数字幻影系统的设计与实现

摘 要

本文实现了AT89S52单片机和计算机的串口通信，以四个七段数码管作为显示的根据收发数据或波特率的改变的数字幻影。以AT89S52为核心，设计包含集成稳压电路、时钟电路、复位电路、液晶显示与控制电路、ISP在系统可编程器、RS232串行通信电路、开关电路和发光二极管显示电路等八种外围电路，并汇总为完整的原理图。采用电子CAD（PROTEL99SE软件）、图像处理软件（PhotoCap3）、计算机画图板设计绘制电路原理图后再装配成实验板。利用C语言调整软件dev C++IDE、编译器Keil C（uVision-51）和调试器WinIDEA 9.0、ISP软件等技术创新，实现了ISP在线仿真调试功能，将嵌入式技术融入到单片机实验系统开发与应用中，适合于单片机系统开发、教学等需要频繁刷新程序的场合，极大地提高了程序开发的效率，达到优化单片机实验系统功能的目的。在实现基础功能的情况下，另外还扩展了串行口通信，波特率可选等其他一系列功能，使系统达到了良好的设计效果和要求。

关键词：AT89S52单片机；波特率；数字幻影；串行通信

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第1章 概 述 1

1.1 研究背景 1

1.2 数字幻影的设计与实现的目的 1

1.3 课程设计任务 2

1.4 数字幻影的特点及部件介绍 2

1.5 LED显示技术的发展趋势 2

第2章 系统设计 3

2.1 功能要求 3

2.2 核心芯片(主控制器)的选择 3

2.3 键盘 4

2.4 显示器 7

2.4.1 最小系统 7

2.4.2 LED显示器件的基础 7

2.4.3 显示基本原理 8

2.4.4 两种信息的存储 9

2.4.5 显示的控制 9

2.5 串口通讯芯片的选择 10

2.6 电源模块的选择 10

2.7时钟电路 10

2.8中断系统 12

2.9 在线下载模块介绍 12

第3章 与PC之间的串行通信 14

3.1 串行通信的实现 14

3.2 串行通信的通信方式 14

3.3 串行通信中数据的传输方式 15

3.4 RS232介绍 15

3.5 AT89S52单片机端得串行通信 16

3.5.1 串行通信控制寄存器SCON 16

3.5.2 波特率选择特殊功能寄存器PCON 17

3.6 AT89S52串行通信的设计 17

3.6.1 工作方式 17

3.6.2 上位机与单片机串口通信 18

3.6.3 单片机与显示屏串口通信 18

3.6.4 自定义串口通信控制协议 19

3.7 主从单片机间并行通信系统软件设计 20

第4章 系统调试及性能分析 22

4.1 硬件的调试 22

4.1.1 排除逻辑故障 22

4.1.2 排除元器件失效 22

4.1.3 排除电源故障 22

4.1.4 短路与虚焊检测 23

4.1.5 上电测试 23

4.1.6 串口调试 23

4.2 硬件、软件仿真调试和测试 24

4.3 性能分析 24

结 论 25

致 谢 27

参考文献 28

附录 28

附件1：原理图 28

附件2：pbc电路图正面 29

附件3：pcb电路图反面 30

附件4：Keil仿真 30