淺談電子看板的設計

摘　要：電子看板是一種專門用于記錄顯示生產數據的產品，主要由單片機和顯示模塊組成，顯示模塊分別是計劃產量、實際產量（當前產量）和達成率。另外，還帶有四個按鍵，其中有三個是用來進行數值調整的，另一個仿真計數脈沖輸入。軟件C語言編寫，使用MedWin集成開發環境，軟硬件經Proteus6.7仿真通過。

關鍵詞：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明的一種管理方式，是基于及時生產的一種管理手段，它是以降低成本為基本目的，在生產系統的各個環節全面展開的一種使生產有效進行的新型生產方式，看板猶如巧妙連接各道工序的神經而發揮著重要作用。經過近50年的發展和完善，從機械方式到全電子方式，目前已經在很多方面都發揮著重要的機能。

一、總體方案設計

二、單片機選型

單片機是本設計的核心部件，單片機的選型很大程度上會影響整個設計方案。我們在課堂上學的是MCS－51單片機，MCS－51單片機最經典，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、性能優異的單片機不斷涌現，大有取代MCS－51的趨勢，但MCS－51的統治地位暫不會動搖。

AT89C51是一種帶4K字節閃爍可編程、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擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的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提供了一種靈活性高且價廉的方案。

三、開發工具和環境

1.編程語言及編譯器

本設計中，我選用的是MedWin。MedWin是萬利電子有限公司開發的一款集編輯、編譯/匯編、在線及模擬調試為一體的單片機高性能集成開發環境（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習者的喜愛，在單片機學習開發者中流傳甚廣。

2.目標代碼仿真工具

C編譯器編譯產生的目標代碼，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，可仿真各種電路和IC，并支持單片機，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業的單片機軟件仿真系統。

四、硬件設計

電子看板終端上必須有顯示器，用于顯示數值，我選用LED數碼管，每一個終端有3組數碼管，每組可顯示4個數字，共計12個LED數碼管。

在單片機的應用系統中，數碼管顯示器的顯示常采用兩種方法：靜態顯示和動態掃描顯示。所謂靜態顯示，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，而公共端則根據數碼管的種類連接到“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送到接口電路，就不用再管它了，直到要顯示新的數據時，再發送新的字形碼。因此，使用這種方法當顯示位數較多時單片機中I/O口的開銷很大，需要提供的I/O接口電路也較復雜，但它具有編程簡單、顯示穩定，CPU的效率較高的優點。由于靜態顯示占用的I/O口線較多，CPU的開銷很大，所以為了節省單片機的I/O口線，常采用動態掃描方式來作為LED數碼管的接口電路。在實際的工程應用中，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、軟件設計

在軟件設計之前，要做兩件事，一是看以前學過的單片機書和C語言教程。做單片機實驗，先學硬件，再學軟件，以前做系統時，精力全放在軟件上，而做電子看板系統時，既要考慮軟件，還要考慮硬件，系統出問題，軟件找不到問題，可能就是“硬件”問題。

六、軟件調試

實際上，并不是等到程序完全寫好后才調試的，而是寫一段，就調試一段，這樣可以防止問題的積累。

參考文獻：

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［4］張靖武，周靈彬.單片機系統的PROTEUS設計與仿真.北京：電子工業出版社，2007.

（作者單位　淮陰衛生高等職業技術學校）