多功能求助器.docx

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多功能求助器

多功能求助器

1、概述

该多功能求助器的显示电路是由32个8*8LED点阵模块组成的32*64点阵屏，可以同时显示8个中文文字，做成时钟显示可以同时显示时间和年月日。

由于单片机的工作速度相当的快，由于在应用的同时要保证系统的可靠性可耐用性，该系统采用高性能的ATmega16单片机作为主控制芯片，速度为普通的AT89C51的12倍，为了节省其I\O口，该模块的的驱动芯片采用串行输入并行输出的74hc595，74HC595的工作频率可达100M，所以完全可以满足单片机的速度，及不影响显示效果有节省的单片机的宝贵I\O端口。

LED显示屏：

又叫电子显示屏或者飘字屏幕。

是由LED点阵组成，通过红色或绿色灯珠的亮灭来显示文字、图片、动画、视频，内容可以随时更换，各部分组件都是模块化结构的显示器件。

通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。

显示模块由LED灯组成的点阵构成，负责发光显示；控制系统通过控制相应区域的亮灭，可以让屏幕显示文字、图片、视频等内容，恒舞动卡主要是播放动画的；电源系统负责将输入电压电流转为显示屏需要的电压电流。

在目前的电子市场上的大部分的显示设备都是这种产品，其最主要的特点是节能环保，而且画质清晰，符合闲着的消费需求和理念。

2、硬件设计的电路

本设计硬件电路分三部分：

主控制电路、点阵显示屏、红外遥控器，图1为点阵显示屏，图2为点阵显示屏的焊接效果，图3为主控制电路，主要功能是负责从时钟芯片中读取信息，通过刷新点阵屏显示出来时间、语言信息；图4（a）为32*64点阵模块行扫描的74HC595的连接电路图；图4（b）为32*64点阵屏列数据传送的74HC595的连接电路图，主要传送要每行要显示的字模信息；图4（c）为32*64点阵上半屏的插槽排列及行控三极管的排列及连接图；图4（d）为32*64点阵下半屏的插槽排列及行控三极管的排列及连接图。

3、主控制电路图

在本设计中所用到控制单元有：

ds1302、ATmega16单片机及其复位电路、SPI下载接口及电源接口，具体各部分连接如下图所示：

4、32*64点阵显示屏电路

点阵屏电路由20块74HC595控制，其中16块控制列，用于给点阵屏送显示数据，总共有128列，每列串联一个100欧的电阻，总共128个电阻。

剩下的4块控制行，32行，每行接一个S8550PNP三极管，用于扩大电流，然后32个S8550三极管由剩下这四个74HC595送数据，来轮流导通每一行。

控制行的74HC595的接法如图所示：

控制列的16块74HC595的接法如下图所示：

每个74HC595的SCLR（10脚）接VCC；OE（13脚）接GND；20块74HC595连接好之后，最终的接口为8个，1为电源、2为电源地、3、下半屏列数据输入端4、列数据输入时钟线5、输出数据时钟线6、上半屏列数据输入端7、行数据输入端8、行数据输入时钟线。

图4（c）、4（d）分别是上半屏数据传送的电路图及各个8*8点阵模块的排列顺序，其中PNP三极管控制行，例如Q1：

当r1为低电平0时，该三极管导通，即第一行选通，然后刷新数据，其余三极管工作方法与其相同，各自在基极来低电平时选通所对应的行。

5、DS1302简介

DS1302是美国DALLAS公司推出了一种串行接口实时时钟芯片。

芯片内部具有可编程日历时钟和31个字节的静态RAM，日历时钟可自动进行闰年补偿，计时准确，接口简单，使用方便，工作电压范围宽（2.5---5.5V），

功耗低，芯片自身还具有对备份电池进行涓流充电功能，可以有效地延长备份电池的使用寿命。

如图所示为DS1302的引脚及封装图，单片机与DS1302之间采用3线串行通信方式，CE为通信允许信号，CE=1允许通信，CE=0，禁止通信。

I/O为双向串行数据传送信号引脚，SCLK为串行数据的位同步脉冲信号引脚，单片机作为主机控制CE，SCLK，和I/O信号实现两芯片之间的数据传送。

6、74HC595的简介

74HC595芯片是一种串入并出的芯片,在电子显示屏制作当中有广泛的应用。

74HC595是8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻、关、断状态。

三态。

特点8位串行输入8位串行或并行输出存储状态寄存器，三种状态输出寄存器可以直接清除100MHz的移位频率输出能力并行输出，总线驱动串行输出；标准中等规模集成电路应用串行到并行的数据转换Remotecontrolholdingregister.描述595是告诉的硅结构的CMOS器件，兼容低电压TTL电路，遵守JEDEC标准。

595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。

移位寄存器和存储器是分别的时钟。

数据在SCHcp的上升沿输入，在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去。

如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。

移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线

74HC595引脚图：

QA~QH：

三态输出引脚

GND：

电源地

SQH：

串行数据输出引脚

SCLR：

移位寄存器清零端

SCK：

数据输入时钟引脚

RCK：

输出寄存器锁存时钟引脚

OE：

输出使能引脚

SI：

数据输入引脚

VCC：

电源引脚

7、本产品所用的红外遥控器如下：

8、实物演示及图片（以病人求助器为例）

1、系统初始化状态为时间显示，可以显示年月日，时分秒：

2、随后系统由年月日切换到星期显示：

3、当病人需要帮助的时候可按下自己手中的遥控器，系统将自动切换到该病人所在的房间号、床位号及所治病症并帮有音乐提示值班人员

4、当护士或值班人员听到提示音乐后可按下手中的复位键将系统恢复到空闲状态，以免耽误其他病人使用。