《电梯轿厢显示屏硬件电路设计案例综述》2400字.docx

电梯轿厢显示屏硬件电路设计案例综述

目录

TOC\o1-3\h\u63571.1单片机介绍 1

303561.1.1电源电路设计 2

263821.1.2复位电路设计 2

99021.1.3时钟电路设计 4

271551.3楼层显示模块设计 4

145341.2.116*16LED点阵介绍 4

253311.2.274HC595缓存器介绍 6

160761.3声光报警模块设计 8

11721.4按键检测模块设计 9

本次设计的电梯轿厢显示屏，以C52单片机作为核心控制单元，八个独立按键作为电梯轿厢楼层按键，16*16LED点阵屏作为电梯轿厢楼层显示屏，LED灯和蜂鸣器作为轿厢内的声光报警装置。

1.1单片机介绍

从上世纪开始，计算机的出现引发了信息革命，而微型计算机的横空出世，成为工业领域的重要转折点。单片机作为微机的主要部分，以它独特的机构和功能，得以迅猛发展。这项技术被用到各种场合。[4]下面是对AT89C52单片机的介绍。

（1）单片机的性能特点

AT89C52单片机在生活和学习中广泛使用，属于ATMEL公司研发的第三代单片机，使用快闪存储器，可以多次擦写，具有非易失性，能够很好的保存数据，相比于上一代产品，最高工作频率可达34MHz，也不需要外部扩展存储器，更加方便，

（2）单片机在工业控制、家用电器、办公自动化和商业营销及其他智能领域都有所应用。

（3）单片机最小系统

单片机最小系统指能维持单片机运转所需要的最基本电路系统，主要由时钟电路、复位电路和电源电路组成。[6]如图3-1所示为单片机最小系统。

图3-1单片机最小系统

1.1.1电源电路设计

单片机的电源电路，使用一个自锁开关控制通断，工作电压一般为+5V。如图3-2为自锁开关实物图。自锁开关一共六个引脚，当未按下状态时，引脚2和6接通，引脚1和5接通；当按下自锁开关时，引脚4和6接通，引脚1和3接通，如图3-3所示。

图3-2自锁开关图3-3引脚图

1.1.2复位电路设计

单片机复位电路是必不可少的一部分，当程序控制执行动作元件执行完一系列操作后，复位电路可以重置单片机状态，使其回到初始化。复位电路主要由电容、按键、电阻组成。外界一个电源和接地端，连接到单片机的RST端口。当按下复位按键时，单片机会立即往RES端口发出高电平信号，此时单片机停止工作，各个元件回到初始化状态。

图3-5复位电路

图3-6为复位电路在仿真图中与单片机的连接：

图3-6复位电路

1.1.3时钟电路设计

单片机能够平稳运行，离不开时钟电路提供的时钟周期，没有时钟周期就无法执行代码，单片机无法工作。时钟电路由一个晶振和两个电容组成，外接一个接地端。单片机有内部晶振和外部晶振，内部晶振准确度不高，误差较大，只能满足一些精度不高的工作。外部晶振对环境要求较低，适用场合广。精度也较高，当停止工作时能自动进入休眠模式，降低对单片机的负担。如图3-7为单片机时钟电路。

图3-7时钟电路

图3-8为时钟电路在仿真图中与单片机的连接：

图3-8时钟电路

1.3楼层显示模块设计

本模块电路由16*16点阵屏和74HC595缓存器组成，其中点阵用于显示楼层，74HC595用于驱动led点阵。以下分别对三种元器件进行介绍。

1.2.116*16LED点阵介绍

点阵的内部结构由大量的发光二极管组成，每个二极管放置在行线和列线的交叉点上。采用共阳极接法时，在共阳端置高电平，共阴极端置低电平时，点阵内部发光二极管导通。只要控制相应的二极管被点亮，便可以实现上下箭头和数字的显示。如图3-9所示为一个8*8LED点阵的内部结构。

图3-98*8LED点阵结构

考虑到电梯轿厢显示的效果，本次设计没有采用8*8的点阵屏，而是采用拥有256个高亮度发光二极管，组成了16行16列的发光点阵。如图3-10所示为一个16*16LED点阵的组成结构。

图3-1016*16点阵的构成

LED点阵屏一般使用扫描式显示，主要分为点扫描、行扫描和列扫描三种方式。当采用点扫描时，为了能够符合人视觉暂留效应，扫描频率要很大。以16*16点阵屏为例，点扫描时，其频率要大于32X256=8192Hz,周期小于1ms。这对于单片机的运行效率和响应速度影响较大，对于单片机的性能要求较高。若采用行扫描和列扫描，频率比点扫描时小很多，周期也较大，普通单片机也可使用。

竖直方向扫描，即逐行轮流扫描。采用逐行扫描方式，在驱动电路连接时可以实现多行的同名列共用一套列驱动器。以16×16点阵为例，采用共阳极接法，把同一行的发光管的阳极连在一起。在扫描时，系统会对第一行的发光管进行亮灭操作，同时系统