基于MSP430单片机的汽车空调控制系统设计
葛健+邢入姿+龙翔
摘 要：当前在信息传播领域当中，LED显示屏已经成为一向炙手可热的产品技术，标志着我国信息化程度的进一步加深。而随着LED显示屏的不断发现，其种类越来越多、型态逐渐变小且已经可以轻松完成大批量生产。在此背景之下，文章将通过与单片机控制技术进行有机结合，尝试设计一种基于单片机控制的LED电子胸卡。因此文章将分别从硬件和软件两个角度出发，重点围绕基于单片机控制电子胸卡的设计进行简要分析研究。
关键词：单片机控制；电子胸卡；设计
引言
本文设计的基于单片机控制的电子胸卡，无论是进行动态显示的控制命令，还是提取与之相对应的汉字点阵字模均全部交由PC机负责完成。而上位机在生成相关控制命令之后，直接利用红外串行通信将其传输至电子胸卡中系统的下位机也就是单片机处，再通过对LED点阵屏进行驱动的方式从而获得预期的动态显示效果。
1 基于单片机控制的电子胸卡硬件设计
1.1 单片机硬件电路
基于单片机控制的电子胸卡，其系统硬件主要是由单片机硬件电路与显示驱动电路，以及红外串行通信电路共同组合而成。其中单片机硬件电路主要负责对LED点阵显示屏显示的方式以及最终呈现出的效果进行有效控制。结合当前相关研究我们可以得知，近些年来绝大多数研究人员倾向于使用飞利浦AT89S52作为电子胸卡的单片机，这主要是由于该种单片机的能耗相对比较低，但性能与质量良好，在片内振荡复位的情况下，无需复位电路或是进行RC振荡电路的外接，可以有效为系统节省大量原本用于安装元件以及电路板的面积，方便电子胸卡实现小型与集成化[1]。
在设计相关程序的过程当中，最重要的便是设计主程序以及串口终端程序。上位机在向下位机传输控制数据与命令时，需要利用串口中断才能实现单片机的有效接收，而其接收到的数据、命令等都会先放置在接受缓冲区当中，在按照一定的规律对数据和命令进行分析整理之后，再将其保存至数据存储区内。根据具体的显示方式，主程序将从用于存储数据的控制器当中依次进行数据的读取工作，同时使用数据的行扫描列传输方式一一将其显示在显示缓冲区中，并保证拥有至少50Hz扫描点阵的频率，从而有效保障显示效果具有良好的稳定性。之后结合数据的放入以及显示顺序，运用相关控制按键自行选择与之相对应的显示方式。如果数据存储区在将数据移至显示缓冲区当中，每次只选取一位数据则其顯示方式为左右移动。如果数据存储区在将数据移动至显示缓冲区时，每次只选取一行数据，则其显示方式为上下移动。
1.2 显示驱动电路
在本文设计的基于单片机控制的电子胸卡当中，使用12×40点阵的单色LED显示屏，点阵数据利用列传送和行扫描的方式予以显示。一般情况下，40列左右的LED会在显示在同一条行先上，因此需要选择较大功率的行驱动器。在列驱动当中，则通过使用首尾相连的方式依次连接五片串入并出移位寄存器，使之能够形成一条40位的数据链。此种串入并出移位寄存器在对锁存端进行控制的过程中，主要是利用单片机完成在锁存器中一次性全部打入40列显示数据，在进行数据输出显示时只需要将相应行选通即可，列数据将自动通过单片机当中的数据控制端完成传送[2]。
1.3 红外串行通信
鉴于电子胸卡本身并不需要较大的体积与质量，因此选用普通光波波长在850nm到900nm的红外串行通信即可，尤其是利用贴片式的红外接收管作为其接收部分，能够有效减轻系统质量。使用USB转红外数据线和总线转接芯片分别作为红外发送以及电路部分，通过将USB上拉电阻与电复位电路放置在芯片内部，并直接将±UD引脚与总线相连即可。
2 基于单片机控制的电子胸卡软件设计
2.1 软件流程
在基于单片机控制的电子胸卡软件设计中，最为关键的部分便是软件控制系统的编写，这也是完成汉字字模提取与传输的前提。因此我们可以选用VB代码的方式进行系统编写，软件流程为输入汉字，判断其是否为汉字，如果是汉字则需要进入到查找汉字区位码的环节当中，并从字库中取24字节。此时需要对是否取完进行判断，如已经取完则需要进入到串口打开和数据发送环节，但如若未能取完则需要重新进入到查找汉字区位码的环节中直至24字节全部取完。
2.2 串行通信
利用VB本身自带的通信控件能够有效完成设计串口通信的工作，控拥有比较完善的发送和接收串口数据功能，通过进行串口状态与通信信息格式、协议等设置，即可在有效保障数据传输安全可靠的基础之上，用最短的时间完成数据的传输。一般在数据帧格式方面会选择一位的起始与停止位，以及八位数据位的十位数据为一帧数据。另外，选择异步通信的方式，将字节作为一个单位，同时利用RS-232通信接口协议进行数据传输，此种通信接口协议能够有效完成半双工发送数据以及数据的接收。而数据发送与接收则分别有上位机软件与下位机负责完成，在单片机当中主要选择9600bit/s波特率的1串行通信方式[3]。
2.3 程序生成与应用
在完成全部程序编写之后，为了能够有效提升程序运行的环境适应性，还需要为程序配置独立安装包或是可执行文件，并将其发送至用户处，但用户无法通过安装包以及可执行文件进行程序代码的查询与修改。用户通过在PC机当中下载安装包或是点击可执行文件，并可以在指定目录当中安装包括共享库、源代码等内容，之后在PC机的菜单栏当中点击启动项生成即可完成应用程序的生成与安装。此时通过运用PC机用户便可以对各项参数进行监察和修改，同时在单片机成功连接PC机之后，可以利用相关控制命令将字模数据发送至单片机处并实现系统显示。
3 结束语
总而言之，本文通过运用单片机控制技术设计了一款电子胸卡，在使用红外线串线通信之下，单片机能够完成接收由上位机发送的显示方式与数据，并将其按照相关顺序进行排列显示与存储。不仅使得电路变得更加简单优化，同时也有利于电子胸卡减轻体积与质量，在保障低耗能高性能的同时更加方便人员佩戴。
参考文献
[1]冀恩祥.基于单片机控制电子胸卡的设计[D].大连交通大学，2015.
[2]胡汪洋，冀恩祥，费继友.基于单片机控制电子胸卡的设计[J].仪表技术，2015，05：19-21+25.
[3]郭志卓，陈振军.基于单片机控制的电子胸卡设计[J].电脑知识与技术，2014，12：2861-2863.
