基于EDA軟件Proteus的LED屏下位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了開發(fā)LED信息顯示系統(tǒng)，對(duì)LED單線顯示下位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，利用EDA軟件PRO-TEUS建立了基于51單片機(jī)的硬件電路原理圖，并在KEIL環(huán)境下編寫了相應(yīng)的單片機(jī)通信和控制程序。通過PROTEUS和KEIL的聯(lián)合仿真和調(diào)試，證明了設(shè)計(jì)的可行性。開發(fā)了顯示屏下位機(jī)系統(tǒng)，包括從上位機(jī)接收字符信息并存儲(chǔ)在下位機(jī)存儲(chǔ)器中的串行通信部分，以及從存儲(chǔ)器中讀取字符信息并顯示的顯示控制部分。2.2下位機(jī)軟件
下位機(jī)軟件是運(yùn)行在8015單片機(jī)上的十六進(jìn)制機(jī)器語言，可以用匯編語言或C51編寫，在KEIL開發(fā)環(huán)境下編譯成8051單片機(jī)的機(jī)器語言。下位機(jī)軟件的功能是用硬件完成漢字顯示碼的接收、存儲(chǔ)和控制顯示，算法流程見如圖2。
單片機(jī)初始化包括片上RAM(含計(jì)數(shù))
暫時(shí)存儲(chǔ)區(qū)
，等等。)初始化、RS232消息設(shè)置初始化、中斷初始化等。判斷傳輸是否結(jié)束是將顯示碼流第一個(gè)字節(jié)編碼的傳輸字總數(shù)與單片機(jī)計(jì)數(shù)寄存器進(jìn)行比較，顯示前串口接收復(fù)位是為了方便下一次串口通信。在程序運(yùn)行的任何時(shí)候，當(dāng)上位機(jī)向下位機(jī)發(fā)送顯示代碼時(shí)，串口都會(huì)被中斷。單片機(jī)會(huì)中斷當(dāng)前工作，保存現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，而不是接收顯示代碼并存儲(chǔ)在片外RAM中。完成后，它將返回到中斷的斷點(diǎn)繼續(xù)前面的工作。因?yàn)橹袛嗫赡茈S時(shí)發(fā)生，所以流程圖中沒有顯示。
3串行通信
通信部分是連接上位機(jī)和下位機(jī)單片機(jī)的信息通道。由于RS  223 申口通信廣泛支持單片機(jī)和PC機(jī)，且通信協(xié)議簡單，便于電氣連接和編程控制，本設(shè)計(jì)采用RS232串行通信標(biāo)準(zhǔn)。在電氣連接上，單片機(jī)的RXD端口連接到PC機(jī)串口的TXD端口，單片機(jī)的TXD端口連接到PC機(jī)串口的RXD端口。在軟件方面，下位機(jī)的串口中斷入口程序除了設(shè)置合理的波特率外，還要將上位機(jī)發(fā)送的顯示碼流中的字符顯示碼和相關(guān)控制字保存到相應(yīng)的隊(duì)列M和寄存器中，并記得清除RI，以便下次接收。4仿真和與KEIL的聯(lián)合調(diào)試下位機(jī)系統(tǒng)按照?qǐng)D1的硬件系統(tǒng)框圖搭建。8015單片機(jī)可選擇AT89C51，RAM存儲(chǔ)器可選擇SK存儲(chǔ)器中的HY6264，需要一個(gè)74LS373作為數(shù)據(jù)鎖存器。帶輸出鎖存器的移位寄存器74LS595用于驅(qū)動(dòng)和控制陣列，帶 3的88 點(diǎn)陣模塊用于LED  點(diǎn)陣，PROTEUS6.9SP5環(huán)境下的仿真原理圖見如圖3，其中LED  點(diǎn)陣只有兩個(gè)字，足夠系統(tǒng)構(gòu)建和測(cè)試，實(shí)際工程應(yīng)用中可以擴(kuò)展字?jǐn)?shù)。在PROETEUS6.9SP5環(huán)境下設(shè)置好電路原理圖后，需要按照?qǐng)D2所示的算法流程編寫單片機(jī)程序。編程可以直接在PROTEUS下進(jìn)行，但PRO  Flower  US只提供ASM51編譯器，即源程序只能用匯編語言編寫。單片機(jī)程序也可以用KEILvision2集成開發(fā)環(huán)境編寫，源程序可以用C語言或匯編語言編寫。編譯后可以聯(lián)合仿真調(diào)試。對(duì)于PROTEUS和KEIL的聯(lián)合仿真調(diào)試，需要設(shè)置自己的開發(fā)環(huán)境。具體方法如下：首先，復(fù)制‘VDM  51’。PROTEUS安裝目錄下的模型庫中的“DLL”動(dòng)態(tài)鏈接庫到KEIL安裝目錄下的“C5lBIN”文件夾；然后修改“工具”。KEIL安裝目錄中的“INI”文件，并在[C51]子項(xiàng)中添加一行“TDR  V5=binvdm  51 . dl(' proteuvsmssimulator  ')”；其次，打開PROTEUS，在調(diào)試菜單中勾選‘useremoteDebugmonitor’；最后，程序在KEIL環(huán)境下編寫編譯后，在設(shè)置選項(xiàng)的調(diào)試選項(xiàng)卡中選擇‘使用proteuvsmssimulator’。上述步驟設(shè)置完成后，即可進(jìn)行聯(lián)合仿真調(diào)試。結(jié)論利用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)發(fā)光二極管顯示屏下位機(jī)系統(tǒng)，可以提高設(shè)計(jì)效率和可靠性，降低設(shè)計(jì)勞動(dòng)強(qiáng)度和設(shè)計(jì)成本，方便日后修改設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的目的是驗(yàn)證硬件設(shè)計(jì)和算法的可行性。應(yīng)用于工程實(shí)踐時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況增加顯示控制器件和LED顯示模塊，同時(shí)還要考慮供電和散熱問題。