基于射频无线通信的点阵显示屏设计与实现_毕业设计.docx

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基于射频无线通信的点阵显示屏设计与实现_毕业设计.docx

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唐山学院

毕业设计

设计题目：

基于射频无线通信的点阵显示屏设计与实现

摘要

LED点阵显示屏优点很多，广泛应用于各种场合。

目前，采用有线方式传输显示信息的点阵屏幕安装和更改位置不便，而采用公共无线收费网络传输方式运行费用较高。

针对以上不足之处，本研究的主要目标是实现点阵显示屏的无线控制。

在上位机PC端输入显示的内容，通过无线收发模式，在下位机点阵屏显示接收到的内容。

本系统是以89C51系列单片机STC89C51RC作为控制核心，来控制各部分电路实现相应的功能。

从功能上划分，本系统分为上位机PC端界面、无线发射模块、无线接收模块和LED点阵屏显示模块。

上位机用VB语言编写可视化界面，实现显示信息的输入、字模数据的生成、串口选择、波特率选择和数据一键发送，实现了简单的人机交互。

下位机采用单片机为主控芯片的电路，显示信息的数据存储在外扩32K的随机存储器62256中。

无线通信采用CC1100模块，它具有低功耗、传输距离远、抗干扰能力强和误码率低等优点。

点阵显示屏显示部分由16个8×8发光二极管组成，能够清晰的显示4个16×16分辨率的汉字。

关键字：

单片机点阵显示屏射频无线通信随机存储器

theRfWireless

DesignandRealizationofTransmissionLEDLatticeScreen

BasedonMicro-controllerUnit

Abstract

TheLEDlatticescreen

hasmanyadvantages,soitiswidelyusedinallkindsofsituations.Atpresent,thewayofdisplayinginformationtransmissioncablebitmapscreeninstallationandchangethepositionofinconvenience,andtousethepublicwirelesschargingnetworktransmissionoperationcostishigher.Inviewoftheaboveshortcomings,thestudy's

LEDlatticescreen

maingoalistorealizethe controlledbywirelesssignal.InthePCtheinput

LEDlatticescreen

thecontentoftheshow,throughthewirelesstransceivermode,thedisplaysthereceivedcontent.

STC89C52RCof89C51seriesmicro-controllerunitisthecoreofthissystem,andcontrolseverypartofcircuitachievingtheirfunctions.ThissystemconsistofaPCsendinterface,wirelesstransmittingmodule,wirelessreceivingmodulesandtheLEDlatticescreenpart.

TheinterfacepreparedbyVBlanguageisavisualinterface,whichcanrealizemanyfunctions，suchastheinputofthedisplayinformation,thegenerationoffontdata,theselectionserialports,theselectionofBaudrateandhowtotransmitdatawithonekey,realizedsimplehuman-computerinteraction.Themachineadoptssingle-chipmicrocomputer

foramaincontrolchipcircuits,displayinformationofthedatastorageexpansionoutside32Kofrandomaccessmemory.Amongthem,theCC1100wirelesstransmissionmodulehasmanyadvantages,suchaslowpowerconsumptionandlongdistancetransmissionandstronganti-interferenceability.TheLEDlatticescreenismadeof16pieces8× 8ledscomposition,whichcanclearlyshowfour16×16resolutionChinesecharacter.

Keyword:

MCU；LEDLatticeScreen；RfWirelessTransmission；RAM

1引言 1

2总体设计方案 2

3系统硬件电路设计 3

3.1核心器件介绍 3

3.1.1STC89C51系列单片机介绍 3

3.1.2CC1100无线模块介绍 8

3.1.3点阵显示屏芯片介绍 10

3.2控制板电路设计 12

3.2.1控制板原理 12

3.2.2外部扩展板的设计 14

3.3点阵显示屏模块设计 15

3.3.1控制板原理 15

3.3.2行驱动电路设计 16

3.3.3点阵显示屏原理图设计 18

3.4电路板焊接 19

4系统软件设计 20

4.1软件开发平台及开发语言介绍 20

4.1.1VisualBasic6.0开发平台 20

4.1.2KEILUVISION4开发平台 21

4.2上位机管理系统程序设计 22

4.2.1系统概要设计 22

4.2.2软件详细设计 22

4.3下位机无线收发模块程序设计 24

4.3.1无线发射模块程序设计 24

4.3.2无线接收模块程序设计 27

5PCB板的设计与实现 28

5.1Protel99SE介绍 28

5.2PCB设计主要步骤 28

5.3LED屏PCB设计与实现 30

5.4PCB板设计注意事项 33

6系统软硬件调试 34

6.1STC-ISP程序下载器介绍 34

6.2上位机发射界面调试 35

6.3下位机接收部分调试 35

7结论 37

8谢辞 38

参考文献 39

附录 40

附录1总电路图 40

附录2VB界面程序 41

附录3发送端程序 48

附录4接收端程序 65

附录5器件清单 89

外文资料 90

唐山学院毕业设计

1引言

LED点阵屏是由发光二极管按规律排列所组成的点阵显示屏幕，它可用来显示字符、图案等信息，具有可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高等特点，因此在信息显示领域得到了广泛应用。

在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示图形和汉字。

LED行业已成为一个快速发展的新兴产业，市场空间巨大，前景广阔。

随着信息产业的高速发展，LED显示作为信息传播的一种重要手段，已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所，例如户内外公共场所广告宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证券与银行信息显示、餐馆报价信息豆示、高速公路可变情报板、体育场馆比赛转播、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等。

显然，LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。

LED点阵显示根据应用领域和要求不同可以分为很多种。

常见的是采用单片机为控制核心的LED点阵显示，显示的数据预先存储在ROM中，当程序运行时，单片机负责依序将ROM中存储的数据进行读取、传输和显示[1]。

这种方式优点在于廉价、现实简单，适用于显示字符少或显示画面不大的场合，并且很少更改显示内容。

但是当显示画面大，显示内容多且较复杂，光靠单片机处理不过来，或者希望能随时改变显示内容或画面时不方便，局限性很大。

并且目前多采用有线数据传输方式的LED点阵屏幕安装和更换位置不便，而采用公用无线收费网络的方式费用较高。

目前，生活中常见的LED显示屏都是采用单片机为控制核心，显示的数据预先存储在ROM中，当程序运行时，单片机负责依序将ROM中存储的数据进行读取、传输和显示。

这种方式优点在于廉价、现实简单，适用于显示字符较少并且很少更改显示内容的情况。

当显示画面大，显示内容多且较复杂，光靠单片机处理不过来，或者希望能随时改变显示内容或画面时不方便，局限性很大。

并且目前多采用有线数据传输方式的LED点阵屏幕安装和更换位置不便，而采用公用无线收费网络的方式费用较高。

针对以上不足，本设计研究了由PC来控制点阵屏显示信息，基于射频无线通信技术传输信息的点阵屏显示系统。

本设计除了具有让LED显示终端进行文本显示的基本功能外，还区别于传统的有线方式传输显示信息，可以通过射频无线通信技术传输数据，解决了不能随时更改显示内容的问题，在成本增加不多的情况下解决了安装和更改位置不方便的问题，提高可移动性，也符合嵌入式系统应用的未来发展方向。

2系统总体设计方案

上位机

PC端

VB界面输

入显示信息

上位机

控制板

CC1100

无线发射

通过对基于射频无线通信的点阵显示屏的分析，本设计所研究的无线LED点阵屏分为上位机和下位机两大部分。

上位机PC端负责显示信息的输入，用VB语言编写软件界面，制作一个可以输入显示信息并一键发送的可视化界面。

当输入文字信息后按确定发送键，VB将显示信息通过串口和无线发射模块发送出去。

下位机以STC89C51单片机为主控芯片，用于显示信息的接收和显示，CC1100模块接收上位机传输的显示信息，通过单片机在点阵屏上显示。

整个设计根据功能分为上位PC机管理模块、无线发射模块、无线接收模块、LED点阵显示模块组成，工作流程如图2-1所示。

无线发射端

LED

显示屏

移位锁存

数据处理

下位机

控制板

CC1100

无线接收

图2-1系统总体方案流程图

无线接收端

上位机PC端用VisualBasic语言编写软件界面，用户可以直接输入显示信息，并确认发送显示。

显示信息数据通过串口通信传送到单片机，并通过无线发射模块CC1100发射出去，上位机管理模块是用户和该系统进行交流的平台。

下位机CC1100模块接收数据后通过单片机把数据存储到RAM中，并显示的点阵显示屏上。

无线发射模块和无线接收模块采用 CC1100无线射频通信模块，这是一款集FSK/ASK/OOK/MSK支持实现信息包处理、数据缓冲、群发射、空闲信道评估、链接质量指示和无线唤醒等多种功能为一体的高性能模块，它可以采用曼彻

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