075 基于PC机串行通讯的LED数字显示终端设计样本
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本设计包含内容：源代码+毕业论文
论文大概：
 
基于PC机串行通讯的LED数字显示终端设计
                
摘 要：本文介绍了采用RS232 接口进行串行通讯的原理,并给出了实现该系统功能的相应硬件电路。为了在人机对话设计中降低硬件成本,节约单片机的I/ O 口资源,通过动态扫描,设计了一种新颖的显示模块,经调试,效果良好。同时,为保证数据的可靠传输,针对通讯过程中可能出现的问题提出了相应的合理解决办法。该设计采用高级语言VB和KeilC51实现PC 机与单片机的通讯和LED动态显示。文中还介绍了实现通讯和LED动态显示的基本语句和主要编程思想。
关键字：数字显示终端；数据通信；MSComm；串行通信

LED digital display terminal station designs based on serial communication of the PC

Abstract: This article is to introduce the principle of adopting RS232 interface to carry on the serial communication, and to provide the corresponding hardware circuit which realizes its system function. In order to reduce hardware cost in interactive design , and to economize I/ O mouth resource of single-chip microcomputer, through the dynamic scaning,people have designed a kind of novel display module.Through debugging, the result comes wonderful. Meanwhile , in order to guarantee the reliable transmission of the data , one should put forward the corresponding rational solution to the problem that may appear in the process of communication . This design adopts high-level language VB and KeilC51 to realize the communication of one-chip computer and LED of showing dynamically. this paper also introduces the basic sentence and the main programming method of realizing communication and LED showing dynamically.
Key word: Terminal station of digital display ; Data communication; MSComm; Serial communication 

1． 引  言

随着现代电子技术的飞速发展, 计算机的通信技术也日趋成熟。而计算机的串行口以其简单的硬件连接方式常常成为硬件开发者的首选。VB6. 0 是一种功能强大、简单易学、可视化的程序设计语言。其中MSComm 通信控件提供了一系列标准通信命令的接口,它允许上位机与其他通信设备(如Modem) 建立串口连接,还可以发送命令、进行数据交换以及监视和响应在通信过程中可能发生的
各种错误和事件,从而可以利用它创建高效实用的串行通信程序。近些年来, 在以单片机为基础的数据采集和实时监控系统中, 越来越多的工程技术人员采用
VB来实现PC 机与单片机之间的命令和数据传输。根据通信距离的远近和下位机的数量, 可以选择RS232或RS485 来实现数据的传送和控制。
一个单片机系统中,显示是人机通道的重要组成部分。在小型的控制系统中,通常用L ED 数码管作为显示器件。L ED 数码管的显示方式通常可分为2 种:静态方式和动态方式。静态显示方式的优点是亮度高、没有闪动、稳定,缺点是功耗大、占pcb 面积大、成本高。因此,大多数设计人员采用动态显示方式。目前,市场上有许多专用的动态显示接口芯片可供选择。但是,这些芯片普遍价格较高,而无法在小系统中应用。有些专用芯片(如MC14489) 采用硬件译码方式,显示的信息量有限,有时难以满足各种要求,因而影响了它的应用。笔者通过实践,设计出一种价格低廉、效果良好的动态显示电路。

2． 硬件实现

本设计硬件电路主要由两部分组成,一部分是PC机与单片机串口通信电路,一部分是LED动态显示电路。串口通信采用MCS－51系列单片机作为下位机, PC机为上位机。单片机通过RS－232串行口接收PC机发送的数据。LED动态显示电路选用74LS377作为段码锁存器,以ULN2003A作为显示驱动。设计的原理框图和实现后的电路板图如下所示：

                              
                                 
          TXD                    TXD
          RXD                    RXD

 

 

                         图2－1 系统原理框图
     
                           图2－2 电路板反面图
 
                          图2－3 电路板正面图
2．1 PC机与MCS-51单片机通信的硬件实现
PC 的主板上通常都预留有一个或两个九针(DB-9) 全双工串行接口(COM1、COM2) ,其电气标准遵循RS-232C标准.在通常的异步串行通信中只使用其中三个引脚,即引脚2(接收RXD)、引脚3(发送TXD)、引脚5(信号地SG)。MCS-51单片机内含异步全双工串行通讯端口,可经P3.0、P3.1脚接收和发送TTL逻辑电平信息。由于单片机输入、输出电平是TTL 电平, 而PC机配置的是RS－232标准串行接口, 二者的电气规范不一致, 因此要完成单片机与PC 机的数据通讯,必须对单片机输出的TTL电平进行电平转换。以前常用的TTL 与RS-232 电平转换芯片为MC1488            和MC1489。MC1488 将TTL电平转换为RS-232 电平, 其供电电压为±12V,MC1489 则把RS- 232 标准电平转换为TTL,供电电压为+ 5V,因此电路中除系统的+ 5V电源外,另需±12V电源。这对于不具备±12V电源的单片机系统很麻烦, 因此本电路用一种标准的RS-232芯片MAX232。MAX232 芯片是MAXIM 公司生产的低功耗、单电源RS232发送/接受器。适用于各种EIA-232E 和V•28/ V•24的通信结果。MAX232 芯片内部有一个电源电压变换器,可以把输入的+ 5 V电压变成RS-232C输出电平所需±10V电压,所以采用此芯片借口的串行通信系统只要单一的+ 5V电源就可以。该芯片与单片机的接口电路非常简单, 只需外接5个0.1μF的电容,即可实现TTL与RS-232 两种电平的转换。转换后的串行口信号R2IN、T2IN直接和单片机的串行口连接。电路图如下：
 
                      图2－3 RS233电平转换电路
con9与PC机com口相连,R2IN,T2IN分别和单片机的RXD（10引脚）,TXD（11引脚）相连。
2.2 LED显示的硬件设计
LED显示有两种方式：静态显示和动态显示。
2.2.1 LED静态显示方式
①静态显示 需要显示的字符的各字段连续通过电流,因此所显示的字段连
续发光。
②工作原理  LED显示器工作在静态显示方式时,各显示位的阴极(或阳极)
连接在一起接地(或+5V),每位的段选线(a～dp)与一个8位并行口相连。只要在该段选线上的段选码电平保持不变,该位就能保持相应的显示字符不变,一直到下次刷新段码为止。
③特点  这种显示方式占用CPU的时间少,但使用元件多,硬件成本高,适
合于显示位数较少的场合。 
2.2.2 LED动态显示方式
①动态显示  是需要显示的字符的各字段断续通过电流,因此所显示的字段
发光是不连续的。
②工作原理  所有显示位的段选线并联在一起,由一个8位口控制,而各显
示位的共阴极点(或共阳极点)分别由其它的I/O口控制,并通过CPU定时一位一位地轮流点亮各显示位,这就是动态显示方式。它利用视觉暂留原理,实现所有显示器都在显示的效果。
③特点 与静态显示方式相比与静态动态扫描显示具有以下优点：第一,能
显著降低显示器的功耗；第二,能大大减少显示器的外部引线,给印制板的设计和安装带来方便；第三,能采用BCD码多路输出的方式,不仅使译码、驱动电路大为简化,还可以与微机相连；第四,只要位扫描信号频率足够高,由于人眼的“视觉暂留”现象,就观察不到闪烁现象。
基于动态显示的上述优点,我们采用动态显示方式来实现数字终端的显示。36位LED段选线通过3片74LS377锁存器与单片机P0口相连,位选线通过六片74LS377对36位LED进行分时选通。
   动态扫描的频率有一定的要求,频率太低,LED将出现闪烁现象。如频率太高,由于每个LED点亮的时间太短,LED的亮度太低,肉眼无法看清,所以一般均取几个ms左右为宜,这就要求在编写程序时,选通某一位LED使其点亮并保持一定的时间,程序上采用定时中断的方法,实现显示图像的稳定性。
动态扫描还要解决显示的亮度问题。为了使LED有一定的亮度,必须增加驱动电路。我们采用ULN2003A器件,ULN2003A是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。电路图如下：

                         图2－4 LED 动态显示电路1

 
                       图2－5 LED动态显示电路2