摘 要:電子看板是一種專門用于記錄顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)的產(chǎn)品,主要由單片機和顯示模塊組成,顯示模塊分別是計劃產(chǎn)量、實際產(chǎn)量(當(dāng)前產(chǎn)量)和達成率。另外,還帶有四個按鍵,其中有三個是用來進行數(shù)值調(diào)整的,另一個仿真計數(shù)脈沖輸入。軟件C語言編寫,使用MedWin集成開發(fā)環(huán)境,軟硬件經(jīng)Proteus6.7仿真通過。
關(guān)鍵詞:電子看板;單片機;AT89C51;C語言
看板是日本豐田汽車公司于20世紀50年代從超級市場的運行機制中得到啟示而發(fā)明的一種管理方式,是基于及時生產(chǎn)的一種管理手段,它是以降低成本為基本目的,在生產(chǎn)系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)全面展開的一種使生產(chǎn)有效進行的新型生產(chǎn)方式,看板猶如巧妙連接各道工序的神經(jīng)而發(fā)揮著重要作用。經(jīng)過近50年的發(fā)展和完善,從機械方式到全電子方式,目前已經(jīng)在很多方面都發(fā)揮著重要的機能。
一、總體方案設(shè)計
二、單片機選型
單片機是本設(shè)計的核心部件,單片機的選型很大程度上會影響整個設(shè)計方案。我們在課堂上學(xué)的是MCS-51單片機,MCS-51單片機最經(jīng)典,年齡比我們大,在我國乃至全世界仍有著廣大的用戶群。近年來,各種新型的、性能優(yōu)異的單片機不斷涌現(xiàn),大有取代MCS-51的趨勢,但MCS-51的統(tǒng)治地位暫不會動搖。
AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程、可擦除只讀存儲器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓、高性能CMOS8位微處理器,俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器,為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。
三、開發(fā)工具和環(huán)境
1.編程語言及編譯器
本設(shè)計中,我選用的是MedWin。MedWin是萬利電子有限公司開發(fā)的一款集編輯、編譯/匯編、在線及模擬調(diào)試為一體的單片機高性能集成開發(fā)環(huán)境(Integrated Development Environment, IDE)。因其強大的功能、簡潔的界面、方便的操作而備受單片機學(xué)習(xí)者的喜愛,在單片機學(xué)習(xí)開發(fā)者中流傳甚廣。
2.目標(biāo)代碼仿真工具
C編譯器編譯產(chǎn)生的目標(biāo)代碼,要燒錄到單片機中才能運行。Proteus(海神)的ISIS是一款Labcenter出品的電路分析實物仿真系統(tǒng),可仿真各種電路和IC,并支持單片機,元件庫齊全,使用方便,是不可多得的專業(yè)的單片機軟件仿真系統(tǒng)。
四、硬件設(shè)計
電子看板終端上必須有顯示器,用于顯示數(shù)值,我選用LED數(shù)碼管,每一個終端有3組數(shù)碼管,每組可顯示4個數(shù)字,共計12個LED數(shù)碼管。
在單片機的應(yīng)用系統(tǒng)中,數(shù)碼管顯示器的顯示常采用兩種方法:靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示。所謂靜態(tài)顯示,就是把多個LED顯示器的每一段與一個獨立的并行口連接起來,而公共端則根據(jù)數(shù)碼管的種類連接到“VCC”或“GND”端,這種連接方式的每一個顯示器都要占用一個單獨的具有鎖存功能的I/O端口,用于筆劃段字形代碼,單片機只需把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路,就不用再管它了,直到要顯示新的數(shù)據(jù)時,再發(fā)送新的字形碼。因此,使用這種方法當(dāng)顯示位數(shù)較多時單片機中I/O口的開銷很大,需要提供的I/O接口電路也較復(fù)雜,但它具有編程簡單、顯示穩(wěn)定,CPU的效率較高的優(yōu)點。由于靜態(tài)顯示占用的I/O口線較多,CPU的開銷很大,所以為了節(jié)省單片機的I/O口線,常采用動態(tài)掃描方式來作為LED數(shù)碼管的接口電路。在實際的工程應(yīng)用中,它是使用最為廣泛的一種顯示方式,其接口電路是把所有顯示器的7個筆劃段g-a同名端連在一起,而每一個顯示器的公共極COM端與各自獨立的I/O口連接。當(dāng)CPU向字段輸出口送出字形碼時,所有顯示器接收到相同的字形碼,但究竟是哪個顯示器亮,則取決于COM端,而這一端是由I/O口控制的,所以我們就可以自行決定何時顯示哪一位了。
五、軟件設(shè)計
在軟件設(shè)計之前,要做兩件事,一是看以前學(xué)過的單片機書和C語言教程。做單片機實驗,先學(xué)硬件,再學(xué)軟件,以前做系統(tǒng)時,精力全放在軟件上,而做電子看板系統(tǒng)時,既要考慮軟件,還要考慮硬件,系統(tǒng)出問題,軟件找不到問題,可能就是“硬件”問題。
六、軟件調(diào)試
實際上,并不是等到程序完全寫好后才調(diào)試的,而是寫一段,就調(diào)試一段,這樣可以防止問題的積累。
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(作者單位 淮陰衛(wèi)生高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校)