【摘要】 信息屏作為信息顯示終端,廣泛應(yīng)用于商販經(jīng)銷店、銀行、中小型企業(yè)等門頭,以及公交車、出租車等移動(dòng)設(shè)備。信息屏系統(tǒng)通常由控制終端、傳輸介質(zhì)及顯示終端三部分組成,控制終端多為PC機(jī)或嵌入式裝置,不僅成本高,而且PC機(jī)作為控制終端時(shí)體積大、便攜性差,整個(gè)信息屏系統(tǒng)的信息實(shí)時(shí)修改性能不足。傳輸方式多用有線式或無(wú)線式,RS232/RS485有線式傳輸布線繁瑣、安裝不便,而以U盤為傳輸介質(zhì)的傳輸方式信息無(wú)法實(shí)時(shí)修改,以GSM短消息或GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的無(wú)線傳輸方式又增加了信息屏系統(tǒng)的安裝和使用成本。諸多原因,導(dǎo)致信息屏的普及受到了極大的限制。針對(duì)現(xiàn)行信息屏系統(tǒng)存在的不足,本課題首先提出了以集信息編輯、處理與發(fā)送為一體的集成式裝置為基礎(chǔ),結(jié)合具有信息接收與顯示功能的顯示終端,實(shí)現(xiàn)信息屏信息實(shí)時(shí)修改的方法。通過(guò)該方法提高控制終端便攜性,實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)修改,降低信息屏使用成本,解決現(xiàn)有信息屏系統(tǒng)使用中存在的不足。然后基于信息屏信息實(shí)時(shí)修改方法,設(shè)計(jì)并制作了由控制終端、顯示終端構(gòu)成的信息屏信息在線修改系統(tǒng)�？刂平K端采用便攜式手持裝置結(jié)構(gòu)形式,硬件方面上進(jìn)行了以單片機(jī)為核心,連接flash芯片、連接小型LCD屏及小型鍵盤、連接無(wú)線模塊的電路設(shè)計(jì),軟件方面進(jìn)行了字庫(kù)存儲(chǔ)、信息編輯模塊、信息處理模塊及信息發(fā)送模塊四部分的程序設(shè)計(jì)與編寫,實(shí)現(xiàn)了信息編輯與發(fā)送功能；顯示終端硬件部分以單片機(jī)為核心,進(jìn)行了連接無(wú)線模塊和連接信息屏的電路設(shè)計(jì),軟件部分進(jìn)行了信息接收模塊以及信息顯示模塊兩部分的程序設(shè)計(jì)與編寫,實(shí)現(xiàn)了信息的接收與顯示功能；控制終端和顯示終端之間的信息傳輸采用一對(duì)多無(wú)線式傳輸,實(shí)現(xiàn)了單一控制終端可修改多個(gè)顯示終端顯示信息的功能。最后對(duì)設(shè)計(jì)制作的信息屏信息在線修改系統(tǒng)進(jìn)行了組裝,獲得了尺寸約為22cm*l Ocm*4cm的控制終端以及兩個(gè)顯示終端；基于該系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明：該信息屏信息在線修改系統(tǒng)能夠利用便攜式手持控制終端,實(shí)現(xiàn)信息的編輯、發(fā)送功能；兩個(gè)顯示終端均能分別正確判斷、正確接收、正確顯示來(lái)自控制終端的對(duì)應(yīng)信息；控制終端能夠分別對(duì)兩個(gè)顯示終端進(jìn)行對(duì)應(yīng)信息的實(shí)時(shí)修改。從而驗(yàn)證了本課題提出的信息屏信息在線修改方法的可行性,相比于現(xiàn)行信息屏系統(tǒng),所獲得系統(tǒng)的成本、便攜性、信息、修改的實(shí)時(shí)性得到了明顯的改蓋 

第1章緒論

1.1課題背景
LED信息顯示屏（下文簡(jiǎn)稱信息屏）由LED點(diǎn)陣組成，通過(guò)控制發(fā)光二極管的亮滅來(lái)顯示文字、圖片、動(dòng)畫、視頻。因其亮度高、工作電壓低、功耗小、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)⑴，廣泛應(yīng)用于軍事、政府、金融場(chǎng)所以及日常生活中。LED產(chǎn)生于上世紀(jì)20年代，而信息屏產(chǎn)業(yè)新興于70年代，最早開始用于指示燈、數(shù)字及圖文的顯示，雖然具有顏色和發(fā)光率的限制因素，但仍受到各行業(yè)的青睞。進(jìn)入90年代，隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)信息屏的顯示要求也隨之增長(zhǎng)，90年代初日本東芝公司及美國(guó)HP公司都針對(duì)顏色及發(fā)光率進(jìn)行研宄，并成功研制了澄色高亮度LED，94年日本日亞公司研制成藍(lán)(綠)色超高亮度LED。與此同時(shí)，在控制領(lǐng)域，也實(shí)現(xiàn)了信息屏的多灰度級(jí)別調(diào)灰，使得信息顯示更具動(dòng)態(tài)效果。多種顏色、多灰度級(jí)別、高亮度LED的問(wèn)世有力地推進(jìn)了信息屏的高亮度、全色化及大型化，而信息屏制造商如富士通、松下、光幕等公司投入大量資源研制開發(fā)適用于自己產(chǎn)品的大規(guī)模/超大規(guī)模驅(qū)動(dòng)集成電路[3]，也使得信息屏顯示更為多元化。我國(guó)LED起步于70年代，信息屏產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)于80年代1982年國(guó)內(nèi)第一塊信息屏在南京火車站投入使用[18]，但由于當(dāng)時(shí)LED材料限制，發(fā)光亮度較小，外加技術(shù)限制，控制及驅(qū)動(dòng)電路不夠成熟，使得顯示效果差，故障率高。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，目前，全國(guó)約有150多家企業(yè)致力于研制及生產(chǎn)信息屏[18]，其中，大部分企業(yè)除了繼續(xù)從事提高LED發(fā)光亮度、降低工作功耗和生產(chǎn)成本等基礎(chǔ)研究外，更注重于高真彩、高分辨率、高對(duì)比度、全色化等方向的發(fā)展。
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1. 2課題研究意義
信息屏及其配套設(shè)備構(gòu)成完整的信息屏系統(tǒng)，通常由控制終端、傳輸介質(zhì)及顯示終端三部分組成。顯示終端多由微處理器作為控制核心，連接信息屏及傳輸介質(zhì)，功能是將信息的字模數(shù)據(jù)處理后在信息屏上以信息的形式顯示，以供閱讀。根據(jù)控制終端及傳輸介質(zhì)的不同，現(xiàn)有的信息屏系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)大致可分為以下幾種工作方式：
1.以PC機(jī)為控制終端，采用RS-232/485實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鞣绞絒4]，用戶利用鍵盤及鼠標(biāo)通過(guò)廠商特制軟件實(shí)現(xiàn)信息的編輯、信息字模的提取，字模數(shù)據(jù)經(jīng)RS-232/485傳輸?shù)斤@示終端，顯示終端處理后由信息屏實(shí)現(xiàn)顯示。
2.以PC機(jī)為控制終端,采用U盤作為存儲(chǔ)介質(zhì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鞣绞絒5],用戶通過(guò)鍵盤及鼠標(biāo)編寫信息文本，并將信息文本保存到U盤中，再將U盤插入顯示終端，由顯示終端進(jìn)行文本識(shí)別、信息處理及顯示。
3.以PC機(jī)為控制終端，采用GSM短消息無(wú)線傳輸方式用戶利用鍵盤及鼠標(biāo)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)信息編寫，信息經(jīng)與PC機(jī)相連的GSM模塊發(fā)送，顯示終端經(jīng)與之配套的GSM模塊接收后，將信息轉(zhuǎn)換成字模數(shù)據(jù)，并在信息屏上顯示。
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第2章信息屏信息在線修改方法研究

2. 1信息屏信息的在線修改方法
本課題針對(duì)現(xiàn)行信息屏系統(tǒng)信息不能實(shí)時(shí)修改、成本高、控制終端便攜性差、安裝不便的不足，結(jié)合提高信息屏信息更新時(shí)效、降低系統(tǒng)成本、提高控制終端便攜性、省卻布線繁瑣方便系統(tǒng)安裝的初衷，提出了以集信息編輯、處理與發(fā)送為一體的集成式裝置為基礎(chǔ)，結(jié)合具有信息接收與顯示功能的顯示終端，實(shí)現(xiàn)信息屏信息實(shí)時(shí)修改的方法。控制終端采用便攜式手持裝置結(jié)構(gòu)形式，采用微處理器為核心，連接人機(jī)交互介質(zhì)實(shí)現(xiàn)信息的編輯、信息字模數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與提取，并配以無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)信息字模數(shù)據(jù)的傳輸；顯示終端采用以微處理器為核心連接無(wú)線模塊及信息屏實(shí)現(xiàn)信息的接收與顯示；控制終端與顯示終端之間數(shù)據(jù)傳輸采用一對(duì)多無(wú)線式傳輸方式，使單個(gè)控制終端可修改多個(gè)顯示終端顯示的信息。采用手持式裝置的結(jié)構(gòu)形式提高了控制終端的便攜性，使得信息屏的信息能夠在可直視范圍內(nèi)實(shí)時(shí)修改，提高了信息屏信息的更新時(shí)效。采用微處理器為控制核心，降低了信息屏系統(tǒng)成本�？刂平K端與顯示終端數(shù)據(jù)的傳輸采用一對(duì)多無(wú)線式傳輸方式，不僅省卻了信息屏安裝布線繁瑣，而且使控制終端具有通用性，用戶可使用單個(gè)控制終端修改多個(gè)顯示終端顯示的信息，大幅地節(jié)省了使用成本。綜上所述，本課題提出的信息屏信息在線修改方法能夠降低信息屏系統(tǒng)成本、提高信息屏更新時(shí)效、方便安裝，對(duì)擴(kuò)大信息屏使用范圍，提高信息屏系統(tǒng)普及性具有有益效果。為驗(yàn)證上述方法的可行性，本課題將對(duì)信息屏信息修改系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及軟硬件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，獲得相應(yīng)的信息屏信息修改系統(tǒng)，并對(duì)其功能進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。

2. 2信息屏信息在線修改系統(tǒng)總體方案
根據(jù)圖2.1信息屏信息在線修改系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖制定了如圖2.2所示的信息屏信息在線修改系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。整個(gè)系統(tǒng)由控制終端和顯示終端構(gòu)成，其間通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞竭B接；控制終端由信息編輯模塊、信息處理模塊及信息發(fā)送模塊組成，以微處理器為核心，連接輸入、顯示、存儲(chǔ)、處理、發(fā)送等功能模塊；顯示終端由信息顯示模塊和信息接收模塊組成，采用微處理器連接接收、處理、顯等功能模塊。為了保證系統(tǒng)的低成本，方案中選用在控制領(lǐng)域使用廣泛，速率可達(dá)工業(yè)級(jí)的單片機(jī)作為控制終端微處理器。為實(shí)現(xiàn)控制終端便攜，滿足手持式的要求，本課題選用小型顯示屏及小型鍵盤作為控制終端信息編輯人機(jī)交互介質(zhì)，以減小控制終端的2間占有率。單片機(jī)受集成度的限制，其片內(nèi)存儲(chǔ)器容量較小，不能滿足存放GB2312漢字字模數(shù)據(jù)的需要，因此，控制終端中還需包括字模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。本方案選用合適flash存儲(chǔ)芯片存放漢字字模數(shù)據(jù)，實(shí)際中首先由PC機(jī)訪問(wèn)漢字庫(kù)文件，將字模數(shù)據(jù)從該文件讀出，再經(jīng)傳輸接口傳送至單片機(jī)，最后由單片機(jī)逐頁(yè)寫入flash存儲(chǔ)芯片。使用時(shí)單片機(jī)通過(guò)訪問(wèn)flash存儲(chǔ)芯片實(shí)現(xiàn)信息字模數(shù)據(jù)存取。為省卻布線繁瑣，方便信息屏安裝，方案中選用無(wú)線模塊進(jìn)行控制終端與顯示終端的字模數(shù)據(jù)傳輸。
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第3章字模數(shù)據(jù)的存儲(chǔ).......... 11
3.1硬件漢字庫(kù)電路設(shè)計(jì).......... 11
3.2字模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)軟件設(shè)計(jì).......... 14
3.2.1 PC機(jī)讀取字模數(shù)據(jù)并發(fā)送.......... 14
3.2.2單片機(jī)接收字模數(shù)據(jù)并寫入flash.......... 17
3.3本章小結(jié).......... 20
第4章信息的編輯與處理.......... 21
4.1信息編輯硬件電路設(shè)計(jì).......... 21
4.1.1 C8051F020單片機(jī)與LCD 12864連接電路設(shè)計(jì).......... 21
4.1.2 C8051F020單片機(jī)與4*4陣列鍵盤連接電路設(shè)計(jì).......... 22
4.2信息編輯軟件設(shè)計(jì) ..........23
4.3信息處理軟件設(shè)計(jì).......... 32
4.4本章小結(jié).......... 32
第5章信息的傳輸.......... 33
5.1 C8051F020單片機(jī)與KLY-610無(wú)線模塊連接電路設(shè)計(jì).......... 33
5.2字模數(shù)據(jù)發(fā)送軟件設(shè)計(jì).......... 34
5.3字模數(shù)據(jù)接收軟件設(shè)計(jì).......... 35
5.4本章小結(jié).......... 36

第7章系統(tǒng)裝配與測(cè)試

7. 1系統(tǒng)總體電路設(shè)計(jì)及PCB設(shè)計(jì)與制作
其中，采用ASM1117-3.3芯片實(shí)現(xiàn)VCC至3VDD電壓轉(zhuǎn)換，為C8051F020單片機(jī)及AT45DB041 flash存儲(chǔ)器供電；采用22.1184MHz晶振為單片機(jī)提供系統(tǒng)時(shí)鐘；設(shè)計(jì)JTAG接口電路，方便對(duì)單片機(jī)內(nèi)部Flash燒寫程序；使用快速反應(yīng)二極管1N4148連接I/O起到保護(hù)作用，以防瞬間大電壓沖擊；增加0.1uF~10uF去稱電容，以防電源干擾�；�于上述各部分電路設(shè)計(jì)，在Protel 99SE環(huán)境下繪制電路原理圖，經(jīng)過(guò)電氣規(guī)則檢查、生成網(wǎng)絡(luò)表、元器件布局和連線等步驟，最終生成如圖7.2所示PCB圖。結(jié)合控制終端手持式的要求，購(gòu)置大小為20cm* 10cm *4 cm (長(zhǎng)*寬*高）的外盒，用于裝配系統(tǒng)控制終端。該外盒主體材料為ABS樹脂，具有一定抗沖擊性、耐熱性及耐化學(xué)藥品性，能耐低溫，電氣性能優(yōu)良，且易加工、表面光澤性好，外包膠為TPE，止滑性好，且彈性觸感佳，能夠提升控制終端觸摸手感，增強(qiáng)握持性。其主要配件為上下蓋，前蓋自帶6.5cm*5cni方型槽，可放置LCD屏，并且?guī)в?.6cni*0.4cm條型槽，，可通過(guò)4*4貼片鍵盤的掃描數(shù)據(jù)線，后蓋自帶可拆卸蓋板，可用于裝配電池為控制終端供電。
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總結(jié)

信息屏作為信息顯示媒介廣泛應(yīng)用于銀行、商店及公交車等場(chǎng)所，但現(xiàn)行信息屏系統(tǒng)存在的信息不能實(shí)時(shí)修改、成本高、便攜性弱等不足，一定程度上影響并制約了信息屏的普及程度。本文以此為基礎(chǔ)，提出了以集信息編輯、處理與發(fā)送為一體的集成式裝置為控制終端，結(jié)合具有信息接收與顯示功能的顯示終端，實(shí)現(xiàn)信息屏信息的實(shí)時(shí)修改的方法。結(jié)合信息屏信息在線修改的方法，為驗(yàn)證上述方法的可行性及合理性，本課題設(shè)計(jì)制作了以控制終端和顯示終端為結(jié)構(gòu)組成的信息屏信息在線修改系統(tǒng)：
1.設(shè)計(jì)制作了控制終端硬件，并且完成了支撐控制終端運(yùn)行的字模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息編輯、信息處理及信息發(fā)送軟件的設(shè)計(jì)及編寫，實(shí)現(xiàn)了信息的編輯、處理及發(fā)送；
2.設(shè)計(jì)制作了顯示終端硬件，同時(shí)完成了保證顯示終端運(yùn)行的信息接收及信息顯示軟件的設(shè)計(jì)及編寫，實(shí)現(xiàn)了信息的接收與顯示；
3.設(shè)計(jì)并編寫一對(duì)多傳輸軟件程序?qū)崿F(xiàn)了單個(gè)控制終端與多個(gè)顯示終端的數(shù)據(jù)傳輸；
4.分別對(duì)獲得控制終端及兩個(gè)顯示終端的功能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試表明，控制終端能夠?qū)崿F(xiàn)信息的編輯、發(fā)送功能；兩個(gè)顯示終端均能分別正確判斷、接收、及顯示來(lái)自控制終端的對(duì)應(yīng)信息；信息屏信息在線修改系統(tǒng)的控制終端能夠分別對(duì)兩個(gè)顯示終端進(jìn)行對(duì)應(yīng)信息的實(shí)時(shí)修改。
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參考文獻(xiàn)（略）