基于usb的led点阵显示牌设计.doc

目录
1. 绪论 1
课题的提出及意义 1
USB的发展状况 2
USB的发展现状 2
USB的优点 3
LED点阵显示牌简述 4
方案论证 4
5
USB系统组成 5
总线拓扑结构 7
物理接口 8
3. USB协议简介 8
USB数据流模型 8
端点 9
管道 9
包 10
事务 11
13
控制传输(Control Transfer) 13
批量传输(Bulk Transfer) 14
中断传输(Interrupt Transfer) 14
同步传输(Synchronous Transfer) 15
USB设备总线枚举 16
设备暂态 16
USB设备的总线枚举 17
标准USB描述符 18
4. 系统硬件设计 18
主要芯片介绍 20
C8051F320简介 20
LTC3555简介 23
硬件设计电路 27
电源电路 27
锂电池充电电路 27
LED点阵显示电路 28
5. 系统软件设计 30
系统初始化的设计与实现 30
驱动程序的开发 31
主机应用程序的开发 33
固件程序的设计 34
程序设计总体考虑 34
主程序设计 35
USB中断服务程序设计 37
FLASH读写程序设计 38
LED点阵显示程序设计 41
6. 结论与展望 45
总结 45
展望 46
参考文献 47
附录 49
外文资料 50
中文翻译 55
致谢 60
1. 绪论
课题的提出及意义
LED 点阵显示牌是由LED点阵组成的显示信息的产品。它采用低电压扫描驱动,具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、视角大、可视距离远等许多优点,其显示的内容由PC 机传送过来,可以是图形文件和文本文件并以多种模式显示之,具有技术的先进性和系统的可靠性,因而广泛应用于证券、交通、医院、银行等公共场合[1]。
现代生活对LED 点阵显示牌的要求日益提高。除了性能好以外,还要求LED点阵显示牌能有其它特点,如使用方便、经济合理、安全可靠、掉电显示等。
目前常用的LED点阵显示牌输入信息固定,一般都是利用取模软件生成点阵字模在点阵上显示,不便于更新信息,普遍存在掉电后不能工作的缺陷。
现在的UART 串行口虽然支持外插,但不能给外设供电,其速度太慢,远不能适用现今高速设备的发展需求。
USB(通用串行总线)的普及使其成为在各类便携式设备中进行数据传输的一种较好的选择。因此,可以应用USB总线设计LED点阵显示牌并同时对其供电,但USB总线电源断开时,系统便不能工作。若用锂电池自动切换供电,则可以解决以上的缺陷[2]。
基于此,本文提出了基于USB的LED点阵显示牌,它具有传输速度快、更新信息方便、设备安装和配置容易、易于扩展、能够采用总线供电、使用灵活等优点;外接的锂电池可迅速充电,提供工作电源,便于携带,基本上完善了LED点阵显示牌的功能,具有良好的应用前景和很高的实用价值。
本课题介绍的LED点阵显示牌可应用于会议展牌、学生牌、电影院展示牌、广告显示牌,首先在上位机编辑汉字并通过USB适时发送汉字的点阵字模,然后由单片机控制汉字的静态与动态显示。该显示牌可实现多个汉字的显示。USB 接口控制芯片采用Cygnal 公司推出的一款新型USB 微控制器芯片C8051F320,锂电池充电芯片采用凌力尔特公司新推出的多功能电源管理器件LTC3555
。
USB的发展状况
USB的发展现状
USB(Universal Serial Bus)即通用串行总线,在传统的计算机组织结构基础上引入了网络的某些技术,可以说是计算机外设连接技术的重大变革。
1995年,由Compaq、Digital Equipment、IBM、Intel、Microsoft、NEC 和Northern 七个在计算机与通信工业领先的公司组成联盟,并建立USB - IF (USB 实施者论坛) 来推进采用USB 标准的兼容设备的开发。它最初是为将电话接入PC 机而设计的,然而由于这种新的连接标准性能优良,USB -IF 决定将USB 推广为一种计算机标准。
在1996年,USB - IF公布了U