(gòu)圖所示：在方案二的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。顯示端結(jié)構(gòu)不變，手持端的控

52、制器由單片機(jī)改為ARM9芯片，其輸入裝置也由矩陣鍵盤改為觸摸屏。增加漢字輸入法的功能。</p><p>　　分析以上三種方案：方案一采用有線與無線相結(jié)合的連接方式，每次比賽前需要提前使用筆記本與記分牌顯示端進(jìn)行有線連接，將參賽隊伍的名稱輸入到記分牌中去。在比賽的過程中，參賽隊伍的比賽分?jǐn)?shù)，場次，時間等信息參數(shù)可以由無線的手持端來遙控設(shè)置。其優(yōu)點(diǎn)是參賽隊伍的名稱可以隨意修改，其缺點(diǎn)是比賽時需要與計算機(jī)連接，操作比較

53、麻煩。</p><p>　　方案二切實可行，實驗室能夠提供開發(fā)板等裝置完成該設(shè)計。手持端與顯示端采用無線模塊來進(jìn)行通信。唯一的缺憾是在設(shè)置參賽隊伍的名稱時，需要事先在手持端的程序中將可能的參賽隊伍名都考慮周到。如果在比賽時，遇到事先沒有預(yù)設(shè)的參賽隊伍，我們可以通過完善單片機(jī)的程序，用英文輸入法將參賽隊伍名用拼音字母的形式表示出來。由于用單片機(jī)做漢字輸入法非常繁瑣，因此如果要實現(xiàn)用手持端輸入任意名稱的參賽隊名，則顯

54、得力不從心。</p><p>　　方案三，在方案二的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。手持端的控制器由單片機(jī)改為ARM9芯片，其輸入裝置也由矩陣鍵盤改為觸摸屏，這樣可以通過使用QT等軟件編寫漢字輸入法的功能的程序，借助操作系統(tǒng)強(qiáng)大的功能，進(jìn)一步完善該系統(tǒng)的功能。但考慮到該方案投入比較大，ARM9開發(fā)難度較高，因此不適合作為單片機(jī)的實驗?？梢钥紤]在后續(xù)的嵌入式課程設(shè)計中選擇此方案，繼續(xù)完善該設(shè)計。</p><p&

55、gt;　　綜合以上三種方案，最后采取方案二。</p><p><b>　　3 硬件原理介紹</b></p><p>　　3.1 硬件方案設(shè)計</p><p>　　圖4 遙控電子記分牌顯示端的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　顯示端的設(shè)計主要由下面幾個部分組成：無線通信模塊（接受）、單品機(jī)驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示比賽分?jǐn)?shù)、單片

56、機(jī)驅(qū)動LED點(diǎn)陣顯示比賽的隊伍名稱。</p><p>　　圖5 遙控電子記分牌顯示端的電路框圖</p><p>　　顯示端的設(shè)計主要內(nèi)容是：無線通信模塊把接受到的數(shù)據(jù)交給STC89LE52單品機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后經(jīng)過MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，進(jìn)而送到STC89LE52單片機(jī)進(jìn)行處理最后送到LED數(shù)碼管和LED點(diǎn)陣進(jìn)行顯示。</p><p>　　由結(jié)構(gòu)圖與電路框圖可以

57、知道記分牌顯示終端的設(shè)計有以下兩個部分：</p><p>　　1.單片機(jī)串口通信（接受）</p><p>　　2.單片機(jī)驅(qū)動LED顯示</p><p>　　從結(jié)構(gòu)圖和電路框圖中可以知道顯示端的設(shè)計主要用了STC89LE52和MAX232芯片。</p><p><b>　　3.2 芯片介紹</b></p>

58、<p>　　3.2.1 STC89LE52芯片介紹</p><p>　　圖6 STC89LE52單片機(jī)實物圖</p><p>　　圖7 STC89LE52單片機(jī)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　STC89LE52單片機(jī)使用注意事項：</p><p>　　1. P1.0與P1.1盡量留一個口不用，因為上電復(fù)位時如果P1.0/P1.1=

59、0/0，則跑ISP程序，而不運(yùn)行用戶程序；</p><p>　　2.下載用戶程序時，必須將P1.0,P1.1短接到地，發(fā)下載命令，然后再給單片機(jī)上電；</p><p>　　3.P1口當(dāng)中不做A/D轉(zhuǎn)換的I/O口，盡量不用，要用，也盡量做為輸入口用，不要作為輸出口用；</p><p>　　4.復(fù)位要用MAX810R復(fù)位電路才可靠；</p><p&g

60、t;　　5.在XTAL2腳串一個200歐姆左右電阻。</p><p>　　3.2.2 MAX232芯片的介紹</p><p>　　圖8 MAX232電平轉(zhuǎn)換原理圖</p><p>　　1.max232簡介</p><p>　　該產(chǎn)品是由德州儀器公司（ TI）推出的一款兼容RS232 標(biāo)準(zhǔn)的芯片。由于電腦串口rs232 電平是-10v +1

61、0v ，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是TTL電平0 +5v,ma x232 就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2 驅(qū)動器、2 接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F 電平[5]。</p><p>　　該器件符合TIA/EIA-232-F 標(biāo)準(zhǔn)，每一個接收器將TIA/EIA-232-F 電平轉(zhuǎn)換成5-V TTL/CMOS 電平。每一個發(fā)送器將TTL/CMOS 電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-

62、F 電平。</p><p><b>　　2.主要特點(diǎn)</b></p><p>　　1、單5V 電源工作</p><p>　　2、兩個驅(qū)動器及兩個接收器</p><p>　　3、±30V 輸入電平</p><p>　　4、低電源電流：典型值是8mA</p><p>

63、　　5、符合甚至優(yōu)于ANSI 標(biāo)準(zhǔn)EIA/TIA-232-E 及ITU 推薦標(biāo)準(zhǔn)V.28</p><p>　　3.3 單片機(jī)串口通信</p><p>　　3.3.1 設(shè)計目的</p><p>　　通過本模塊設(shè)計了解實現(xiàn)串行通信的硬件環(huán)境、數(shù)據(jù)格式的協(xié)議、數(shù)據(jù)交換的協(xié)議，學(xué)習(xí)串口通信中斷方式的程序編寫方法，掌握單片機(jī)串行口簡易三線式通信的實現(xiàn)方法。</p&g

64、t;<p>　　3.3.2 設(shè)計要求</p><p>　　利用單片機(jī)串行口，實現(xiàn)與一臺計算機(jī)串行口之間的通信。計算機(jī)上運(yùn)行串口調(diào)試助手，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互傳，要求計算機(jī)傳給單片機(jī)的數(shù)據(jù)能夠用數(shù)碼管顯示，單片機(jī)傳給計算機(jī)的數(shù)據(jù)能夠通過軟件界面顯示。</p><p>　　3.3.3 主要內(nèi)容</p><p>　　51單片機(jī)有一個全雙工的串行通訊口[7]，所以單

65、片機(jī)和電腦之間可以方便地進(jìn)行串口通訊。進(jìn)行串行通訊時要滿足一定的條件，比如電腦的串口是RS232電平的，而單片機(jī)的串口是TTL電平的，兩者之間必須有一個電平轉(zhuǎn)換電路，我們采用了專用芯片MAX232進(jìn)行轉(zhuǎn)換，雖然也可以用幾個三極管進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，但是還是用專用芯片更簡單可靠。我們采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的9針串口只連接其中的3根線：第5腳的GN、D第2腳的RXD、第3腳的TXD。這是最簡單的連接方法，但是對我們來說已經(jīng)足夠使用了

66、，電路如下圖所示，MAX232的第10腳和單片機(jī)的11腳連接，第9腳和單片機(jī)的10腳連接，第15腳和單片機(jī)的20腳連接。實驗室所提供的51單片機(jī)實驗板上已經(jīng)裝配好了全部硬件。</p><p>　　圖9 TTL與MAX232電平轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　可以到網(wǎng)絡(luò)上下載并運(yùn)行這個串口調(diào)試軟件，這是一個綠色的軟件，無需安裝，可以直接在當(dāng)前位置運(yùn)行這個軟件。軟件界面如下圖6所示，我們先要設(shè)

67、置一下串口通訊的參數(shù)，將波特率調(diào)整為9600,串口選擇為COM1，當(dāng)然將實驗室提供的51單片機(jī)實驗板的串口也要和電腦的COM1連接，將燒寫有以下程序的單片機(jī)插入單片機(jī)實驗板的萬能插座中，并接通51單片機(jī)實驗板的電源，這時只要按下K1一次，在串口調(diào)試助手軟件的接收區(qū)界面中就會增加一個“AF”字符，表示單片機(jī)向電腦發(fā)送“AF”字符成功。</p><p>　　圖10 串口調(diào)試助手界面</p><p

68、>　　串口通信部分的源程序中的中斷程序如下所示：</p><p>　　/--------------------中斷服務(wù)程序--------------------</p><p>　　void serial() interrupt 4 //OK清零查詢，GET讀數(shù)查詢</p><p><b>　　{</b></p>

69、<p>　　if(RI)//interrupt successfully##########################---PC---->MCU發(fā)送數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char ch;</p><p><b>　　ch=0;</b&

70、gt;</p><p><b>　　RI = 0;</b></p><p><b>　　ch=SBUF;</b></p><p>　　RxBuf[count]=ch;</p><p><b>　　count++;</b></p><p>　　if(co

71、unt>32)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　count=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((ch=='\n')&&(RxBuf[count-2]==

72、9;\r'))</p><p>　　{ RxBuf[count]='\0';</p><p><b>　　count=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>&

73、lt;b>　　else </b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　TI=0;//onceitinterrupted ,clear the flag!!---MCU---->PC發(fā)送數(shù)據(jù)</p><p>　　transmitONE(RxBuf[0]);</p><p&g

74、t;　　transmitONE(RxBuf[1]);</p><p>　　transmitONE(RxBuf[2]);</p><p>　　transmitONE(RxBuf[3]);</p><p>　　transmitONE(RxBuf[4]);</p><p>　　transmitONE(RxBuf[5]);</p>&l

75、t;p>　　transmitONE(RxBuf[6]);</p><p>　　transmit(end);</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　在以上串口中斷的子程序中,我們設(shè)置了一個判斷條件,如果單片機(jī)處于收到來自外部的串口

76、中斷的狀態(tài),則跳轉(zhuǎn)到接受數(shù)據(jù)狀態(tài),反之,如果狀態(tài)為發(fā)送數(shù)據(jù),則工作在發(fā)送多個字節(jié)的狀態(tài)。通過以上研究設(shè)計，已經(jīng)成功地實現(xiàn)了單片機(jī)與計算機(jī)串口數(shù)據(jù)的互發(fā)數(shù)據(jù)功能。</p><p>　　3.4 單片機(jī)驅(qū)動LED顯示</p><p>　　該模塊分為兩部分內(nèi)容，一部分為單片機(jī)驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示，另一部分為單片機(jī)驅(qū)動LED點(diǎn)陣顯示。</p><p>　　3.4.1 單片

77、機(jī)驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示</p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，普遍使用成本低廉、配置靈活的數(shù)碼管（LED）做顯示器。常用的為4～8位八段LED數(shù)碼管顯示器，即需要4～8個LED數(shù)碼管。實現(xiàn)這種顯示的方法很多，但是，必須采用相應(yīng)的措施才能實現(xiàn)多個LED的顯示。本部分利用了動態(tài)掃描的方法，利用該方法設(shè)計的多路LED數(shù)碼管顯示系統(tǒng)具有硬件設(shè)備簡單，可移植性好，成本低廉的特點(diǎn)，在各種儀表顯示系統(tǒng)中應(yīng)用效果良好。<

78、/p><p>　　多位LED顯示時，常將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個8位I／O口控制，而共陰極點(diǎn)或共陽極點(diǎn)分別由另一個8位I／O口控制；也可采用并行擴(kuò)展口構(gòu)成顯示電路，通常，需要擴(kuò)展器件管腳的較多，價格較高。本部分利用單片機(jī)的一個并行I／O口實現(xiàn)多個LED顯示的簡單方法，圖11所示是該電路的硬件原理圖。其中，74LS138是3線－8線譯碼器，74LS04是6位非門，起反向驅(qū)動作用，LED采用SM110561K型共

79、陽極數(shù)碼管。</p><p>　　圖11 LED動態(tài)掃描電路圖</p><p>　　顯示時，其顯示數(shù)據(jù)從STC89LE52RC單片機(jī)的P1口輸出送往寄存器74LS254的A端，然后驅(qū)動后將變成的并行數(shù)據(jù)從輸出端Q0～Q7輸出，將輸出的LED段選碼同時送往數(shù)碼管LED0～LED10。位選碼由單片機(jī)的P20～P24口輸出并經(jīng)譯碼器74LS138送往74LS04非門的輸入端，以對數(shù)碼管LED0

80、～LED10進(jìn)行位選控制，這樣，11個數(shù)碼管便以10ms的時間間隔輪流顯示。由于人眼的殘留效應(yīng)，這11個數(shù)碼管看上去幾乎是同時顯示。</p><p>　　LED的驅(qū)動子如下：程序</p><p>　　/************************數(shù)碼管顯示*************************/</p><p>　　void LED_SHOW()

81、 </p><p>　　{ int i;</p><p>　　for(i=0;i<12;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=tab2[i];//8位循環(huán)顯示，考慮數(shù)碼管點(diǎn)的位置</p><p>　　P1=led[tab[i]];//數(shù)碼管段顯&l

82、t;/p><p>　　if((i==8)&&(dot==0))</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1&=0x7f;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　delay(1

83、0);</p><p>　　//delay(1);//時間不能太短，否則閃爍</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　根據(jù)本部分的要求，我們需要用LED顯示11個數(shù)字，其代表的數(shù)據(jù)如下：第0～2數(shù)碼管顯示甲隊的得分；3～5數(shù)碼管顯示乙隊

84、的得分；6數(shù)碼管顯示當(dāng)前的比賽場次；7～10數(shù)碼管顯示倒計時的時間。只要連接好硬件電路，編寫好軟件程序，LED數(shù)碼管驅(qū)動模塊可以很快完成。</p><p>　　3.4.2 單片機(jī)驅(qū)動LED點(diǎn)陣顯示</p><p>　　為了更加方便快捷地顯示各種實時信息，LED點(diǎn)陣顯示屏已經(jīng)慢慢融入了我們的生活。晚上街頭色彩絢麗的電子廣告牌,酒店門前醒目的滾動字幕，大型商場車站的電子屏提示標(biāo)語，銀行證券交

85、易所及交通路況等反映實時信息的顯示屏。本模塊中是采用一片STC89LE52RC單片機(jī)為核心器件， 16塊8×8 LED點(diǎn)陣數(shù)碼管以及其他一些中規(guī)模集成芯片進(jìn)行設(shè)計的，能實現(xiàn)不同字體的左右滾動及靜止顯示功能，并能調(diào)節(jié)其滾動速度。本設(shè)計實用性強(qiáng)，操作簡單。</p><p><b>　　1.方案論證</b></p><p><b>　?。?）顯示部分&

86、lt;/b></p><p>　　顯示部分是本次研究最核心的部分，對于LED8×8點(diǎn)陣顯示有以下兩種方案，分為動態(tài)顯示子程序和靜態(tài)顯示子程序，動態(tài)顯示與靜態(tài)顯示比較各有優(yōu)缺。</p><p>　　方案一：靜態(tài)顯示，將一幀圖像中的每一個二極管的狀態(tài)分別用0 和1 表示,若為0 ,則表示LED 無電流,即暗狀態(tài);若為1 則表示二極管被點(diǎn)亮。若給每一個發(fā)光二極管一個驅(qū)動電路,一幅

87、畫面輸入以后,所有LED 的狀態(tài)保持到下一幅畫。對于靜態(tài)顯示方式方式,靜態(tài)顯示的亮度高，占用CPU的時間短，但它所需的譯碼驅(qū)動裝置很多,引線多而復(fù)雜,成本高,且可靠性也較低。</p><p>　　方案二：動態(tài)顯示，對一幅畫面進(jìn)行分割,對組成畫面的各部分分別顯示,是動態(tài)顯示方式。動態(tài)顯示可以避免靜態(tài)顯示的問題，但設(shè)計上如果處理不當(dāng),易造成亮度低,閃爍。因此合理的設(shè)計應(yīng)既保證驅(qū)動電路易實現(xiàn),又要保證圖像穩(wěn)定,無閃爍[

88、14]。動態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動態(tài)掃描顯示方式, 復(fù)用的程度不是無限增加的, 因為利用動態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實質(zhì)是利用了人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時間的長短, 發(fā)光的亮度等因素。我們通過模塊發(fā)現(xiàn), 當(dāng)掃描刷新頻率(發(fā)光二極管的停閃頻率) 為50Hz, 發(fā)光二極管導(dǎo)通時間大于或等于1m s 時, 顯示亮度較好, 無閃爍感。 </p><p>　　鑒于上述原因, 我們采用方案二。</p&

89、gt;<p><b>　　（2）芯片選擇</b></p><p>　　方案一：點(diǎn)陣的行列掃描全部選用單片機(jī)的I/O口來驅(qū)動，占用大量I/O資源。</p><p>　　方案二：點(diǎn)陣行掃描用單片機(jī)I/O口，列掃描用74HC154地址譯碼器，譯碼器只需二個I/O口控制，這樣就可以剩余更多的I/O資源做其他事情。</p><p>　　綜合

90、比較，我們采用方案二。</p><p><b>　　8×8點(diǎn)陣數(shù)碼管：</b></p><p>　　8×8 點(diǎn)陣LED的工作原理:只要其對應(yīng)的X、Y軸順向偏壓，即可使LED發(fā)亮。例如，想使左上角LED點(diǎn)亮，則X0=1,Y0=0即可,實際應(yīng)用時限流電阻可以放在X軸或Y軸。</p><p>　　圖12 8×8點(diǎn)陣LE

91、D外觀及引腳</p><p>　　2.系統(tǒng)的仿真圖如下</p><p>　　圖13 LED點(diǎn)陣及LED數(shù)碼管在PROTEUS下的仿真圖</p><p>　　LED點(diǎn)陣顯示屏采用16×16共256個象素的點(diǎn)陣顯示一個漢字，通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點(diǎn)陣的引腳分布。本部分中16×16點(diǎn)陣塊的連線方式如下所述：將四個點(diǎn)陣按照同樣的方向

92、排列，即有字一面向著同一方向，假設(shè)四個點(diǎn)陣的排列方式為： </p><p><b>　　00 01 </b></p><p><b>　　10 11 </b></p><p>　　說明：將00與01的行控制線一對一連接，10和11的行控制線一對一連接；00與10的列控制線一對一連接，01和11的列控制線一對一連接；最后

93、，00和01的16根列控制線就是16x16的列控制線；00和10的行控制線就是16x16的行控制線。</p><p><b>　　3.系統(tǒng)工作原理</b></p><p>　　單片機(jī)STC89LE52RC按照設(shè)定的程序在P0和P2接口輸出與內(nèi)部漢字對應(yīng)的代碼電平送至LED點(diǎn)陣的行選線(高電平驅(qū)動)，從而選中相應(yīng)的象素LED發(fā)光，并利用人眼的視覺暫留特性合成整個漢字的顯

94、示。</p><p>　　4.漢字的點(diǎn)陣顯示原理及字庫代碼獲取方法</p><p>　　我們以UCDOS中文宋體字庫為例，每一個字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國標(biāo)漢字庫中的每一個字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個點(diǎn)理解為一個象素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256象素范圍內(nèi)的任何圖形。若采用STC89LE52RC單片機(jī)控制，由于

95、單片機(jī)的總線為8位，一個字需要拆分為2個部分，下圖所示：</p><p>　　圖14 漢字點(diǎn)陣顯示原理</p><p>　　為了弄清楚漢字的點(diǎn)陣組成規(guī)律，首先通過列掃描方法獲取漢字的代碼。漢字可拆分為上部和下部，上部由8×16點(diǎn)陣組成，下部也由8×16點(diǎn)陣組成。本設(shè)計通過列掃描方法首先顯示左上角的第一列的上半部分，即第0列的P07～P00口，方向為P07到P00，顯示

96、漢字“大”時，由下往上排列為P07滅，P06滅,P05亮,P04滅,P03滅,P02滅,P01滅,P00滅，即二進(jìn)制00100000，轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制為20h。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，還是由下往上掃描，即從P20向P27，從圖11可以看到，這列全不亮，即為00000000，十六進(jìn)制為00h。依照這個方法轉(zhuǎn)向第二列、第三列，…，直至第十六列的掃描，一共掃描32個8位，可以得出漢字“大”的掃描代碼為：</p>

97、<p>　　0x20,0x00,0x20,0x80,0x20,0x40,0x20,0x20,</p><p>　　0x20,0x10,0x20,0x0C,0xA0,0x03,0x7F,0x00,</p><p>　　0xA0,0x01,0x20,0x06,0x20,0x08,0x20,0x30,</p><p>　　0x20,0x60,0x20,0xC0

98、,0x20,0x40,0x00,0x00,</p><p>　　由這個原理可以看出，無論顯示何種字體或圖像，都可以用這個方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。</p><p>　　上述方法雖然能夠讓我們弄清楚漢字點(diǎn)陣代碼的獲取過程，但是依靠人工方法獲取漢字代碼是一件非常繁瑣的事情。為此，我們經(jīng)常采用字庫軟件查找字符代碼，軟件打開后輸入漢字，設(shè)置字體樣式大小和取模方式及取模走向，點(diǎn)擊“生

99、成字?！笔M(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動生成，把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)制到程序中即可。注：本設(shè)計取模方式為列掃描，取模走向為低位在前，字體為華文新魏，陽端IO口行驅(qū)動順序由上往下：P00-P07,P20-P27。</p><p>　　漢字點(diǎn)陣顯示一般有點(diǎn)掃描、行掃描和列掃描3種。為了符合視覺暫留要求，點(diǎn)掃描方法的掃描頻率必須大于16×64=1024 Hz，周期小于1 ms即可。行掃描和列掃描方法的掃描頻率

100、必須大于16×8=128 Hz，周期小于7.8 ms即可，但是一次驅(qū)動一列或一行(8顆LED)時需外加驅(qū)動電路提高電流，否則LED亮度會不足。</p><p>　　5.顯示端硬件實物圖</p><p>　　圖15 遙控電子記分牌顯示端的實物圖</p><p>　　3.5 擴(kuò)展部分遙控電子記分牌</p><p>　　該模塊是在綜合

101、設(shè)計的基礎(chǔ)上，增加無線射頻模塊，實現(xiàn)遙控功能。</p><p>　　1.RF905的特性</p><p>　　目前市場上有各種各樣的短距離無線通信模塊，RF905射頻模塊具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 433Mhz 開放ISM 頻段免許可證使用</p><p>　　(2) 最高工作速率50kbps，高效GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場合</p>&

102、lt;p>　　(3) 125 頻道，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要</p><p>　　(4) 內(nèi)置硬件CRC 檢錯和點(diǎn)對多點(diǎn)通信地址控制</p><p>　　(5) 低功耗1.9 - 3.6V 工作，待機(jī)模式下狀態(tài)僅為2.5uA</p><p>　　(6) 收發(fā)模式切換時間 < 650us</p><p>　　(7) 模塊可軟件設(shè)地

103、址，只有收到本機(jī)地址時才會輸出數(shù)據(jù)（提供中斷指示)，可直接接各種單片機(jī)使用，軟件編程非常方便</p><p>　　(8) TX Mode: 在+10dBm情況下，電流為30mA; RX Mode: 12.2mA</p><p>　　(9) 標(biāo)準(zhǔn)DIP間距接口，便于嵌入式應(yīng)用</p><p>　　因此我們選用了RF905無線模塊作為本次擴(kuò)展部分的通信載體[26] 。&

104、lt;/p><p><b>　　2．本模塊引腳圖</b></p><p>　　本模塊與單片機(jī)之間的連接方式非常簡單，如下如所示：</p><p>　　圖16 RF905模塊的引腳圖</p><p>　　3.無線模塊的工作方式</p><p>　　Shock Burst TX 發(fā)送流程：</p&

105、gt;<p>　　典型的RF905發(fā)送流程分以下幾步</p><p>　　A. 當(dāng)微控制器有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，通過SPI接口，按時序把接收機(jī)的地址和要發(fā)送的數(shù)據(jù)送傳給RF905，SPI接口的速率在通信協(xié)議和器件配置時確定；</p><p>　　B. 微控制器置高TRX_CE和TX_EN，激發(fā)RF905的ShockBurstTM發(fā)送模式；</p><p>　

106、　C. RF905的ShockBurstTM發(fā)送：</p><p>　　(1) 射頻寄存器自動開啟；</p><p>　　(2) 數(shù)據(jù)打包(加字頭和CRC校驗碼)；</p><p>　　(3) 發(fā)送數(shù)據(jù)包；</p><p>　　(4) 當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳被置高；</p><p>　　D. AUTO_RETR

107、AN被置高，RF905不斷重發(fā)，直到TRX_CE被置低；</p><p>　　E. 當(dāng)TRX_CE被置低，RF905發(fā)送過程完成，自動進(jìn)入空閑模式。</p><p>　　ShockBurst RX 接收流程：</p><p>　　A. 當(dāng)TRX_CE為高、TX_EN為低時，RF905進(jìn)入ShockBurstTM接收模式；</p><p>　　

108、B. 650us后，RF905不斷監(jiān)測，等待接收數(shù)據(jù)；</p><p>　　C. 當(dāng)RF905檢測到同一頻段的載波時，載波檢測引腳被置高；</p><p>　　D. 當(dāng)接收到一個相匹配的地址，AM引腳被置高；</p><p>　　E. 當(dāng)一個正確的數(shù)據(jù)包接收完畢， RF905自動移去字頭、地址和CRC校驗位，然后把DR引腳置高</p><p>

109、;　　F. 微控制器把TRX_CE置低，nRF905進(jìn)入空閑模式；</p><p>　　G. 微控制器通過SPI口，以一定的速率把數(shù)據(jù)移到微控制器內(nèi)；</p><p>　　H. 當(dāng)所有的數(shù)據(jù)接收完畢，nRF905把DR引腳和AM引腳置低；</p><p>　　I. nRF905此時可以進(jìn)入ShockBurstTM接收模式、ShockBurstTM發(fā)送模式或關(guān)機(jī)模式。

110、</p><p><b>　　4．電路參數(shù)設(shè)計</b></p><p>　　電路參數(shù)設(shè)計主要考慮如下幾方面：(1)手持端的功耗及電池供電時間；(2) 顯示端的功耗及電池供電時間；(3) RF905模塊的通信距離；(4) RF905模塊的工作速率；</p><p>　　(1) 手持端的功耗及電池供電時間</p><p>

111、　　手持端的功耗包括：a.單片機(jī)最小系統(tǒng)板的功耗；b.12864LCD的功耗；c.RF905射頻模塊功耗（發(fā)射模式）。</p><p>　　a.單片機(jī)最小系統(tǒng)板的功耗:STC89LE52單片機(jī)正常工作模式典型功耗為4～7mA，5V供電情況下，兩塊系統(tǒng)板的功耗為：5V*7mA*2=70mW。</p><p>　　b. 12864LCD不帶背光情況下功耗約為30 mW，背光功耗≤300 mW，

112、因此最大功耗為300+30=330 mW[13]。</p><p>　　c. RF905射頻模塊TX Mode: 在+10dBm情況下，電流為30mA，低功耗1.9 - 3.6V 工作，待機(jī)模式下狀態(tài)僅為2.5uA，長期處于TX Mode下，功耗為30mA*3.3V=100mW。</p><p>　　在持續(xù)打開LCD背光的情況下，手持端的最大總功耗為100+330+70=500mW。若采用

113、容量為2Ah/5V鋰電池供電，工作時間為2000/500=4小時。如果在不開LCD背光的情況下，手持端功耗為100+30+70=200 mW，若選用容量為2Ah/5V鋰電池供電，工作時間為2000/200=10小時。因此完全滿足實際需求。</p><p>　　(2) 顯示端的功耗及電池供電時間</p><p>　　顯示端的功耗包括： a.單片機(jī)最小系統(tǒng)板的功耗；b. LED點(diǎn)陣的功耗；c.

114、 LED數(shù)碼管的功耗；d.RF905射頻模塊功耗。</p><p>　　a.單片機(jī)最小系統(tǒng)板的功耗:STC89LE52單片機(jī)正常工作模式典型功耗為4-7mA，5V供電情況下，兩塊系統(tǒng)板的功耗為：5V*7mA*2=70mW。</p><p>　　b. LED點(diǎn)陣的功耗一般為20W每平方米，本點(diǎn)陣設(shè)計面積為1.5*0.15*2=0.45，功耗為20*0.45=9W。</p>&l

115、t;p>　　c. LED數(shù)碼管的功耗：采用高亮LED，每個數(shù)碼管功耗約為300 mW，總功耗：9*300=2.7W。</p><p>　　d RF905射頻模塊RX Mode:12.2mA，待機(jī)模式下狀態(tài)僅為2.5uA，長期處于RX Mode下，功耗為12.2mA*3.3V=40mW。</p><p>　　顯示端總功耗：0.04+0.07+9+2.7=11.81≈12W。如選用12V

116、/4Ah鎳氫電池供電，工作時間約為12*4/12=4h。因此完全滿足實際需求。</p><p>　　(3) RF905模塊的通信距離</p><p>　　a. 433Mhz 開放ISM 頻段免許可證使用。</p><p>　　b. 在+10dBm情況下，開闊地帶的最大傳輸距離為1000米，而一般球場周圍的活動距離一般不超過100米，因此完全滿足本設(shè)計需求。<

117、/p><p>　　(4) RF905模塊的工作速率</p><p>　　a. 最高工作速率50kbps，高效GFSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場合。本設(shè)計所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量只有16bps，因此完全滿足要求。</p><p>　　b.波特率：RF905模塊與單片機(jī)之間的串口通信波特率定為9600bit/s。125 頻道，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要。</p