張 紅

（閩江學(xué)院，福建 福州 350108）

教室使用情況顯示器

張 紅

（閩江學(xué)院，福建 福州 350108）

現(xiàn)今大多數(shù)高校都是采用集中上課形式，就是學(xué)生集中在教學(xué)樓里上課自習(xí)，這樣就給找教室?guī)聿槐?。文章采用AT89C52單片機(jī)為控制芯片，以串行輸入-并行輸出的方式進(jìn)行通信，利用發(fā)光二極管制作一個(gè)電子顯示屏，用來顯示教室每天的上課使用情況及臨時(shí)補(bǔ)課情況，使學(xué)生方便快速的尋找到教室，也方便了管理人員的管理。

顯示；單片機(jī)；串行；并行

集中上課給自習(xí)的同學(xué)找教室?guī)聿槐?，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)教室使用情況提示裝置，在教學(xué)樓一樓處可以通過電子點(diǎn)陣顯示屏把教室的使用情況顯示出來，這樣方便學(xué)生使用教室。

1 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)AT89C52實(shí)現(xiàn)的教室使用情況顯示屏。硬件由七部分組成：?jiǎn)纹瑱C(jī)、顯示模塊、時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)模塊、無線模塊、鍵盤模塊、電源模塊，單片機(jī)與顯示模塊利用串并變換方式進(jìn)行輸入輸出，達(dá)到顯示的目的。時(shí)鐘模塊顯示時(shí)間，為同學(xué)及老師提供日常便利。鍵盤模塊用于輸入信息。存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)一個(gè)學(xué)期教室使用情況的數(shù)據(jù)。

（1）教室使用狀態(tài)顯示模塊。教室使用狀態(tài)模塊采用分層顯示，每一層均擬設(shè)48個(gè)教室，共顯示樓層。顯示部分使用發(fā)光二極管，每個(gè)二極管設(shè)定亮、滅兩種狀態(tài)，如二極管亮則表示教室有人使用，反之，教室沒有人使用。本功能模塊的設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)作為顯示屏的控制核心，驅(qū)動(dòng)由CD4067開關(guān)和74HC595芯片控制實(shí)現(xiàn)。即利用單片機(jī)的一個(gè)并行I/O口實(shí)現(xiàn)多個(gè)LED的方法。為節(jié)省單片機(jī)的串口，采用開關(guān)CD4067進(jìn)行樓層選擇。如圖1所示，CD4067共有16個(gè)開關(guān)，本電路使用6開關(guān)，每個(gè)開關(guān)對(duì)應(yīng)一個(gè)樓層。74HC595是八位并行輸出門控串行輸入存儲(chǔ)寄存器，LED采用共陽極數(shù)碼管且分別接在Q0-Q7端口。

顯示時(shí)，其顯示數(shù)據(jù)以串行方式從AT89C52的P2.0口及P2.1口輸出送往開關(guān)CD4067的I/O口，然后從打開的開關(guān)處送往相應(yīng)樓層的74HC595的數(shù)據(jù)端和時(shí)鐘端，然后將變成的并行數(shù)據(jù)從輸出端Q0至Q7輸出，送往數(shù)碼管LED1至LED8。

圖 1顯示電路

（2）時(shí)間顯示模塊。使用89C52單片機(jī)和74HC595完成，可以顯示年月日和時(shí)分秒。即年月日表示為××—××—××形式，時(shí)分秒表示為××—××—××的形式。如圖2所示，時(shí)間顯示部分利用發(fā)光二極管，即每個(gè)數(shù)字用八個(gè)發(fā)光LED（一個(gè) 74HC595）完成。

圖2 時(shí)間顯示電路

（3）時(shí)鐘模塊。DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片,內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM,通過簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路.提供秒分時(shí)日日期.月年的信息,每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整時(shí)鐘操作可通過AM/PM指示決定采用24或12小時(shí)格式.DS1302與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信,僅需用到三個(gè)口線:1 RES復(fù)位,2 I/O數(shù)據(jù)線,3 SCLK串行時(shí)鐘.時(shí)鐘/RAM的讀/寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá)31個(gè)字節(jié)的字符組方式通信.DS1302工作時(shí)功耗很低,保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于1mW.DS1302是由DS1202改進(jìn)而來,增加了以下特性。雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng)Vcc1,為可編程涓流充電電源附加七個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)器.它廣泛應(yīng)用于電話傳真便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域。管腳描述：X1 X2 32.768KHz晶振管腳，GND地，RST復(fù)位腳，I/O數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳，SCLK串行時(shí)鐘，Vcc1,Vcc2電源供電管腳。時(shí)鐘模塊如上圖，DS1302與單片機(jī)的連接僅需3條線：CE引腳、SCLK串行時(shí)鐘引腳、I/O串行數(shù)據(jù)引腳、Vcc2為備用電源，外接32.768kHz晶振，為芯片提供計(jì)時(shí)脈沖。

（4）存儲(chǔ)模塊。如圖4所示，存儲(chǔ)器（Memory）是系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中的全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)都保存在存儲(chǔ)器中。根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲(chǔ)器，系統(tǒng)才有記憶功能，才能保證正常工作。按用途存儲(chǔ)器可分為主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）和輔助存儲(chǔ)器（外存）,也有分為外部存儲(chǔ)器和內(nèi)部存儲(chǔ)器的分類方法。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤等，能長(zhǎng)期保存信

息。內(nèi)存指主板上的存儲(chǔ)部件，用來存放``q當(dāng)前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，但僅用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)，關(guān)閉電源或斷電，數(shù)據(jù)會(huì)丟失。

圖4 存儲(chǔ)模塊

（5）PC串口模塊。在系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集由單片機(jī)AT89C52負(fù)責(zé)，上位PC機(jī)主要負(fù)責(zé)通信（包括與單片機(jī)之間的串行通信和數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通信），以及數(shù)據(jù)處理等工作。通常主控PC機(jī)和由單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)相距較遠(yuǎn)，近則幾十米遠(yuǎn)則上百米，所以采用近距離的MAX232有時(shí)不能滿足要求。為了保證下位機(jī)的數(shù)據(jù)能高速及時(shí)、安全地傳送至上位PC機(jī)，單片機(jī)和PC機(jī)之間采用485協(xié)議的串行通信方式為合理。

2 結(jié)語

本系統(tǒng)完成了硬件和軟件電路的設(shè)計(jì)，整體上實(shí)現(xiàn)了基本要求。

［1］薛小鈴，劉志群，賈俊榮．單片機(jī)接口模塊應(yīng)用與開發(fā)詳例［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010．

［2］陸坤.電子設(shè)計(jì)技術(shù)［M］.北京：電子科技大學(xué)出版社，1994.

［3］房小翠.單片微型計(jì)算機(jī)與機(jī)電接口技術(shù)［M］.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2002.

張紅（1978-），女，碩士，講師，主要研究方向：電子技術(shù)應(yīng)用。