基于EDA軟件Proteus的LED屏下位機系統(tǒng)設(shè)計

為了開發(fā)LED信息顯示系統(tǒng)，對LED單線顯示下位機系統(tǒng)進行了研究，利用EDA軟件PRO-TEUS建立了基于51單片機的硬件電路原理圖，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)計的可行性。開發(fā)了顯示屏下位機系統(tǒng)，包括從上位機接收字符信息并存儲在下位機存儲器中的串行通信部分，以及從存儲器中讀取字符信息并顯示的顯示控制部分。2.2下位機軟件
下位機軟件是運行在8015單片機上的十六進制機器語言，可以用匯編語言或C51編寫，在KEIL開發(fā)環(huán)境下編譯成8051單片機的機器語言。下位機軟件的功能是用硬件完成漢字顯示碼的接收、存儲和控制顯示，算法流程見如圖2。
單片機初始化包括片上RAM(含計數(shù))
暫時存儲區(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字節(jié)編碼的傳輸字總數(shù)與單片機計數(shù)寄存器進行比較，顯示前串口接收復(fù)位是為了方便下一次串口通信。在程序運行的任何時候，當(dāng)上位機向下位機發(fā)送顯示代碼時，串口都會被中斷。單片機會中斷當(dāng)前工作，保存現(xiàn)場數(shù)據(jù)，而不是接收顯示代碼并存儲在片外RAM中。完成后，它將返回到中斷的斷點繼續(xù)前面的工作。因為中斷可能隨時發(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和下位機單片機的信息通道。由于RS  223 申口通信廣泛支持單片機和PC機，且通信協(xié)議簡單，便于電氣連接和編程控制，本設(shè)計采用RS232串行通信標準。在電氣連接上，單片機的RXD端口連接到PC機串口的TXD端口，單片機的TXD端口連接到PC機串口的RXD端口。在軟件方面，下位機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)試下位機系統(tǒng)按照圖1的硬件系統(tǒng)框圖搭建。8015單片機可選擇AT89C51，RAM存儲器可選擇SK存儲器中的HY6264，需要一個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)動和控制陣列，帶 3的88 點陣模塊用于LED  點陣，PROTEUS6.9SP5環(huán)境下的仿真原理圖見如圖3，其中LED  點陣只有兩個字，足夠系統(tǒng)構(gòu)建和測試，實際工程應(yīng)用中可以擴展字數(shù)。在PROETEUS6.9SP5環(huán)境下設(shè)置好電路原理圖后，需要按照圖2所示的算法流程編寫單片機程序。編程可以直接在PROTEUS下進行，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)置選項的調(diào)試選項卡中選擇‘使用proteuvsmssimulator’。上述步驟設(shè)置完成后，即可進行聯(lián)合仿真調(diào)試。結(jié)論利用電子設(shè)計自動化技術(shù)設(shè)計發(fā)光二極管顯示屏下位機系統(tǒng)，可以提高設(shè)計效率和可靠性，降低設(shè)計勞動強度和設(shè)計成本，方便日后修改設(shè)計。本設(shè)計的目的是驗證硬件設(shè)計和算法的可行性。應(yīng)用于工程實踐時，需要根據(jù)實際情況增加顯示控制器件和LED顯示模塊，同時還要考慮供電和散熱問題。