基于单片机控制的多功能广告牌的设计-本科毕设论文.docVIP

目 录 1 选题背景 1 1.1 单片机的发展 1 1.2 广告牌的发展 1 2 方案论证 1 2.1 单片机芯片 1 2.2 时钟芯片 2 2.3 显示芯片 2 2.4 通信总线标准及其接口 2 3 过程论述 3 3.1 单片机最小系统 3 3.2 时钟模块 3 3.3 温度检测模块 3 3.4 掉电保护模块 3 3.5 通信模块 4 3.6 显示模块 4 3.7 报警模块 4 3.8 按键模块 4 3.9 电源模块 4 3.10 系统总体电路图 4 3.11 主程序设计 4 3.12 时钟程序设计 4 3.13 温度检测程序设计 5 3.14 掉电保护程序设计 6 3.15 通信程序设计 6 3.16 显示程序设计 7 3.17 按键程序设计 7 4 结论总结 8 5 设计体会 8 参 考 文 献 10 附 录 11 附录I 系统原理图 11 附录II 主程序 12 附录III 时钟程序 13 附录IV 温度程序 20 附录VI 通信程序 27 附录VII 显示程序 31 附录VIII 按键程序 36 1 选题背景 1.1 单片机的发展 1974年，美国仙童（Fairchild）公司研制了世界上第一台单片机F8。从此单片机开始迅速发展，应用领域也不断扩大，现已成为微型计算机的重要分支。目前，单片机的主流仍然是8位高性能单片机。其发展具体体现在CPU功能增强、内部资源增多、引脚的多功能化、低电压、低功耗等。单片机的发展是为了满足不断增长的自动检测、控制的要求。具体体现在传感器接口、各种工业对象的电气接口、功率驱动接口、人机接口、通信网络接口。这些接口性能的发展体现在高速的I/O能力，较强的中断处理能力，较高的A/D、D/A性能，较强的位操作能力、功率驱动能力、程序运行监控能力、信号实时处理能力等。总之，单片机将向高性能、高可靠性、低电压、低功耗、低噪声、低成本的方向发展 [。1.2 广告牌的发展 随着新科技的不断涌现，广告牌的模式和设计也日新月异，广告牌已由传统的手绘图纸的形式向数字式转变，数字广告牌已逐渐成为街景，甚至超越传统广告牌成为城市风景。现如今，不论是国内还是国外，不论是大型广告牌还是小型广告牌，在设计上越来越讲求它的自动化和美观性。大型广告牌的发展日趋激烈，小型广告牌也在加速渗入到我们生活的各个角落中，这些广告牌不仅简单方便，并且具备一些其他的功能。小型数字广告牌由于它的简单小巧，原材料便宜，且适合于多种场合而越来越受到厂商们的青睐。 2 方案论证 2.1 单片机芯片 方案一：MSP430单片机 MSP430系列单片机是美国德州仪器（TI）公司生产的一种特低功耗的Flash微控制器。MSP430最大的特点就是超低功耗。程序代码空间60KB、数据存储空间2KB，I/O引脚48线，片内集成12位A/D，16位定时器、模拟比较器、串行接口、硬件乘法器等模块[]。 方案二：STC89系列单片机 STC89系列单片机是MCS-51系列单片机的派生产品。它的主要特性有：5V工作电压，操作频率0～40MHZ；1K字节RAM；支持12时钟或6时钟模式；4个8位I/O口，含3个高电流P1口，可直接驱动LED；3个16位定时器/计数器等。 通过比较，选择STC89系列单片机，它能够满足设计要求和需要，并且价格便宜。 方案一：X1203 X1203是一个带时钟/日历和两个闹钟的实时时钟芯片。该芯片以秒、分、时、星期、日、月和年为单位跟踪时间。具有闰年校正功能，并能对小于31天的月份自动进行调整。 方案二：DS1302 DS1302是一种高性能，低功耗，带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能。采用三线串行数据传输接口与CPU进行同步通信，具有主电源/后备电源双电源引脚。 通过综合比较，由于DS1302的电路简单，软件控制容易，故选取DS1302芯片。 2.3显示模块采用液晶显示，常用的显示模块有以下两种。 方案一：通用LCD1602液晶片 1602为字符型LCD，它具有40通道点阵LCD 驱动。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，每一个字符都有一个固定的代码。 方案二：FYD-12864-0402B FYD-12864-0402B内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64，可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示。低电压低功耗。 通过综合比较，1602不能满足设计的需要，故选择FYD-12864-0402B液晶模块。 方案一：RS-485总线标准与接口电路 RS-485的通信距离为几十米至上千米。它采用平衡发送和差分接收。具有较高的灵敏度，能检测低至200mV的电压[]。 方案二