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LED点阵屏PLC控制系统设计及测试分析案例

目录

TOC\o1-3\h\u2114LED点阵屏PLC控制系统设计及测试分析案例 1

95451.软件设计 1

268441.1.开发工具及语言 1

268471.2.程序流程图 2

308671.3.串口设置 2

26681.3.2.串行口1 3

3711.4.与上位机之间的通信 4

21411.5.动画显示 7

68042.上位机设计 8

282202.1.开发工具和语言 8

58332.2.上位机软件界面设计 8

110712.3.串口设置 9

65202.4.字模的提取 10

26082.4.1.字模提取的流程 10

28962.4.2.字模提取的实现方法 11

158152.5.与单片机之间的通信 11

137723.系统测试 12

196323.1.测试结果 12

173063.2.调试中遇到的问题及解决方法 14

软件设计

开发工具及语言

本设计使用KeiluVision作为软件开发工具。KeiluVision是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统。其提供了功能强大的编辑器，并且提供了管理工程的能力，是常用的单片机开发工具。

本设计中，单片机软件是采用C语言进行编写，C语言是一门面向过程的通用程序设计语言，广泛应用于底层开发。在嵌入式系统开发中，C语言为编写软件代码的主要开发工具。相比汇编语言来说，C语言的可读性、结构性更强，并且C语言具有很好的可移植性，适合多种操作系统，可以运行在不同架构的处理器上。

程序流程图

本设计的软件流程图如图5-1所示，从总体上说大概分为串口通信部分以及显示部分，串口通信中，串口1负责与上位机之间的通信，串口2负责向LED显示屏发送显示数据。显示部分，则包括字模数据的读取及动画处理等。

图5-1软件流程图

串口设置

如果想要通过串口与其他设备进行数据的传输，需要对单片机的串口进行设置，确定串口的数据格式以及传输速率。

串行口2

本设计中，采用串口2向LED显示模块发送数据信息，波特率为9600。在STC12C5A60S2单片机中，只能使用独立波特率发生器作为串口2的波特率发生器，而不能使用定时器1。不过对于串口1来说，既可以使用定时器1作为波特率发生器，也可以使用独立波特率发生器作为波特率发生器。串口2初始化的代码如图5-2所示：

图5-2串口2初始化代码

图5-2中AXUR为辅助寄存器，其格式以及各位的含义如图5-3所示：

图5-3辅助寄存器AXUR格式

其中与串口2相关的有3位，BRTR、S2SMOD、BRTx12。其中BRTR，为独立波特率发生器运行控制位，1则允许其运行，0则禁止其运行。S2SMOD为串口2的波特率加倍控制位，当它等于1时，串口2的波特率翻倍，否则波特率不变。BRTx12为独立波特率发生器计数控制位，等于0时，独立波特率发生器每12个时钟计数一次，等于1时，每1个时钟计数一次。通过串行口2的控制寄存器S2CON，设置串口2的工作方式为方式1，在此工作方式下，串口2每次发送8位数据，并且波特率可变，计算公式为

波特率=（2S2MOD/32）×BRT独立波特率发生器的溢出率 (5-SEQ5-\*ARABIC1)

其中，在BRTx12=1时，

BRT独立波特率发生器的溢出率=SYSclk/(256?BRT) (5-SEQ5-\*ARABIC2)

通过公式5-1和公式5-2可得到串口2的波特率，

波特率=（20）/32×22.1184M/(256?184)=9600 (5-SEQ5-\*ARABIC3)

串行口1

本设计中，采用串口1来进行与上位机之间的通信，波特率为9600。与串口2相同，串口1工作方式为方式1，在此工作方式下，串口2每次发送8位数据，并且波特率可变，但是选择定时器1作为波特率发生器，定时器的工作方式为8位自动重装方式，定时器初值TH1为184，串口初始化的代码如图5-4所示：

图5-4串口1初始化代码

通过计算可得，串口1的波特率为

波特率=

与上位机之间的通信

通信流程

上位机与单片机之间的通信流程如图5-1所示，具体过程如下：

（1）单片机不断检测串口1收到的信号，如果检测到握手码0xaa，则执行步骤2，否则重复步骤1；

（2）单片机继续检测串口1收到的信号，如果检测到握手次码0x55，则执行步骤3，否则返回步骤1；

（3）当单片机收到0xaa，0x55后，意味着上位机即将发送显示数据，