基于51单片机的公交车报站系统设计

本科毕业设计（论文）

题目：基于51单片机的

公交车报站系统设计

专业：电子信息工程

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

职称：副教授

完成日期：

本设计主要是研究公交车报站系统的LED点阵显示屏技术。本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示两个32×16点阵汉字，并能通过外接按键来更改显示内容，实现公交报站显示。因为点阵显示屏广泛应用于医院、机场、银行等公共场所，所以本设计具有很强的现实应用性。

本设计具体是使用STC51高速单片机作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动32×16的点阵LED显示屏。利用STC12C系列高速单片机本身强大的功能和内部E2PROM，可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储，并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化。因为采用串行传输方式，使本系统的可扩展性得到提升，便于多个显示单元的级联。

本文从LED的显示原理入手，详细阐述了LED动态显示的过程，以及硬件电路的设计、和软件的设计等等。

关键词：公交报站系统；LED显示屏；单片机；串行传输

This design is to study the LED Dot Matrix Display technolog of the bus stations’ system. The LED display can also show two (32 ×16 dot matrix) characters by the way of dynamic scanning, and it can change the display to achieve bus-stop display through an external button. Because the Dot Matrix Display are widely used in hospitals, airports, banks and other public places, so this design has a strong practical applicability.

This design uses specific High-Speed Microcontroller Family STC51as the main control module, and using simple external circuit to drive the 32 ×16 Dot Matrix LED display. The STC12C High-Speed Single Chip , owns powerful function and internal E2PROM.So that it can easily realize data transfer and storage between PC and MCU , and it's easy to use software to display the contents of variety . And for the serial transmission, the scalability of the system be enhanced to facilitate cascading multiple display units.

Key Words:Bus Auto-Reporting-Calling System;LED display screen;High-Speed Single Chip;Serial Transmission

目录

1 绪论............................................................. - 1 -

1.1前言......................................................... - 1 -

1.2 背景与意义.................................................. - 1 -

1.2.1 国内外研究现状........................................ - 1 -

1.2.2 研究主要成果.......................................... - 2 -

1.2.3 发展趋势.............................................. - 3 -

1.3 设计任务.................................................... - 4 -

2 总体方案的考虑分析............................................... - 5 -

2.1 LED显示屏的考虑............................................. - 5 -

2.1.1 LED电子显示屏的分类................................... - 5 -

2.1.2 LED点阵模块结构....................................... - 5 -

2.1.3 LED 显示屏的选择...................................... - 6 -

2.2 控制器的比较及选型考虑...................................... - 6 -

2.2.1常见的几款单片机的介绍................................. - 6 -

2.2.2 STC单片机在条屏运用中的优越性......................... - 8 -

2.3 LED点阵显示屏驱动方案....................................... - 9 -

2.3.1 LED显示屏的工作原理................................... - 9 -

2.3.2串行控制驱动方式...................................... - 10 -

2.3.3并行控制驱动方式...................................... - 11 -

2.3.4高度集成专用芯片的应用................................ - 11 -

2.3.5 LED驱动方式的选择.................................... - 11 -

2.4 单片机软件开发工具及语言................................... - 12 -

2.5 对于系统电源及通信电缆的考虑............................... - 13 -

2.5.1 对于LED显示屏的电源要求............................. - 13 -

2.5.2 开关电源在条屏应用中的优势........................... - 13 -

2.5.3 系统电源的选择....................................... - 13 -

2.6 系统总体方案设计框图....................................... - 13 -3硬件电路设计.................................................... - 15 -

3.1单片机最小系统的设计........................................ - 15 -

3.2列驱动电路设计.............................................. - 15 -

3.3行驱动电路设计.............................................. - 17 -

3.3.1 行驱动电路元件参数计算............................... - 17 -

3.4与上位机的通信电路设计...................................... - 19 -4软件电路设计.................................................... - 22 -

4.1单片机软件总体流程.......................................... - 22 -

4.2 LED显示程序分析............................................ - 22 -

4.3 LED汉字左移程序分析........................................ - 22 -

4.4 汉字站号的按键选择程序分析................................. - 23 -

5 系统调试........................................................ - 24 -

5.1系统的硬件调试.............................................. - 24 -

5.2 系统的软件调试............................................. - 24 -

6 结论............................................................ - 25 -致谢............................................................... - 26 -参考文献........................................................... - 2

7 -附录Ⅰ原理图.................................................. - 27 -附录Ⅱ元器件清单............................................... - 3 -附录Ⅲ源程序清单............................................... - 2 -

1 绪论

1.1前言

LED电子显示屏（Light Emitting Diode Panel）是由几百--几十万个半导体发光二极管构成的像素点，按矩阵均匀排列组成。利用不同的半导体材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的亮度的方式，来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。

LED显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息显示。LED显示屏因为其像素单元是主动发光的，具有亮度高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。因而被广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。

LED显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。

1.2 背景与意义

近年来，我国城市交通的现状已引起了政府、公众、社会各界的广泛关注，有关专家学者和交通工程师们在吸取各国城市交通发展经验的基础上，找到了一条解决我国城市交通发展问题的有效途径，即优先发展城市公共交通，以公共交通为杠杆降低城市交通需求总量，实现道路交通基础设施发展与交通需求增长的均衡。

实施“公交优先”是解决我国城市交通发展问题的有效途径，也是我国目前城市交通发展的基本政策。公交智能化是智能交通的一个重要的子领域，同时也是落实“公交优先”，使城市交通与社会经济和谐发展的重要组成部分。实施公交智能化，必须提高公交服务质量，而到站后的准确、及时报站就是一个方面。

当前国内主要大城市的公交车大都采用人工报站,即每到一站由司机或者乘务员来进行报站。但有时由于受到各种因素如雨雪天路滑、车上拥挤、乘务员心情的变化等的影响,会出现报错站,漏报站的情况,给乘客特别是不熟悉本市地形的乘客带来了不必要的麻烦,从而影响到了一个城市的窗口形象工程建设。于是开发研制公交车报站系统成为必然。

实现公共汽车自动报站是是公交智能化的一份子，是促进智能交通的一个不可缺少的步骤，同时也是落实“公交优先”使城市交通与社会经济和谐发展的重要组成部分。1.2.1国内外研究现状

基于51单片机的公交车报站系统的设计主要研究方向是关于LED显示屏的设计。所以下主要是关于LED显示屏展开论述。

我国LED显示产业在规模发展的同时, 产品技术推陈门新、一直保持比较先进的水平，90年代初即具备了成熟的16级灰度256色视频控制技术及无线遥控等国际先进水平技术，近年在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无线控制、多级群控技术等方面均有国内先进、达到国际水平的技术和产品出现；LED显示屏控制专用大规模集成电路也已由国内企业开发生产并得到应用。LED显示屏产业培养形成了一批LED显示屏科技队伍，在全国LED显示屏行业的从业人数6000人中，科技人员有2800人，将近50％。LED显示屏产业正成为我国电子信息产业的重要组成部分，也是平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业[17]。

在作者郭兆正的《LED点阵显示屏系统设计》中对国内的LED的研究现状有了大概叙述：LED 电子显示屏是随着计算机及相关的微电子、光电子技术的迅猛发展而形成的一种新型信息显示媒体。它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点，在短短的10来年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用[11]。

1.2.2研究主要成果

通过查阅相关的文献期刊书籍，对LED显示屏的一些研究成果如下：

①在作者梁纯、王军的《基于MCS_51单片机的LED 点阵图文显示屏设计》文章中把RS485 和硬件汉字库技术应用到LED 点阵图文显示屏。在控制传输方面，通过RS485 总线连接显示屏和上位计算机，具有分布灵活、扩展方便的优点。在显示控制方面，LED 阳极通过三极管8550 与电源相连，用单片机IO口控制行选通；LED 阴极通过达林顿管驱动，用74HC595来输出列选通，实现汉字显示。经作者实际应用验证，以此作为信息显示屏，工作稳定，字符清晰，字体美观，亮度适中，根据需要可选择静止显示和拉滚字幕效果[13]。

②在作者付浩的《AT89C51单片机高速串行输出口设计》文章中介绍了单片机高速串行同步移位输出口的方法：在LED点阵显示屏的应用系统中，一般都采用数据同步移位输出方式，并使用移位寄存器芯片（如74LS595）扩展并行I/O口驱动LED点阵显示。LED 点阵显示采用扫描方式，为不产生闪烁感，每秒需要传送50屏点阵显示数据，这就要求单片机能够快速地输出数据。AT89C51单片机的串行口在方式0工作状态下，数据以fosc/12的波特率输出，1个字节数据写入SBUF后，需要检查中断标志位TI是否为”1”并清零TI 或延时几个机器周期后才能继续写入下一个数据，输出速度慢。作者采用模块化设计，给出基于TTL和PLD的两种电路的实现方案，波特率提高到fosc，数据输出不需要等待或延时。这两种方案在LED点阵显示系统中都已经得到成功的应用[1]。

③在作者赵娟、高正明、李艳丽的《点阵式汉字电子显示屏的设计制作》文章中介绍了点阵式汉字电子显示屏的硬件电路设计原理与软件设计方案, 采用MCS- 51系列单片机芯片, 得到了一个能够同时显示4个汉字, 16 16的并可以根据需要扩展的LED 点阵

式显示屏。该系统通过跳线决定要显示的内容, 设计所需的部件较少, 原理简单, 具有设计先进、显示活泼、可动态滚动显示汉字或图案的能力。除此之外该系统还具有自检功能,通过报警声的不同识别不同的故障[5]。

④在作者游达章、黄劲的《简易LED 点阵汉字显示控制模块设计》文章中根据LED 汉字显示原理，制作了由AT89S52 主控的LED 汉字显示模块，给出了硬件电路图和控制软件。详细介绍了汉字内码到字模的转化，以及到LED 显示屏显示汉字的过程。该模块扩展柔性大，易于扩展字库容量和LED 显示屏数量，可以同时显示多个汉字和字符，另外成本较低，电路与控制方案简洁明了，容易实现，具有应用推广价值[15]。

⑤在作者张红、于平、程文播的《基于单片机控制的LED 点阵显示屏系统》文章中给出了一个点阵显示屏的硬件及软件的整体设计，及其显示的整体控制包括左移、右移、通讯、控制等。本系统的硬件及软件均调试通过，具有可行性。而且成本低廉易于开发是一个方便实用的点阵显示系统。其创新点是克服了原来固定显示的缺点，可以通过通讯模块实现显示内容的实时更改。采用单片机控制克服了用电脑实现动态显示成本高的缺点。在左移显示模块中采用移入半个汉字的方法克服了扫描时间不足而出现乱码的现象[16]。

1.2.3发展趋势

现代信息社会中，作为人机信息视觉传播媒体的显示产品和技术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，LED显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品[2]。

高亮度、全彩化

蓝色及纯绿色LED产品自出现以来, 成本逐年快速降低, 已具备成熟的商业化条件。基础材料的产业化，使LED全彩色显示屏产品成本下降，应用加快。以全彩色户外φ26显示屏为例，1996年的产品市场价格每平方米在12万元左右, 1999年已降至7-8万元人民币/㎡，LED产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求、同时, 由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色LED显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色LED屏更会成为主流产品。全彩色的LED显示屏的广泛应用会是LED显示屏产业发展的一个新的增长点[3,4]。

标准化、规范化

材料、技术的成熟从市场价格的基本均衡之后，LED显示屏的标准化和规范化将成为显示屏发展的一个新趋势。近几年业内的发展，市场竞争在传统产品条件下是以价格作为主要的竞争手段，几番价格回落调整达到基本均衡，产品质量，系统的可靠性等成为主要的竞争因素。这就对LED显屏的标准化和规范化有了较高要求，业内一此骨干企业已开始在企业实施ISO9000系列标谁。行业规范和标准体系的形成、对产品的检测有了相对统一的认识和评判依据，生产条件差、技术性不强、售后服务体系不完养的企业将受到市场的淘汰，预计今后几年内一批小规模LED显示屏厂商会逐步淡出，行业的发展趋于有序[6,10]。

产业结构多样化

信息化社会的形成，信息领域愈加广泛，显示屏的应用前景更为广阔。预计大型或超大型LED显示屏的主流产品局面将会发生改变，适合于服务行业特点和专业性要求的小型LED显示屏会有较大提高，而向信急服务领域的LED显示屏产品门类和品种体系将更加丰富，部分潜在的市场需求和应用领域将会有所突破, 如公共交通、停车场、餐饮、医院等综合服务方面的信息显示屏需求量将有更大的提高，大批量、小型化的标准系列LED显示屏在LED显示屏市场总量中将会占有多数份额[12~14]。

1.3 设计任务

本设计以AT89C51单片机为核心，用LED显示屏显示站名的即经济、高效、直观的公交车到站自动报站系统。该系统电路模块主要包括单片机的选择和外围电路的设计模块、按键电路的设计模块、显示及驱动电路的设计模块、数据存储器的设计模块、串行通信电路的设计模块。此外，还要以C语言为基础进行编程，使系统能够正常稳定的完成报站功能。本设计的任务就是完成一个可以扩展的单色动态条幅屏。

任务要求：

（1）能同时显示两个简体汉字

（2）能实现汉字在LED显示屏上反复滚动地显示

（3）能通过外接按键实现来控制显示的内容

2 总体方案的考虑分析

2.1 LED显示屏的考虑

2.1.1LED电子显示屏的分类

●按颜色分类可分为：

单基色显示屏：单一颜色（红色或绿色）。

双基色显示屏：红和绿双基色，256级灰度、可以显示65536种颜色。

全彩色显示屏：红、绿、蓝三基色，256级灰度的全彩色显示屏可以显示一千六百多万种颜色。

●按显示器件分类

LED数码显示屏：显示器件为7段码数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字的电子显示屏。

LED点阵图文显示屏：显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组成的点阵显示模块，适于播放文字、图像信息。

●按使用场合分类

室内显示屏：发光点较小，一般Φ3mm--Φ8mm，显示面积一般零点几至十几平方米。

室外显示屏：面积一般几十平方米至几百平方米，亮度高，可在阳光下工作，具有防风、防雨、防水功能。

●四、按发光点直径分类：

室内屏：Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、

室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ21mm、Φ26mm

室外屏发光的基本单元为发光筒，发光筒的原理是将一组红、绿、蓝发光二极管封在一个塑料筒内共同发光增强亮度。

2.1.2 LED点阵模块结构

八十年代以来出现了组合型LED点阵显示器模块，以发光二极管为像素，它用高亮度发光二极管芯阵列组合后，环氧树脂和塑模封装而成。这种一体化封装的点阵LED模块，具有高亮度、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。LED点阵规模常见的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。

根据像素颜色的数目可分为单色、双基色、三基色等。像素颜色不同，所显示的文字、图象等内容的颜色也不同。单色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色，双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式决定，如红绿都亮时可显示黄色，如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间，则可实现256或更高级灰度显示，

即可实现真彩色显示。

图2-1示出最常见的8×8单色LED点阵显示器的内部电路结构和外型规格，其它型号点阵的结构与引脚可试验获得。

图2-1 8×8单色LED模块内部电路

LED点阵显示器单块使用时，既可代替数码管显示数字，也可显示各种中西文字及符号．如5x7点阵显示器用于显示西文字母．5×8点阵显示器用于显示中西文，8x8点阵可以用于显示简单的中文文字，也可用于简单图形显示。用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器，但这类实用装置常通过PC机或单片机控制驱动。

2.1.3LED 显示屏的选择

基于成本和显示亮度的考虑，使用红色的LED点阵块作为基本显示单元。所以显示一个简体汉字，至少需要16×16点阵来描述。为了在较远距离处获得清晰的视觉效果，本设计采用4个8×8点阵，像素直径5mm的LED模块拼接成16×16点阵的LED阵列。这样每个16×16汉字能够获得12×12cm的显示尺寸，因此在50米处仍能清晰阅读。本设计要求整个屏幕能同时显示两个汉字，则至少需要用8个8×8的LED模块拼接成32×16的矩阵。

2.2 控制器的比较及选型考虑

2.2.1常见的几款单片机的介绍

PIC系列单片机：PIC单片机采用精简指令使其执行效率大为提高。PIC系列8位CMOS 单片机具有独特的RISC结构，数据总线和指令总线分离的哈佛总线（Harvard）结构，使指令具有单字长的特性，且允许指令码的位数可多于8位的数据位数，这与传统的采用CISC结构的8位单片机相比，可以达到2:1的代码压缩，速度提高4倍。PIC有优越开发环境。PIC在推出一款新型号的同时推出相应的仿真芯片，所有的开发系统由专用的仿真芯片支持，实时性非常好。其引脚具有防瞬态能力，通过限流电阻可以接至220V交流电源，可直接与继电器控制电路相连，无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便。PIC以保密熔丝来保护代码，用户在烧入代码后熔断熔丝，别人再也无法读出，除非恢复熔丝。目前，PIC采用熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小。自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性。

●A VR系列单片机：是一种新型的单片机。运行速度快，一个时钟周期执行一条指令。硬件应用哈佛(Harvard)结构，具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行。A VR单片机是多累加器型，数据处理速度快。超功能精简指令，具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行。相当多的单片机只有一个累加器，就像一条独木桥，所有事都要通过累加器，速度慢。

A VR单片机系列中有128B～4KB的SRAM静态随机数据存储器，可灵活使用指令运算、存放数据，中断响应速度快。A VR像8051一样，有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断。高级C语言编程效率高。从高级语言C代码完成同一任务实例来比较，8 MHz A VR单片机的速度相当于224 MHz的80C51单片机，A VR比80C51快28倍。A VR是低功耗单片机，具有休眠省电功能(Power Down)及闲置(Idle)低功耗功能。一般耗电在1～2.5 mA；对于典型功耗情况，WDT关闭时为100 nA，更适用于电池供电的应用设备。有的器件最低1.8 V即可工作。可多次烧写的Flash，且具有多重密码保护锁死(Lock)功能。I/O口功能强、驱动能力大，具有输入/输出、三态高阻输入，也可设定内部拉高电阻作输入端的功能，以便于应用到各种所需的场合(多功能I/O口)。

●51系列单片机：51系列是指是兼容Intel公司51指令集的单片机系列的统名称。这种单片机所包括的硬件资源有：

（1）一个8位的微处理器；

（2）片内数据存储器RAM，用以存放可以读/写的数据，如运算的中间结果、最终结果以欲显示的数据等；

（3）片内程序存储器ROM/EPROM，用以存放程序、一些原始数据和表格；

（4）四个8位并行I/O接口P0～P3，每个口可以用作输入，也可以用作输出；

（5）两个（或三个）定时器/计数器，每个定时器/计数器都可以设置成计数方式，用以对外部事件进行计数，也可以设置成定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制；

（6）五（或六个）个中断源的中断控制系统；

（7）一个全双工UART接口（通用异步接收发送器）的串行I/O，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；

（8）片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容须要外接。可以看出MCS-51系列单片机也是一款功能强大的单片机。

●STC89C51系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/ 高速/ 低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统8051 单片机，12 时钟/ 机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。

特点如下：

（1）.增强6时钟/机器周期，12时钟/机器周期8051CPU；

（2）工作电压：5.5V~3.4V（5V单片机）/3.8V~2.0V（3V单片机）；

（3）工作频率范围：0~40MHz，相当于普通8051的0～80MHz实际工作频率可达48MHz；

（4）用户应用程序空间4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字节；

（5）片上集成1280字节/512字节RAM；

（6）通用I /O口（32/36个）复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉（普通8 051传统I /O口），P0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I /O 口用时，需加上拉电阻；

（7）ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器/仿真，可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，8K程序3秒即可完成一片；

（8）EEPROM功能；

（9）看门狗；

（10）内部集成MAX810 专用复位电路（D 版本才有），外部晶体20M 以下时，可省外部复位电路；

（11）共3 个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用；

（12）外部中断4路,下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒；

（13）通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART；

（14）工作温度范围：0~75℃/－40~+85℃；

（15）封装：PDIP-40，PLCC-44，PQFP-44。

2.2.2 STC单片机在条屏运用中的优越性

对于单色动态条幅屏的应用需要，STC12C5412AD单片机有以下突出的优点：

●较高的处理速度和时钟频率，能轻松的实现条屏的各种移动算法。

●有SPI和UART两个串行口，能实现与字库芯片或PC机之间的数据交换。

●有内部E2PROM，可用于掉电存放条屏的各种设置参数、汉字内码等数据。

●ISP/IAP功能，使芯片可以不脱板下载程序，便于产品的软件升级。

●内部看门狗，使条屏可以工作在恶虐的电磁环境下。

●宽电压范围，条屏的负载端电压的波动不会影响其正常运行。

●丰富的I/O口，可以代替LED行扫描用的行选通译码器器，降低产品成本。

●小型封装，便于PCB的紧凑化设计。

从以上几种型号单片机的比较中可以看出，PIC单片机、A VR单片机虽然在很多方面都有其特点，如在运行速度上，内部资源的配置等。但因其价格高，开发工具不及使用51系列单片机齐全，再考虑本系统对CPU的要求并不是很高，综合考虑还是选用已经普及的51内核的单片机。

2.3 LED点阵显示屏驱动方案

2.3.1LED显示屏的工作原理

LED点阵显示系统中各模块的显示方式：有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。

点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于24帧/秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中，因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发光单元的信号线数量，因此在LED显示技术中被广泛使用。

以8×8点阵模块为例，说明一下其使用方法及控制过程。图2-1中，红色水平线Y0、Y1……Y7叫做行线，接内部发光二极管的阳极，每一行8个LED的阳极都接在本行的行线上。相邻两行线间绝缘。同样，蓝色竖直线X0、X1……X7叫做列线，接内部每列8个LED的阴极，相邻两列线间绝缘。

在这种形式的LED点阵模块中，若在某行线上施加高电平（用“1”表示），在某列线上施加低电平（用“0”表示）。则行线和列线的交叉点处的LED就会有电流流过而发光。比如，Y7为1，X0为0,则右下角的LED点亮。再如Y0为1，X0到X7均为0，则最上面一行8个LED全点亮。

现描述一下用动态扫描显示的方式，显示字符“B”的过程。其过程如图2-2

图2-2 用动态扫描显示字符“B”的过程

假设X,Y为两个8位宽的字节型数据，X的每位对应LED模块的8根列线X7-X0，同样Y的每位对应LED模块的8根行线Y7-Y0。在这个示例中，Y叫行扫描线，行扫描线在每个时刻只有一根线为“1”即有效行选通电平，X叫列数据线，其内容就是点阵化的字模数据的体现。下面用伪代码描述动态显示的过程。

（1）．Y=0x01,X=0xFF，如图 2.2第一帧；

（2）．Y=0x02,X=0x87，如图 2.2第二帧；

（3）．Y=0x04,X=0xBB，如图2.2第三帧；

（4）．Y=0x08,X=0xBB，如图2.2第四帧；

（5）．Y=0x10,X=0x87，如图 2.2第五帧；

（6）．Y=0x20,X=0xBB，如图2.2第六帧；

（7）．Y=0x40,X=0xBB，如图2.2第七帧；

（8）．Y=0x80,X=0x87，如图 2.2第八帧；

（9）．跳到第（1）步循环。

如果高速地进行（1）到（9）的循环，且两个步骤间的间隔时间小于1/24秒，由于视觉暂留。LED显示屏上将呈现出一个完整的“B”字符。这就是动态扫描的原理。只不过实际运用的时候，列线和行线通常不止8位，还要根据列线和行线的数量来决定是用行线或列线来做扫描线。例如0601条屏（每行6个汉字，共1行），行线有16根，列线有96根。如果用列线来做扫描线，则每列LED在每96次循环扫描中只可能亮一次，则其发光视觉平均亮度为直流亮度的1/96。如果用行线来做扫描线，则每16次循环，每行LED就能亮一次，其发光视觉平均亮度为直流情况下的1/16。可见，用行线做扫描线，因为其发光周期的占空比较大，其视觉亮度是用列线做扫描线的6倍。因而发光效率比前者高。

在实际运用的时候，还要在每两帧之间加上合适的延时，以使人眼能清晰的看见发光。在帧切换的时候还要加入余辉消除处理。比如先将扫描线全部设置为无效电平，送下一行的列数据后再选通扫描线，避免出现尾影。

2.3.2串行控制驱动方式

所谓串行控制驱动方式就是显示的数据是通过串行方式送入点(列)驱动电路。其特点是单元内的线路连接简单,这给印刷电路板的设计带来了方便。同时也减少了印刷电路板的布线密度,从而为生产和调试带来了有利的一面。当然,单元的可靠性也相应的提高了。串行控制驱动方式可选用的芯片有:MC4094、74LS595、74HC595、6B595、9094等等。其中MC4094、74HC595均为CMOS芯片,应与功率芯片结合使用;例如使用2803驱动芯片。建议采用6B595或9094(74LS595也可用),因为这几种芯片都具有一定的驱动能力可直接驱动LED发光管而无须另外添加驱动芯片。同时,串行移位并行功率输出的芯片(6B595、9094)自身具有级联功能,为单元的级联提供了支持。关于行的控制和驱动是相对容易的,因为行的工作方式是分时顺序工作的。由于行的组成是几个模块并联形成的,因此驱动的功率要求是比较大的。行的驱动一般是采用PNP(用于共阳方式)功率三极管,行的逻辑控制可选用三—八译码方式和直接行线控制方式。译码方式是应用三条行控制线控制一个三—八译码器(如74LS138等),八选一顺序控制八条行线。直接行线控制方式是比较简单的,这里就不赘述了。在应用串行控制驱动系统时,尽管串行移位芯片具有级联功能,但设计时要考虑时钟信号、STR信号、行控制信号的级联驱动问题。另外为提高单元的多级级联的数量,设计时要

考虑到每个信号的传输延迟,以保证控制时序的正确运行。

2.3.3并行控制驱动方式

并行控制驱动方式就是显示的数据是通过并行(8位)方式送入点(列)驱动电路。每送入一个字节就完成了一个模块的一个行的数据置入,其优点是数据的刷新速度块,这就减轻了上一级控制系统的压力。在同样的数据处理量的前提下,对处理速度要求的降低,就意味着对系统投入的降低。同时处理速度的降低也相应地提高了系统的稳定性。在并行控制驱动方式下,我们可以选用74LS374这样一类锁存芯片,采用首尾相连的方式将控制、驱动一并形成。也可以将这一方式称其为并行移位锁存方式。这一设计方案的特点是设计线路简洁,控制方便快速。系统的整体投入成本比较低,这一设计方案将大大地提高系统的性能价格比。关于在并行控制驱动方式下的行控制驱动的设计可参照串行控制驱动方式设计。并行控制驱动方式的缺点是:由于数据是并行输入的,这就使得单元内的线路连接复杂。由此增加了单元的印刷线路板的设计难度。同时提高了印刷线路板的密度,对生产加工和调试提出了较高的要求。但设计难度的加大仅仅是一次性的,而生产和调试的难度是可以提高生产的手段和使用先进的仪器设备加以克服的。由于并控制驱动方式的自身特点,使得单元的级联不成问题。只要设计时对控制信号的级联驱动加以注意就可以了。并行控制驱动方案中也可采用总线式结构,即选用的八位锁存器不是首尾级联方式而是共用总线方式。但这种方式将增加控制逻辑的投入,也就是说每个锁存器都要有一个独立的锁存控制时钟。因此,这一方式一般不采用。

2.3.4高度集成专用芯片的应用

随着微电子技术的不断发展,以及大型电子显示屏应用的日益广泛,一种高度集成的LED显示屏控制驱动专用芯片出现了,例如:ZQL9701芯片。ZQL9701芯片是集行控制、列控制和一些外围驱动电路于一身的高度集成控制驱动芯片。采用ZQL9701芯片将会使单元的控制、驱动更为简单,高度的集成化也使系统的稳定性更为可靠。另外,ZQL9701芯片在单元的级联方面也提供了充分的支持。采用ZQL9701芯片将使系统的显示灰度达到256级。采用ZQL9701芯片设计显示单元时,由于ZQL9701芯片是表面封装器件,这就需要用专用的生产设备进行生产。这对一般的生产单位是要考虑的问题。总之,采用专用芯片设计的显示单元的性能得到极大的提高。但系统的成本也要提高,在应用中要给予重视。

2.3.5 LED驱动方式的选择

从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。16×16的点阵共有256个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，如果我们采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，1 6×16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16×16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都不采用这种设计，而采用另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)的同名列共用一套列驱动器。具体就1 6×16的点阵来说，把所有同l行的发光管的阳极连在一起，把所有同一列的发光管的阴极连在一起(共阳的接法)，先送出对应第1行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第l行使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第2行的数据并镇存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；……第16行之后，又重新燃亮第1行，腹轮回。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，就能看到显示屏上稳定的图形了。

采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。显示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行方式或串行方式。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，并行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已传输到位之后，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)和列数据显示两个部分。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，传送下一行的列数据。为了达到重叠处理的目的，列数据的显示就需要具有锁存功能。经过上述分析，可以归纳出列驱动器电路应具备的主要功能。对于列数据准备来说，它应能实现串人并出的移位功能；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。

从成本和功能上考虑，选择74HC595串行转并行锁存器芯片作为列驱动器是一个不错的选择，本设计便考虑使用它作为列驱动器。而行驱动器传统是使用两个74LS138三八译码器芯片来进行行扫描，本设计便考虑使用74LS154四十六译码器芯片作为行驱动器。2.4 单片机软件开发工具及语言

本系统的处理器是兼容8051指令集的高速单片机STC12C5412AD。为此，首选Keil μVision作为其开发工具。Keil μVision是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。其功能强大，生成的代码紧凑，是目前世界上使用最广的51系列兼容单片机开发工具。

本设计中，单片机软件是采用C51语言编写，C51语言是ANSI C的扩展集，其语法结构、关键字等与ANSI C绝大部分是相同的。与汇编相比，C51语言在功能上、结构性、可读性、可移植性、可维护性上有明显的优势。

2.5 对于系统电源及通信电缆的考虑

2.5.1 对于LED显示屏的电源要求

本系统没有设置独立的5V稳压器件，因此要求外部能对其提供相对稳定的电压。为保证单片机等集成电路的稳定工作，要求电源电压的最大波动范围在4.8~5.2V之间。

本系统的工作电流随着显示内容的不同有很大变化。在LED全灭的状态下，耗电电流为60mA左右；在LED全亮的情况下，工作电流可以达到3A；在滚动显示汉字的时候，耗电约为500mA左右。因此，要求供电电源在负载电流变化较大的情况下能保持相对稳定的电压输出。同时，条屏一般是全天候工作，对电源系统的长时间工作的稳定性要求较高。

考虑到上述因素，本设计采用功率容量75W，输出5V/10A的成品单端反激式开关电源来为条屏系统供电。10A的电流容量对于条屏系统3A的满负荷电流仍有较大的余量。这保证了长时间使用稳定性。

2.5.2 开关电源在条屏应用中的优势

使用开关电源，相对于线性电源来说，有以下几个明显的优势。

成本低廉：同等电压和电流容量的开关稳压电源的成本，是传统的工频变压器线性稳压电源的30%左右。因此，在许多场合，开关电源已逐步取代线性电源。高效率：体现在极高的转换效率和极低的调整损耗上，开关电源的换能器是工作在开关状态下，因此转换的效率极高，长时间满负荷工作也不会引起电源过热。正好满足条屏的应用场合。功率密度大：开关电源能够轻松地提供10A以上的电流。在同等输出功率下，开关电源的体积只有线性电源的四分之一，重量为线性电源的十分之一。功率越大，其优势越明显。对于通信电缆的选择，本设计是将通信线和电源输入合并在一个DB9连接器上。外部电缆使用多芯屏蔽电缆。这样的设计，紧凑美观，坚固耐用。

2.5.3 系统电源的选择

本设计使用低压差线性稳压集成电路开关稳压器LM2940元件为LED显示屏、行驱动器、列驱动器和单片机供电。因为开关稳压控制器，是控制输出电压稳定的设备。所有的稳压器，都利用了相同的技术实现输出电压的稳定输出电压通过连接到误差放大器（Error Amplifier）反相输入端（Inverting Input）的分压电阻（Resistive Divider）采样（Sampled），误差放大器的同相输入端（Non-inverting Input）连接到一个参考电压Vref。参考电压由IC内部的带隙参考源(Bandgap Reference)产生。误差放大器总是试图迫使其两端输入相等。为此，它提供负载电流以保证输出电压稳定。

2.6 系统总体方案设计框图

通过前面对各种方案的比较与分析，初步构建硬件系统框图如图2-3。

在图2-3中，X0、X1为显示单元。每个显示单元由一个16×16点阵的LED模块和l 两个8位宽的移位锁存器（串行—并行转换器）构成。所有显示单元的16根行线均连接到公共的行扫描驱动电路。而每个显示单元的列数据则由8位移位锁存器并行输出口提

供。

中央微处理器MCU负责与所有外围设备的协调通信，以及各种算法的处理。MCU用通用I/O口来驱动行扫描驱动电路。用通用I/O口模拟同步串行接口以实现和列数据锁存器（移位锁存器）之间的单向通信。

PC机（上位机）的RS-232C电平经过转换后，通过UART接口与MCU进行双向通信。

电源则为各个模块提供稳定的电压以及足够的电流。

图2-3总体硬件系统框图

3硬件电路设计

3.1单片机最小系统的设计

STC51单片机的最小系统设计如图3-1。.

图3-1 单片机最小系统图

51单片机的最小系统由单片机、晶振电路、复位电路和P0的上拉电阻组成。其介绍如下：

晶振电路为单片机提供时序使单片机能够正常工作，在图3-1中采用单片机内部振荡方式。此时，只要接上两个电容和一个晶振即可。电容的大小影响着振荡的稳定性和起振的快速性，通常选择10~30pF的相等的两个瓷片电容。

C1和R2构成了复位电路。刚开始上电时时，C1瞬间相当于短路，C1两端保持0V电压，VCC的电源电压就都加在了R2上，因此在单片机9脚RST上变成了高电平，此后C1上逐渐充电，即在C1上出现电压，R2上的电压开始下降，最后单片机9脚RST上变成了低电平。在此过程中只要满足单片机9脚RST上的高电平持续24个振荡周期即可使单片机复位。

3.2列驱动电路设计

本设计中，每个16×16点阵的列驱动电路由两个串联的8位移位锁存器74HC595构

基于单片机的公交车报站系统毕业设计

毕业设计说明书 课题名称: 基于单片机的公交车 报站系统设计 学生姓名 专业应用电子技术 班级 1202 时间2014.10-2014.12 指导教师 电子工程学院

摘要： 本文介绍了一种公交车报站系统的硬件设计原理，提供了一种以AT89C52单片机为核心，控制大屏幕LED点阵显示的硬件设计方案。系统主要通过AT89C52单片机做为系统CPU，处理包括键盘输入和LED显示屏显示站名的所有信号处理。系统扫描到有键按下，判键确定后给CPU一个脉冲信号，然后CPU处理信号，确定所到站的站名，再通过扫描驱动从LED显示屏上显示出所到站的站名。达到半自动报站的作用。整个系统硬件设计包括键盘电路、复位电路、显示驱动电路、显示电路、内存扩展电路模块。其中显示模块是本系统的重点。 本系统很大程度上提高公交车报站的准确性，可靠性。提高了公交系统的服务质量。促进城市经济发展和交通变化的和谐发展。 关键词： AT89C52单片机，16*16LED点阵显示屏，

目录 第一章 (3) 1.1前言 (3) 1.2背景与意义 (3) 1.3 现状 (4) 1.4 发展趋势 (4) 1.5 设计任务 (4) 第二章案论证和选择 (5) 2.1总体方案 (5) 2.2单片机的选择 (5) 2.3 LED点阵显示方式的选择 (6) 第三章系统硬件设计 (7) 3.1单片机介绍 (7) 3.1.1晶振电路 (10) 3.1.2复位电路设计 (11) 3.1.3按键电路设计 (11) 3.2 显示电路设计 (12) 3.2.1 16*16LED显示屏 (12) 3.2.2 LED显示屏工作原理 (14) 第四章软件设计 (16) 4.1 软件开发工具和语音 (16) 4.2 单片机软件流程图 (16)

基于51单片机系统设计

基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 言： 随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词：温度多路温度采集驱动电路 正文： 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164，经74LS164 窜并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C，因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动指示，LED2为温度正常指示，LED3为高于上限温度指示，LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有p1.0输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降，当温度降到下限温度值时，p1.0信号停止输出，外设电路停止工作，同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序，6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 （1）主程序 主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。 （2）定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给89C51单片机，然后在调用温度计算子程序CALCU，驱动控制子程序DRVCON，十进制转换子程序MERTRICCON，温度数码显示子程序DISP。

公交车自动报站器设计

第34卷第3期2009年6月 昆明理工大学学报(理工版)　http://www .kustjourna l .co m /Journal of Kun m ing University of Science and Technol ogy (Science and Technol ogy )Vol .34　No .3　Jun .2009收稿日期:2009-01-12. 第一作者简介:曹云川(1972-),男,助工.主要研究方向:机电技术应用.E -ma il:4749513@qq .com doi:10.3969/j .issn .1007-855x .2009.03.010 公交车自动报站器设计 曹云川,周　遐,金　瑞 (昆明冶金高等专科学校,云南昆明650033) 摘要:采用无线遥控和单片机技术,设计了公交车自动报站器.公交车接收公交站台发出的微波信号,经过单片机控制系统的处理和编码验证后,驱动语音模块自动播报到站信息.整个报站过程无需公交车驾驶员的参与,这样既减轻了公交车驾驶员的工作强度,又确保了公交的安全性和报站的准确性.该设计具有很高的实用价值,可用来对现有公交车手动报站器进行改造,经过实际测试,已获得成功. 关键词:公交车;自动报站;无线遥控;单片机 中图分类号:TP29文献标识码:A 文章编号:1007-855X (2009)03-0044-04 D esi gn of Automa ti c St a ti on s Broadca sti n g i n Bus CAO Yun 2chuan,ZHOU Xi a,J I N Ru i (Kun m ingM etallurgy College,Kun m ing 650033,China ) Abstract:W ith wireless telecontr ol and MCU technol ogy,aut omatic stati on br oadcasting in bus is designed in this paper .The m icr owave signal which the bus receives fr om the bus stati on drives voice module aut omatic sta 2ti on br oadcasting thr ough mani pulati on and code validating byMCU contr ol syste m.The entire p r ocess runs with 2out the bus driver πpartici pati on .It not only abates the bus driver πswork intensity,but als o ensures the security of bus and veracity of stati on br oadcasting,which can be used t o rebuild the existing hand -operated br oadcasting .Its effectiveness is p r oved by a p ractical test . Key words:bus;aut omatic stati on br oadcasting;wireless telecontr ol;MCU 0引言 通过观察,现在的无人售票公交车中,都是由公交车驾驶员操控按钮来实现报站,但该方式存在很多缺陷:首先影响司机的驾驶,会使司机在驾驶中,特别是在靠站过程中分散精力,容易造成安全事故;另外由于一些司机的责任心不强,经常造成报站时漏报、错报等问题. 目前,针对公交车自动报站问题提出的解决方案主要是结合全球卫星定位系统(GPS ),通过卫星定位来实现.但该方式技术非常复杂,投资很大,从推广使用的角度存在很多问题. 为解决这一问题,我们进行了实际调研,认为采用无线遥控装置,结合单片机技术,对现有公交车的手动报站装置进行改造是最有效和可行的方案.基于这一思路,设计了公交车自动报站器,并在实际公交系统中进行了测试,获得了成功.从应用的角度来考虑,该设计性价比高,易于实现,不仅大大减轻了公交车驾驶员的劳动强度,还提高了报站准确性和公交系统的运营安全性,因此非常有实用价值和应用前景.1设备整体设计方案 公交车自动报站器主要由无线遥控发射器、接收器、主控制电路板、语音存储模块和键盘显示模块等

公交车自动报站系统毕业论文设计

类别编号20100803075大学珞珈学院 毕业论文 公交车自动报站系统 系别电子信息科学系 专业电子信息工程 年级2010级电信三班 学号20100803075 姓名熊鹏 指导教师婧 大学珞珈学院 2014年4月14日

摘要 本设计主要是利用89C52单片机作为CPU来进行总体控制，同时使用FYD12864液晶显示电路进行汉字显示，能够实现公交车的站名显示。在CPU控制模式下，键盘电路采用中断扫描模式，当有键按下时，系统产生中断，CPU响应中断后，通过软件来实现该键号所对应键的功能。因此当公交车到达某站时通过按键来控制本系统进行工作，CPU同时通过程序读取汉字信息送入LCD液晶显示电路进行汉字提示。通过本设计主要解决了如何方便、准确的指示乘客到站的问题，使得乘客能愉快、安全的下车。 关键词：单片机液晶显示键盘电路

The design of bus station reported were based on the DSP ABSTRACT This design is mainly to use 89C52 microcontroller as CPU to carry out , meanwhile it uses FYD12864 character LCD display circuit to achieve the bus station and station display. In the CPU control mode, the keyboard interrupt scan mode circuit, the system generates an interrupt when a key pressed , APU response to failure, the key number is inquired by the software to achieve the key number corresponding to the function keys. So when the bus reaches a certain point, through the keyboard to control the system to work, CPU while the information through the program reads characters into the LCD liquid crystal display circuit character prompt.This design primarily addresses the problem that how to direct the passengers to the stations conveniently and accurately,ensure the secure of the passengers when they get on board or get off the bas. Keywords:Microcontroller LCD K eyboard

(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。

基于51单片机的温度控制系统的设计

基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统，在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下： ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度； ②在不超过最高温度的情况下，能够通过按键设置想要的温度并显示；设有四个按键，分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键； ③DS18B20温度采集； ④超过设置值的±5℃时发出超限报警，采用声光报警，上限报警用红灯指示，下限报警用黄灯指示，正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求，本次设计是基于单片机的课程设计，由于实现功能比较简单，我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能，因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中，可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯，报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一：使用LED数码管显示采集温度和设定温度； 方案二：使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单，使用方便，但在使用时，若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号，且显示时数码管不断闪动，使人眼容易疲劳；若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好，背光亮度可调，而且比LED 数码管显示更多字符，但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后，我选用了LCD显示屏作为温度显示器件，由于显示字符多，在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度，可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。

3.硬件设计 根据设计要求，硬件系统主要包含6个部分，即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示： 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式，如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端，其频率范围为~12MHz ，经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路，为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中，有时会出现工作不正常的情况，为了从异常状态中恢复，同时也为了系统调试方便，需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式，因为本次设计要求需要有启动/复位键，因此本次设计采用按键复位，如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路

基于GPS的公交车自动报站系统[1](精)

基于 GPS 的公交车自动报站系统 许连华,李学庆 (山东大学计算机科学与技术学院,济南 250061 摘要:介绍了由 GPS 接收器、工控机和音频输出设备组成的公交车自动报站系统的功能、组成原理和关键技术, 阐述了系统主要的硬件和软件设计方法。 关键词:GPS ;工控机;自动报站 GPS Based Bus-stop Auto-announce System XU Lianhua, LI Xueqing (Department of Computer Science & Technology, Shandong University, Jinan 250061 【 Abstract 】 The thesis analyses the function, the principles of composing and the key technology of GPS based buses’auto-announce system, alsothe hardware design and the software design are presented. 【 Key words】 Global positioning system (GPS; Industrial Computer; Bus-stop announcer 计算机工程 Computer Engineering第 31卷第 23期 Vol.31 № 23 2005年 12月 December 2005 ?工程应用技术与实现?文章编号:1000— 3428(200523— 0191— 02 文献标识码:A

公交车报站器的设计与制作

丽水学院 课程设计 题目公交车报站器的设计与制作指导教师吕晔 院系机电建工学院电子系 班级自动化072 学号30 姓名吴飞波 2011年 1 月 10 日

目录 摘要 (2) 第一章概述 (3) 1.1选题的目的和意义 (3) 1.2国内外研制状况 (3) 第二章课题的方案设计与论证 (3) 2.1设计任务 (4) 2.2系统整体方案的设计 (4) 第三章系统硬件电路设计 (5) 3.1 硬件结构 (5) 3.2 时钟电路.......................................... 错误!未定义书签。 3.3 电源电路.......................................... 错误!未定义书签。 3.4 键盘电路 (10) 3.5 LED数码管显示电路 ................................ 错误!未定义书签。 3.6语音电路以及ISD1700芯片介绍 ...................... 错误!未定义书签。 3.6.1语音电路 ........................................ 错误!未定义书签。 3.6.2 ISD1700芯片及引脚介绍 .......................... 错误!未定义书签。第四章软件系统设计 ..................................... 错误!未定义书签。 4.1单片机主流程图 .................................... 错误!未定义书签。 4.2时间设置流程图 (18) 4.3放音操作流程图 (19) 致谢 (21) 参考文献 (21) 附件一源程序 (22) 附件二电路原理图 (71)

基于单片机的公交车报站系统毕业设计

基于单片机的公交车报站 系统毕业设计 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

毕业设计说明书 课题名称: 基于单片机的公交车报站 系统设计 学生姓名 专业应用电子技术 班级 1202 时间 指导教师 电子工程学院 摘要： 本文介绍了一种公交车报站系统的硬件设计原理，提供了一种以AT89C52单片机为核心，控制大屏幕LED点阵显示的硬件设计方案。系统主要通过AT89C52单片机做为系统CPU，处理包括键盘输入和LED显示屏显示站名的所有信号处理。系统扫描到有键按下，判键确定后给CPU一个脉冲信号，然后CPU处理信号，确定所到站的站名，再通过扫描驱动从LED显示屏上显示出所到站的站名。达到半自动报站的作用。整个系统硬件设计包括键盘电路、复位电路、显示驱动电路、显示电路、内存扩展电路模块。其中显示模块是本系统的重点。

本系统很大程度上提高公交车报站的准确性，可靠性。提高了公交系统的服务质量。促进城市经济发展和交通变化的和谐发展。 关键词： AT89C52单片机，16*16LED点阵显示屏， 目录 第一章 (3) 前言 (3) 背景与意义 (3) 现状 (4) 发展趋势 (4) 设计任务 (4) 第二章案论证和选择 (5) 总体方案 (5) 单片机的选择 (5) LED点阵显示方式的选择 (6) 第三章系统硬件设计 (7) 单片机介绍 (7) 3.1.1晶振电路 (10) 3.1.2复位电路设计 (11) 3.1.3按键电路设计 (11) 显示电路设计 (12) 16*16LED显示屏 (12) 3.2.2 LED显示屏工作原理 (14) 第四章软件设计 (16) 软件开发工具和语音 (16) 单片机软件流程图 (16)

基于51单片机最小系统设计

基础强化训练任务书 学生姓名：董勇涛专业班级：电子0902 指导教师：洪建勋工作单位：信息工程学院 题目：基于51单片机最小系统设计 一、训练目的 主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练，提高学生的基础理论知识、基本动手能力，提高人才培养的基本素质。 二、训练内容和要求 1、基础课程和基本技能强化训练 (1)设计一个基于51单片机最小系统电路； (2)对所设计电路的基本原理进行分析； 2、文献检索与利用、论文撰写规范强化训练 要求学生掌握基本的文献检索方法，科学查找和利用文献资料，同时要求学生获得正确地撰写论文的基本能力，其中包括基本格式、基本排版技巧和文献参考资料的写法、公式编排、图表规范制作、中英文摘要的写法等训练。 3、基本动手能力和知识应用能力强化训练 (1)学习PROTEL软件； (2)绘制电路的原理图和PCB版图，要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范； 4、查阅至少5篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书，全文用A4纸打印。 三、初始条件 计算机；Microsoft Office Word 软件；PROTEL软件 四、时间安排 1、20011年7 月 11日集中，作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明； 学生查阅相关资料，学习电路的工作原理。 2、2011年7 月 12日，电路设计与分析。 3、2011年7 月 13日至2010年7 月 14日，相关电路原理图和PCB版图的绘制。 4、2011年7 月15日上交基础强化训练成果及报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要.................................................................................................................... 错误!未定义书签。

模拟公交车报站系统设计【文献综述】

毕业论文文献综述 机械设计制造及其自动化 模拟公交车报站系统设计 一、研究现状 从古至今，衣食住行中的行，一直是人们关注的话题。古时那畜力横行的年代诞生了马车，诞生了驿站，都为出行提供了便利，使得人们能走地快见识地更多。等到进阶到了工业革命之后，交通工具的发展跃上了新的台阶，蒸汽机与内燃机大大超越了畜力的极限，人们的行走力被不断地更新，先进的交通工具登上了舞台。随着社会的进步，汽车走入了富有人家，而普通的人们也拥有了公共交通工具，公交车就是那么一个产物。 在当今社会，即使在私家车越来越多的今天，公交车仍然是人们出行的首选，因为公交车具有方便、快捷、车票便宜等优点。公共汽车为外出的人们提供了便利的同时，其报站服务越来越总体影响服务的质量。近年来，过去极为普遍的极为传统的主要由售票员报站的公交车越来越少，有些售票员有着浓重的地方口音，给外地人乘坐公交车造成了困难。另外，无人售票公交车在街头的广泛普及，公交车报站器就越显得重要了，对公交车报站系统的要求也越发高。伴着科学技术的日益发展和进步，微型计算机技术已经在许多领域得到了广泛的应用。在声学领域，微机技术与各种语音芯片相结合，即可完成语音的合成技术，语音报站器也随之被广泛使用。技术的进步带给了产业的更新，过去古老的乘务员沿途报站的方式，可以有效的慢慢放弃，避免了乘务员代理的麻烦的同时，更给许多不熟悉公交线路的乘客带来了方便，从而为市民提供了更加人性化的服务。 二、存在问题 科学技术的日益发展和不断进步，大多数城市居民的习惯于公交车出行，又有新的不满开始产生和堆积。当前的公交车系统，最多使用的，仍然是最为传统的人工售票员报站系统和略先进的司机人工按键报站系统。 传统的人工售票员报站需要两个人来操作，而现在劳动力型产业在渐渐被智能化与自动化产业替代。尤其是售货员，不光需要负责售票的工作，还要承担准确的为乘客报站的工作。很多地区，带有地方口音的售票员操着不正规的普通话报站，外来务工人员经常是很难听的懂售票员所报出的消息以至于打乱原有计划，从而引起很多的麻烦。 公交车上的人工按键报站也开始渐渐无法满足大家更高的要求。主要表现为：(1) 报站不准确: 由于司机在操作报站系统时经常会按错键或忘记按键，而且在调整系统时会连续报出几个站点，让不熟悉路线站点的乘客不知所措。(2)安全隐患:每次报站时都需要由驾驶员对报站器进行操作，而在

基于stc89c51单片机温控系统设计与制作学位论文

commonly used circuit, makes the whole design is more complete, more flexible. Keywords: DS18B20; STC89C51; MCU; control; simulation

1.绪论 1.1 温度控制系统设计的背景及意义 随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。 温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。 1.2 饮水机温度控制系统的目的 饮水机的温度控制系统，能有效的利用水资源和电源。过低的温度或者过高的温度都会使水资源造成浪费，在全球水资源缺乏的今日，我们更应该掌握好水温的控制。本设计为一个单片机的饮水机的温度控制系统，此系统可以实时检测饮水的水温，并且可以通过液晶管显示饮水机的温度，可以通过键盘对饮水机的水进行加热，当低于设定的温度下限时进行加热，本设计是对温度进行实时监测与控制，设计的系统主要实现了以下功能： 1.在液晶显示当前温度的大小，精度为四分之一度，并显示温度控制的上限值和下限值。 2.单位转换，把显示温度的单位从摄氏温标与华氏温标进行互换。 3.温度控制，当温度超出上限值就关闭继电器，当温度低于下限值就启动继电器。 4.温度控制的上限和下限的设置，通过矩阵键盘的输入修改上限值和下限值。 5.蜂鸣器报警，当温度超出上限值蜂鸣器进行报警。 1.3 系统总体设计思想 方案一：使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电

基于51单片机的交通控制系统模拟设计

基于51单片机的交通控制系统模拟设计 学院：电气与控制工程学院 专业：自动化 姓名：

目录 1. 设计思路 (2) 2.2显示界面方案 (2) 2.3输入方案： (2) 3 单片机交通控制系统总体设计 (2) 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 (2) 3.2单片机交通控制系统的功能要求 (3) 3.3单片机交通控制系统的基本构成及原理 (3) 4智能交通灯控制系统的硬件设计 (4) 4.1系统硬件总电路构成及原理 (4) 4.2系统硬件电路构成 (4) 4.3系统工作原理 (4) 5 系统软件程序的设计 (6) 5.1程序主体设计流程 (6) 参考文献 (17) 设计心得体会 (18) 附录 (19) 基于单片机的交通控制系统模拟设计

1. 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行显示电路，灯状态电路，按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计，对于本系统，采用单片机C语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解定时器，中断以及延时原理，总体上完成了软件的编写。 2.单片机交通控制系统方案的比较、设计与论证 2.1 电源提供方案 采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要， 节约成本；缺点是输出功率不高。 2.2 显示界面方案 采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。 2.3 输入方案： 由于该系统对于交通灯及数码管的控制，只用单片机本身的I/O 口就可实现，且本身的计数器及RAM已经够用，故选择方案二。 3 单片机交通控制系统总体设计 3.1单片机交通控制系统的通行方案设计 设在十字路口，分为东西向和南北向，在任一时刻只有一个方向通行，另一方向禁行，持续一定时间，经过短暂的过渡时间，将通行禁行方向对换。其具体状态如下所示。交通状态从状态1开始变换，直至状态6然后循环至状态1，周而复始。 通过具体的路口交通灯状态的演示分析我们可以把这四个状态归纳如下： ◆南北方向红灯灭，同时绿灯亮，东西方向黄灯灭，同时红灯亮，倒计时30秒。此状态下，东西向禁止通行，南北向允许通行。 ◆南北方向绿灯灭，东西方向红灯灭，同时黄灯亮，倒计时3秒。此状态下，除了已经正在通行中的其他所以车辆都需等待状态转换。

公交车报站器的设计

公交车报站器的设计与实现Design and Realization of the Bus Stop-Reporting Mechanical

公交车报站器的设计与实现 [摘要]本文介绍了基于凌阳十六位单片机精简开发板—61板SPCE061A、LED键盘和SPR_4096显示模组制作的简易公交车报站系统，利用SPR_4096模组存储语音资源和利用了LED键盘显示模组完整地播放一条公交线路的站名，并且能够显示日期和时间，具有时间日期的设置功能。首先给出了模拟公交车报站器的选题背景和设计方案。再次详细地介 绍了系统设计过程中要用到的各种模块（主控板模块、SPR模组模块、LED显示模组模块）的工作原理和主要功能以及语音压缩的方法和过程。最后详细地介绍了系统设计过程中各 种模块的硬件设计和软件设计的实现过程，最终成功实现了公交车报站和在数码管上显示 时间日期等基本功能。 [关键词]公交车报站器SPCE061A芯片SPR4096模组LED键盘显示模组语音压缩

Design and Realization of the Bus Stop-Reporting Mechanical [Abstract] This paper introduces the Facilitated Bus Stop-Reporting System based on the Sunplus sixteen-singlechip developing panel-SPCE061A, which using SPR_4096 modular and LED keyboard displaying modular completely broadcasts the stop names of a bus route and shows the date and time with the function of setting the time and date. Firstly , this paper gives the choosing background and the designing scheme of the Imitated Bus Stop-Reporting System. Secondly, it explicitly introduces the operating principle and main function of kinds of modules used in the system design (master control board module, SPR modular module and LED displaying modular module) as well as the method and the process of the speech compression. Finally, it detailedly explains the design process of the module hardware and software so that and the functions of the Bus Stop-Reporting, the time and date-showing are accomplished. ［Keywords］Bus Stop-Reporter SPCE061A chip SPR4096 Modular LED keyboard Displaying Modular Speech Compression

公交车自动报站系统的设计

目录 摘要 (1) 关键词 (1) 1前言 (1) 2系统创意设计和方案及功能说明 (2) 2.1目前使用较广泛的报站方案 (2) 2.2本设计的设计思想和方案 (2) 2.3预期实现功能 (3) 3硬件系统分析 (3) 3.1车载系统的硬件设计 (4) 3.1.1单片机选型 (4) 3.1.2语音功能模块 (9) 3.1.3无线收发模块 (14) 3.1.4键盘输入模块 (17) 3.2车站系统的硬件设计 (22) 4软件设计 (22) 4.1主程序 (23) 4.2按键扫描 (23) 4.3LED显示部分 (23) 4.4语音录放部分 (24) 4.5无线接收部分 (29) 5系统的软硬件调试 (30) 6总结 (34) 参考文献 (35) 致谢 (35) 附录 (36)

公交车自动报站系统的设计 摘要：本设计是实现城市公交自动报站，控制系统采用AT89C51单片机作为中央处理芯片，IDS4004作为语音处理芯片，结合2262/2272芯片实现车站的自动识别，自动报站，和LED点阵屏幕显示等。同时还配备了键盘，可以在自动报站发生故障时手工报站。 关键词：单片机；自动报站；语音录放；LED点阵； Sale Design of city BUS-stop Auto-Announce system Abstract: This design is to achieve city Bus-stop Auto-Announce system.The control system uses AT89S51 Singlechip as a central processing chips.ISD4004 as voice processing chips,with2262/2272 chip to achieve the station automatic idengtification.and LED dot-matrix screen display ,and so on.At the same time.the system provides a keyboard,in case when the station automatic identification is damaged then to report the station manually. Key words: Singlechip；Auto-Announce；V oice recorders；LED dot-matrix 1前言 公交车是目前最提倡的交通工具之一，加上如今保护环境、节约能源的呼声日益高涨，公交车将会越来越普及，它对应的服务也应该有更人性化，报站服务的好坏，直接影响乘客对这路公交车印象的好坏。传统的报站是由售票员人工喊话的，这样的方式有很多弊端，比如售票员工作强度大，还会发生漏报、误报的情况，也有可能售票员发音不标准，部分乘客不能听清内容，造成乘客不能正确下车，耽误其行程等。势，虽然现在市场中有电子语音报站系统，可是这样还是对驾驶员是一个巨大的挑战。 公交车自动报站器的设计主要是为了弥补改变传统语音报站器必须有司机操控才能工作的落后方式，进站、出站自动播报站名及服务用语，为市民提供更人性化，更完善的服务。 传统由乘务人员人工报站，该方式因其效果太差和工作强度太大，在很多大城市已经被淘汰。公共汽车行驶在现代文明程度高的市区，它是一道流动的风景线，因而对整车外形乃至色彩都有更高的要求。作为公共汽车还要求有醒目和减少乘务人员劳动强度的电子报站器，电子显示路牌，无人售票装置，前后电视监视系统等新技术的

毕业设计(论文)-基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计

摘要 摘要 本课题针对教室灯光的控制，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机设计教室灯光智能控制系统的思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件模块和相应软件部分。 该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有报警功能；同时还采用了软/硬件的“看门狗”等抗干扰措施。 本系统程序部分采用C语言编写，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，针对性强，性价比高等优点，可以满足各类院校对教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。 关键词：智能控制器热释红外传感器单片机 1

引言 引言 当前，随着经济的飞速发展，能源短缺问题日益突出，成为一个国家经济发展的“瓶颈”。作为工业生产和人民生活不可或缺的电力能源更是如此。尤其现今越来越提倡低碳生活，节约能源已经成为一种全球共识，而作为培养社会精英的高校更应该起到榜样的作用。但是目前在校园内，教室灯火通明，却空无一人的现象屡见不鲜，这不仅造成了严重的资源浪费，也对高校的形象造成了很坏的影响。本文所研究的教室灯光控制系统就可以很好地实现节约能源的作用。 1 系统硬件组成 整个系统由中央控制电路、2×4按键电路、光敏传感电路、继电器驱动电路、时钟电路、液晶显示电路六个模块组成。其中，光敏传感电路模块主要完成对教室当前光线明暗程度的判定，时钟电路主要实现时基功能，两者分别提供光照和定时数据供以单片机为核心的中央控制模块进行逻辑判断，单片机最终将运算结果输出到液晶显示屏，同时对教室灯光进行控制。整个系统的硬件框图如图1所示。 1．1 中央控制模块 系统中，中央控制器主要用于接收两个外部数据，由此判断是否定时时间已到，教室光照是否充足。控制器根据这两个外部数据来进行逻辑运算，从而实现定时开关灯、刷新液晶显示屏，同时可以通过键盘设置时间日期、查看相关信息 根据系统设计要求，控制器选择了宏晶科技公司提供的STCl2C4052AD型单片机。该款是一种高速、高可靠性单片机，工作电压5．5～3．4V，Flash程序存储器4K字节，SRAM 为256字节，2个定时器，8路8位A／D转换器，可通过串口实现在线编程、A／D转换、看门狗等功能。 1．2 液晶显示电路 为了实现较好的人机交互界面，在本系统中采用1602液晶显示屏来显示用户的设定作息时间及用户所查询的信息。 点阵字符型液晶显示器是专门用于显示数字、字母、图形符号及少量自定义符号的显示器。这类显示器把LCD控制器／点阵驱动器／字符存贮器全做在一块印刷板上。系统选用日立公司的HD44780液晶显示。HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现字符移动／闪烁等功能。与MCU的传输可采用8位并行传输或4位并行传输2种方式。液晶显示电路如图2所示。 2