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数字化标志设计【五篇】(2023年)

时间:2023-07-03 19:10:07 来源:晨阳文秘网

2011年《时代》周刊把“共享经济”列为“十大改变世界的创意”之一,共享经济模式成为“互联网+”时代最热门的话题。分享实现了个体间超载物理空间限制的交流和分享,使资源和信息都可以创造出最大的价值,除了下面是小编为大家整理的数字化标志设计【五篇】(2023年),供大家参考。

数字化标志设计【五篇】

数字化标志设计范文第1篇

关键词:分享;
标志;
数字化;
视觉;
语意

2011年《时代》周刊把“共享经济”列为“十大改变世界的创意”之一,共享经济模式成为“互联网+”时代最热门的话题。分享实现了个体间超载物理空间限制的交流和分享,使资源和信息都可以创造出最大的价值,除了已经融入我们生活的各种打车、单车、住宿等共享,甚至宠物、图书、服饰等也都在新的分享模式下获得消费者的认同。作为中国制造向中国品牌转型的关键时期,企业品牌需要通过聚焦获得力量和竞争力,标志设计作为视觉时代品牌形象最典型的代表,可以用最快最有力的强度建立定位并引起观者共鸣,彰显其数字化的特征也成为当前设计的新趋向。

一、分享时代标志的应用模式

成功的标示设计,既要有视觉形式上的创新,又要在内涵意蕴上契合品牌文化精神。尤其在数字化时代,消费者喜欢通过微信、微博等社交软件自己的旅行印迹和阅读感想等,此时所涉及到的品牌和产品及包装,就要求能在手机较小的屏幕中被迅速识别并广泛传播。对于众多以网络为生存基础的各种创新公司和服务,其标志设计如果不能准确捕捉消费者的认知需求,就会造成传递信息和传播品牌的y度。当前的互联网产品的部分标志就存在传播方面存在一些困难,一是因标志设计有别于产品包装,不能让消费者通过亲自挑选来感知商品并进一步通过包装中的文字对商品作详细了解,标志设计的构思中设计师绝不能通过过黑箱样式来进行设计,而要对品牌和产品有充分的了解和认识。以当前在国内一线城市占有率最高的“女神派”APP的标示为例,其四个衣撑所组成的标志在品牌创建初期,确实承担了传递品牌信息并迅速建立消费者好感的任务,但是随着品牌市场份额领先地位的确认,其缺乏辨识度和时尚感的标志已经影响到品牌核心价值的继续传播。二是当前的一些标志设计更依赖于高计师的经验、设计技巧和技术,而不是真正根据品牌和人之间的关系来研究图形和文字的设计,因此产生一些不符合品牌需要脱离了实际的构想,标志作品。

二、标志在网络传播的叙事特征

在标志设计中图形元素国际化的今天,文字的功能逐渐弱化。作为具有分享时代特征烙印的标志设计,我们对其识别和接受可以分为两个阶段,第一个阶段是标志的图像设计,识别是标志的首要特征,标志的作用就是差异化的表现,是将品牌或产品的信息传递给消费者。因此标志作为图像方面的造形、色彩和质感为信息传递载体。第二阶段,就是标志的指示和象征意义。标志设计的信息通过传递,反应在观者的心理层面上,符号化和象征化可以以点代面地将标志的主题内容,将其代表象征的意义表现出来。这一阶段包含三个方面的内容,一是标志的审美性,一个有生命力的标志符号必须具有审美的特征才能表现其艺术感染力,且其中点、线、面之间的相互关系也组成感性与理性的审美情趣。二是标志的功能性。优秀的标志是将创意转换成视觉含义,以实用性来满足人们进行政治、经济、商业和文化活动的视觉传播工具。第三点是标志的时代性。标志设计绝非一劳永逸的事情,随着时代的变化,消费者的观念和行为也在发生变化,他们对于品牌和产品的需求也和过往有所不同,如果企业不能在品牌内在核心价值、产品物质功能和精神文化方面不断进步去适合消费者的需要,那品牌就会在快速变化的市场中被消费者所遗弃。不同历史时期的社会变迁都体现在文化上,以百事可乐的标志为例,从其诞生至今,已经历经了十一次的更改,其最新的“笑脸”标志,也由原来理性的蓝白变为活泼互动的笑脸,更适用于新媒体的传播。

三、标志数字化特征的应用

数字技术对于标志设计的影响,主要体现在视觉语言的表达更为丰富生动。以前单纯图形和色彩的平面构成形式,现在可以 超常规的视觉表现,更具感染力。McDonough曾提出:“最优雅的设计,是完全剔除垃圾、废物、浪费的概念,达成零浪费。”这一设计理念应用于产品设计,同时也适用于标志设计,去除复杂的装饰,让标志设计如锥一般直接印入设计消费者的脑海。以苹果公司的上一代标志为例,其立体、的三维化表现令人耳目一新,当然随着图标设计从拟物化向扁平化改变,苹果公司的标志也重新变回简洁。以动感和互动的形式表达。

(一)标志的数字化特点

在传播信息过度的社会里,文字和图像都分享时代标示的特点,主要体现在以图形、符号等元素为表达,其特点就是表达快速、具体、直接,不须使用文字即可表达。以“西安银行”的标志设计为例,其经营理念是稳健,所以整体造型从西安的传统文化元素中提炼出“城砖”这一图像,从众多的以方形和圆形钱币为主要构成元素的银行设计中脱颖而出,蓝色则是以科技为后盾,大力发展传统网点和网上交易平台,提高服务效率。

(二)标志独特的设计语意

数字技术改变了设计及应用。标志设计也可以更具有空间感、纵深感和立体感,视觉元素的肌理效果和多元化方向,应用在时尚、科技和金融信息等行业。透视形的数码技术,增强了标志的空间感,适合表现建筑和运动等机构形象。阿恩海姆在论述自然界中简化发展和运动趋势时提出,简化的趋势是各种力相互作用的结果也是基本构形动力机制。如树干不规则的年轮和倾斜的岩层,它们的层理结构清晰可见,彰显着最本质的特征。以国内视频网站领先的优酷和土豆为例,优酷在2016年12月上线十周年纪念日了新的品牌定位和新logo,为配合“让世界很酷”这一围绕年轻人打造文娱体验的品牌定位,设计了万千精彩始于最初两点之间的互动和连接,在APP和网站中动态的图标因触碰而演变出无限可能,紧紧抓住了目标消费者的眼球。另一家视频巨头土豆网也于2017年了新的标志,保留了原有的橙彩和主视觉,把眼睛下的一枝花挪位成亲亲嘴的萌达形象,由原来的静止变为活泼动感,传递着号召能玩爱造、对世界好奇又内心坚持去主动发现身边人和事的品牌主张。

【参考文献】

[1]陈楠.标志与视觉识别系统设计[M].沈阳:辽宁美术出版社,2017.

[2]代福平.标志设计文化论[M].北京:清华大学出版社,2011.

数字化标志设计范文第2篇

1.准确理解数字的含义

在以数字或以数字作为主要形象进行标志设计时,设计师首先要准确理解标志中所用的数字所表示的含义。因为文字中的“数词”,有表示数目的“基数词”,表示顺序的“序数词”,表示几分之几的“分数词”。为了准确地理解数词的含义和恰当地在标志设计中应用数字,设计师特别注意数词的量词或具体表示的意义(英文中有时不用量词,但要根据上下文准确理解其含义),如数字1,可以表示1个物品、1小时、1年,也可表示第1号窗口、第1栋楼等。在欧洲地铁站中的数字1、2、3、4分别表示“黄、红、蓝、绿地铁”(当然本身也表示“1、2、3、4号地铁”的意思);
运动员衣服身上的数字,表示“编号”,也代表队员的姓名。再如领奖台上的数字,表示“名次”,数字越小名次越高;
银行营业厅内窗口上的数字,只表示办理不同的业务“窗口”,而没有大小、多少的区别。所以,当在标志设计中使用阿拉伯数字时,设计师还要认真考虑实用的具置、场所与地点等。

2.考虑文化、宗教与习俗

另外,在进行数字标志设计时,设计师还要考虑更深层次的问题,因不同文化、宗教与习俗中,人们对某些特定的数字,给予了数字意义之外的其它特定的含义。如在西方文化中,7被视为幸运数字,有“Lucky7”的说法;
7也表示星期日,也被称为“安息日”。13是背叛和出卖的同义词。还有数字360,常表示360度,也有全方位的意思。数字365,常表示365天,即一年,也有每一天、全天候的意思。数字24,常表示24小时,一昼夜(如有“24小时自助银行”、“24小时服务”等的标志)。

3.情感的表达

在应用数字设计标志时,设计师还要考虑情感方面的表达,如周年纪念日等庆典的数字标志,要使数字的艺术形象充满活力、具有动感,表现出喜庆的感觉。也就是要针对数字标志所要表达的内涵,用不同的艺术表现形式,恰当准确地表现出某种特定的感觉(如严肃、稳定、轻盈、沉重、运动、端庄、喜悦、信赖、亲切、可爱等)。

二、数字标志设计的形式

在数字标志设计中,有时为不同部门或不同产品设计的标志中会应用同样的数字,但因其将要表达的内涵不同、数字的词性不同、表现的情感不同,设计师将会用不同的艺术形式去表现,结果用同样的数字设计出的数字标志中的艺术形象,会出现有别于标准印刷体或常规手写体的数字形象,这种不同的艺术数字形象可引起人们完全不同的心理感觉。下面以几款优秀的欧美数字标志为例,来论述其独特新颖的艺术表现方法与形式。

1.应用“几何空间衬托法”设计的标志

用此法设计的标志,多用于公共空间中(如机场、火车站、长途汽车站等的出入口,银行等服务行业柜台窗口、公路交通的限速、限重等标志)。标志中的数字,一般来说是选用规范、经典的字体(或用常规字体的微变体)。标志的外形,一般是设计一个简洁、规范、美观、大小恰当的平面几何形(如正方形、圆角正方形、正圆形、等边三角形等)。具体表现形式为较粗的线框形或实形平面形。这类标志在设计中一般来说不做过多的装饰。其特点是简洁、醒目、端庄、大气,易于发现、易于辨识。若用数字为某企业、公司等设计标志,还需注意标志使用部门的特性,注意更多的艺术性与独特性的问题(美国“奥马哈第一国民银行”标志,其具有稳重、流通、大气、醒目、独特、艺术的特性。

2.应用“添加形象法”设计的标志

用此法设计的标志,因添加了数字之外的其它形象,使观看标志的人们可想象或感知到其它的内容,也就是使标志形象的内涵更加丰富(数字50和数字10中的“0”,均处理成只是外轮廓的实形面形,然后分别添加了“餐叉”的形象与“飘带”的形象,这分别传达了餐馆与团体的“纪念日”与“庆典”的信息,使标志形象显得更加别致和与众不同)。

3.应用“一线串连法”设计的标志

此法巧妙地用一条视觉上连续的线,塑造两个以上的数字(或数字与字母)。标志整体造型中的线条连续、流畅,造型别致有趣。数字5与0,这两个数字的标准字形是无法用一线串起来的,但设计者应用了手写体的方式,巧妙地将数字5与0连在了一起)。

4.应用“图底反转法”设计的标志

用此法设计的标志,实际上是应用黑白均是图和黑白互衬的原理设计的。观看这种标志图形,会产生发现新形象的乐趣(第一眼看到的是数字4和1形象,但当观者的视线移动到数字4和1之间的空间时,忽然发现了数字5的醒目的、完美的形象。当视线移动到期2与7之间的空白处时,可忽然发现有数字4的形象)。

5.应用“双重形象法”设计的标志

用此法设计数字标志,可使数字形象具有某数字的形象特征外,还有另一个非数字的其它物体的形象。其作用是传达更多的信息,使标志形象更加别致有趣(标志形象具有数字9的基本形象特征外,同时也具有火炬的形象特征,让人产生不同的联想。整体形象为数字7,但只看数字形象的下部的局部,是一只高跟鞋的剪影形。第一眼看到的标志的整体形象是一只手的造型,但看竖着的两个手指头时,又会发现数字11的形象)。

6.应用“局部遮挡法”设计的标志

用此法设计标志时,将标志中主要形象的某个局部,用另一较小的整体形象去遮挡。目的是同时传递两个完整的信息。但标志中主要的数字形象,仍然要保持完整,这将会使标志的整体形象显得丰富、有趣,传达较多的信息。

三、结语

数字化标志设计范文第3篇

关键词:时尚品牌;
标志设计;
拉丁字母;
汉字;
设计

时尚品牌标志的字体设计一直以来都是时尚界持续关注的热点话题,字体设计通过对文字形态进行重新设计使其具有特殊的视觉效果,通过调整笔画、架构与造型特征等增添美感或传递强劲的视觉效果,可以说是一种将品牌标志变得更加吸引人、深入人心的重要措施。对于时尚品牌来说,精心的标志字体设计有助于其更好的凸显品牌个性和特征,符合品牌的内在文化,使其更富特色,在市场竞争中比同类对手更能吸引消费者,从而达到传播与深化品牌形象的目的。所以,针对时尚品牌标志的字体设计研究才有着重要意义。

1 时尚品牌标志字体意义

时尚品牌之所以受到消费市场追逐、热捧,除了其出众的产品之外,产品的明星效应以及时尚内涵也是重要因素,鲜明的富有个性的、被市场广泛熟知且认同的品牌标志是其大受欢迎的重要秘诀。当前时尚品牌种类众多,市场更新换代快,想要从其中脱颖而出必然要有自己的特色。目前大众生活水平、精神文化追求的提升使得其对于时尚品牌的需求不断增长,各个品牌富有自身特色的标志字体成了其最好的代言人,无论是五花八门的图形还是巧妙设计的文字都成了吸引顾客的好手段,无数商家都竞相模仿。比如市场中经常可以看到诸如双G、双F等著名时尚品牌,但是多数其实并非真品而是市场仿品,这也无疑从侧面说明了时尚品牌的号召力[1]。对于消费者来说,代表时尚品牌的标志字体就是凸显自身特殊性与其他品牌区别开来的关键,也是消费者选择某种品牌的重要动因,所以从这个角度来看,时尚品牌标志字体的重要性不言而喻,其标志字体的设计也就显得十分重要了。

2 时尚品牌标志字体设计现状分析

当前国内外众多时尚品牌标志字体的设计主要有拉丁文字母和汉字标志两种字体。使用拉丁文字母作为时尚品牌标志字体的多以欧美时尚品牌为主,汉字标志则是中华文化圈内时尚品牌的选择。

欧美时尚界引领时尚潮流的是众多高端大气上档次的奢侈品品牌,它们作为全球时尚界的风向标,无一不具有浓厚的文化积淀与底蕴,设计传统也根由品牌文化而生,发展到现在已经成为众多后来起步较晚的时尚品牌争相模仿和超越的典范。不同的时尚品牌在设计风格上也不尽相同,有些力求简洁,色彩低调,造型简单大气,有些则设计优良,重视传统,比如乔治・阿曼尼的典雅、范思哲的先锋时尚、香奈儿的高雅简洁……这些时尚品牌在自己的标志字体设计方面都别具特色。它们多数所应用是二十世纪上半叶诞生于瑞士迄今为止最流行的字体之一――Helvetica字,尤其是以拉丁文为母语的国家,是主要应用者。比如意大利品牌芬迪采用这种字体作为品牌标志字体,通过调整比例和字形设计出了独属于自己的标志字体,以双F为标志的字体深受追捧。许多时尚杂志标志字体设计喜欢选用法式浪漫的迪多字体,比如法国著名时尚杂志《Vogue》与《ELLE》,还有众多高端时尚品牌巴宝莉与阿曼尼等[2]。在标志字体的创新设计方面,这些时尚品牌的设计方面更多地倾向于对字形的变化,比如变更字体,调整粗细、角度与字体间距等,总体来说花样并不多,但是彰显出的变化内涵却十分丰富。比如乔治・阿曼尼略微夸张的衬线连体表现,伊芙・圣罗兰独特的字体比例和独特的字母组合形式,尤其是圣罗兰的标志字体,整体设计干净利落,均衡且节奏鲜明,将衬线字体与无衬线字体巧妙结合削弱了字体间的冷漠,整体表达出干练优雅的气质,与其品牌文化十分相合。瑞典的时尚品牌则通过大胆采用手写体,为标志突出了其富有活力和轻快风格的品牌文化。这些可以说是欧美时尚圈极富代表的时尚品牌标志字体设计。

在汉语文化圈,多数时尚品牌设计越来越倾向于选择汉语作为品牌标志字体。当前所使用的汉字字体主要以宋体和黑体为主,在设计方面还与欧美的纯熟范儿有些差距,不少设计显得生硬、干涩,与自身品牌文化还不甚相符,不过随着标志字体设计创新应用越来越深入,也涌现出了不少新想法,出现了不少出众的设计作品。比如2009年时尚传媒集团推出了专门的时尚品牌标志设计“时尚中黑简体字”将其作为品牌标志在平媒与网络各个平台使用,这种字体设计上简约时尚,富有极强的整体感,笔画均衡,方圆搭配合适,十分具有特色,可以说在兼具了品牌文化内涵的同时在标志字体设计上取得了成功,使二者达到了良好的统一。有些品牌在标志字体设计方面参考中国古代传统书法,将其作为品牌标志字体使用,较为著名的就是在众多的酒类生产企业,比如茅台酒、五粮液、舍得酒等,都使用了中国书法中较为特殊的草书、楷书、行书进行设计,不仅凸显了酒类文化绵远悠长的历史特点,同时也彰显了其独特的中华文化特色,强调了中国时尚[3]。全球一体化背景下,越来越多的中国企业同时设计了汉字标志字体和拉丁字母字体,针对国内外市场实施针对性宣传,比如海尔品牌,中文手写体标志海尔与拉丁文小写体haier,在展现民族个性的同时也迎合了欧美市场。越来越多的外国品牌进入中国这个巨大的市场之后,为争取消费者青睐也设计了多套字体,比如美国两大饮料巨头可口可乐和百事可乐都有独属于自己的专门中文汉字字体,在设计方面确实别具一格。

总体来说,当前时尚品牌的发展多数都走的是国内与全球两条线,尤其是中国市场作为世界上最具消费潜力、潜在客户群最为庞大、消费质量不断提升的重要市场,已经成为众多时尚品牌的第一选择,为此它们在标志字体设计方面除了根据自身品牌文化特性坚持使用传统拉丁字母标志字体外,还逐渐开始了使用专门设计的汉字标志字体的旅程。许多世界著名的时尚品牌标志字体都凸显出中英文并存并茂的局面,这意味着经过时间和市场的洗礼众多时尚品牌的标志字体设计将会越来越创新与繁荣。

参考文献:

[1] 万云青,汪尚麟,柳燕子.字体设计[M].武汉:华中科技大学出版社,2011.

数字化标志设计范文第4篇

当前国内外众多时尚品牌标志字体的设计主要有拉丁文字母和汉字标志两种字体。使用拉丁文字母作为时尚品牌标志字体的多以欧美时尚品牌为主,汉字标志则是中华文化圈内时尚品牌的选择。欧美时尚界引领时尚潮流的是众多高端大气上档次的奢侈品品牌,它们作为全球时尚界的风向标,无一不具有浓厚的文化积淀与底蕴,设计传统也根由品牌文化而生,发展到现在已经成为众多后来起步较晚的时尚品牌争相模仿和超越的典范。

不同的时尚品牌在设计风格上也不尽相同,有些力求简洁,色彩低调,造型简单大气,有些则设计优良,重视传统,比如乔治•阿曼尼的典雅、范思哲的先锋时尚、香奈儿的高雅简介……这些时尚品牌在自己的标志字体设计方面都别觉特色。它们多数所应用是20世纪上半夜诞生于瑞士迄今为止最流行的字体之一——Helvetica字,尤其是以拉丁文为母语的国家,是主要应用者。比如意大利品牌芬迪采用这种字体作为品牌标志字体,通过调整比例和字型设计出了独属于自己的标志字体,以双F为标志的字体深受追捧。许多时尚杂志标志字体设计喜欢选用法式浪漫的迪多字体,比如法国著名时尚杂志《Vogue》与《ELLE》,还有众多高端时尚品牌巴宝莉与阿曼尼等。

二、标志字体的创新设计

时尚品牌的设计方面更多的倾向于对字型的变化,比如变更字体,调整粗细、角度与字体间距等,总体来说花样并不多,但是彰显出的变化内涵却十分丰富。比如乔治•阿曼尼略微夸张的衬线连体表现,伊芙•圣罗兰独特的字体比例和独特的字母组合形式,尤其是圣罗兰的标志字体,整体设计干净利落,均衡且节奏鲜明,将衬线字体与无衬线字体巧妙结合消弱了字体间的冷漠,整体表达出干练优雅的气质,与其品牌文化十分相合。瑞点的时尚品牌则通过大胆采用手写体为标志突出了其富有活力和轻快风格的品牌文化。这些可以说是欧美时尚圈极富代表的时尚品牌标志字体设计。

在汉语文化圈,多数时尚品牌设计越来越倾向于选择汉语作为品牌标志字体。当前所使用的汉字字体主要以宋体和黑体为主,在设计方面还与欧美的纯熟范儿有些差距,不少设计显得生硬、干涩,与自身品牌文化还不甚相符,不过随着标志字体设计创新应用越来越深入,也涌现出了不少新想法,出现了不少出众的设计作品。比如2009年时尚传媒集团推出了专门的时尚品牌标志设计“时尚中黑简体字”将其作为品牌标志在平媒与网络各个平台使用,这种字体设计上简约时尚,富有极强的整体感,笔画均衡,方圆搭配合适,十分具有特色,可以说在兼具了品牌文化内涵的同时在标志字体设计上取得了成功,使二者达到了良好的统一。有些品牌在标志字体设计方面参考中国古代传统书法,将其作为品牌标志字体使用,较为著名的就是众多众多的酒类生产企业,比如茅台酒、五粮液、舍得酒等,都使用了中国书法中较为特殊的草书、楷书、行书进行设计,不仅凸显了酒类文化绵远悠长的历史特点,同时也彰显了其独特的中华文化特色,强调了中国时尚。

全球一体化背景下,越来越多的中国企业同时设计了汉子标志字体和拉丁字母字体,针对国内外时尚实施针对性宣传,比如海尔品牌,中文手写体标志海尔与拉丁文小写体haier,在展现民族个性的同时也迎合了欧美市场。越来越多的外国品牌进入中国这个巨大的市场之后,为争取消费者青睐也设计了多套字体,比如美国两大饮料巨头可口可乐和百事可乐都有独属于自己的专门中文汉字字体,在设计方面确实别具一格。

三、总结

数字化标志设计范文第5篇

关键词 单片机;
软件设计
硬件设计;
时间片;
串口通信

中图分类号TP368.1 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)96-0201-04

0引言

单片机在智能仪表,控制设备,机电一体化和自动化控制系统中的应用愈来愈广,很多仪表设备在升级换代的改造中都将单片机作为首选方案。单片机的优越性能使电路设计更加简单,但软件设计的任务相应的比较繁重。

系统设备中51单片机是在目前比较流行的单片机系统。是性能价格比较高的一种单片机系统。其软硬件设计,都比较成熟,是一种容易掌握的单片机系统。在实际开发中比较容易实现要求的控制功能和控制成本。本人在实际设计中摸索了一些经验和方法,对于系统软件和硬件设计有帮助。

对于大多数单片机的编程设计者,最初的经验多来自阅读其他程序员的软件,在此基础上进行自己的程序设计。

笔者设计的通信电源监控器,使用51单片机,采用MAX191进行模数转换,采用RS232方式通信,采用EDM12816液晶显示器进行信息显示,八位键盘。

该控制器的功能为检测电源系统的输出电压,当电压超过或低于设定值,报警,蜂鸣器鸣叫;
输出将被使用继电器切断;
通过串口送出按协议编码的报警信息,根据接收到的数据调整参数,控制动作。报警电压的上限和下限可以设定和修改。

1硬件系统设计

系统硬件设计采用了51系统的一般模式。

采用89C55内置20K程序存储空间,省去EPROM,同时大大加强系统程序的保密性。

采用窄DIP 封装62256,32K RAM作为系统的数据存储单元,供液晶显示的数据拼装,以及系统相关数据的存储资源。

采用MAX191完成模拟量数字量转换,数据为12位,使用CD4051作为模拟量通道,由译码电路完成通道的切换。

采用EDM12816,16*16点阵8个汉字作为液晶显示器,进行人机交流界面。LED背光源,背光亮度可以调节。

采用MAX813作为看门狗、复位控制电路,电压监视电路,集成度高。

采用DS1302作为时间计时器,为系统提供日期,时间以及31字节数据保存单元,需要使用3.6V电池的数据保存单元。

采用MAX232作为RS232通信的电平转换芯片。MAX232是RS232C收发器,这种收发器由于它的内部有电荷泵电压变换器,可将+5 V电源变换成RS-232所需的±10V电压,因而只需用单一的+5V电源就可实现电压的转换,符合RS-232的技术规范。

采用8255作为输出通道和键盘通道控制器。

2 软件设计

程序设计的步骤和基本方法。软件设计可以采用C51和PLM、汇编,本系统的软件设计采用汇编语言,主要基于时序控制实现简单,可以借鉴的相关资料丰富。

基于控制的考虑,系统采用时间片和循环相结合的方法进行程序控制。

根据时间片序号的不同置位时间片标志,通过时间片标志控制各个程序按照需要执行。这是一种类似高级语言的编程方式,比较有利于对程序的控制。系统可以根据任务的紧急程度,将紧急程度度最高的任务设置为每次循环都执行的工作方式,而将紧急程度低的任务设置为按相应时间片执行的方式。紧急程度的区分,由程序根据相应的位标志进行。在进行编程时,应当对每个由时间片标志控制的程序运行时间进行计算,确定占用的时间片具体数目,进行恰当的安排调度。

程序设计的主要部分:

1)系统初始化部分,包括资源的分配,单元的预定义。定义详细和完整可以对程序的设计起到事半功倍的效果;

2 )主程序循环基于时间片的跳转。充分使用51单片机丰富的位资源,为与每个时间片相对应的程序确定时间片运行标志位,控制程序运行;

3 )中断程序的处理,包括定时器0和串口中断。串口中断的优先级高于定时器中断。对定时器中断,和串口中断程序处理进行说明;

4 )键盘扫描程序,模数转换程序,时间芯片读写程序,端口处理程序,说明键盘扫描,延时处理;
模数转换,以及计算处理,DS1302的读写,8255的读写;

5) 相应的数据处理程序,多字节乘法,多字节加减法。多字节加一,多字节减一程序。可以在参考资料上获取,仅需要修改入口和出口参数。在系统中直接调用。

下面分别详细介绍上述程序。

2.1系统初始化部分

首先要把系统使用的外部端口资源确定和分配好。

安排中断向量的跳转,预定义各个寄存器,内存单元,外部存储单元,相应的外部端口具体数值都应确切的设置。为了系统的稳定,系统使用的单元应当赋初始值。使用EQU,ORG,END,BIT,DB,SET等。可以把通用寄存器组的另外三组定义为连续的别名供使用,不用修改PSW中的RS0,RS1。一般仅在中断程序和程序调用中使用,这样可以不用入栈保护的相应的寄存器区,方便使用,节约了堆栈。

方便用户使用和方便记忆,可以采用拼音或英文缩写的方式进行定义。进行复杂的程序设计,作好预定义和赋初值处理会大大降低编程的难度。同时采用浮动方式进行预定义,方便后期修改.编制时应当加入文字说明以利使用和调试阅读。

初始化部分对内存进行刷新,对外部设备如8255进行初始化,在液晶显示屏上显示厂家标志,程序版本号。这里因为使用外部数据存储芯片,设定专门程序对外部数据存储芯片62256进行检测,同时对8255端口赋初值。对系统程序计算和保存数据需要用到的单元,初始化,保证系统数据的可靠性。

在进行初始化时有液晶显示,提示正在进行初始化。对于外部端口的处理应当置于安全的状态。包括继电器的吸合和开关量的设置应不会对人员和设备造成危害。

2.2 对于主程序循环的考虑

主程序循环的方法,通常采用下面的方法:

1)定时器0中断中,修改控制程序执行的时间片位标志。

根据当前Timeover的数值,判断哪些时间片标志应当被置位,进行置位。在退出中断后,在主程序循环中,根据标志位控制相应的程序的执行。如果控制程序执行的位单元置位,程序相应的执行,执行完毕清除控制程序执行的位标志。在全部标志位扫描完毕,转回循环开始,进行下一次循环。

2)采用纯循环方式

无限制的循环。执行完全部的指令,重新回到循环开始,这样反复循环。

3)事件激活方式

循环等待,检测到由外部状态的变化,相应执行某些操作,进行相应的处理。即在程序中循环检测相关标志位的变化。

本文所设计的程序采用时间片的方法,使用上述三种方法的结合。

电源监控器主程序循环具体如下。

2.2.1键盘处理

判断Keytime标志位,如果被置位,在主程序中,执行键扫描,确定有无键按下。如果有键按下,保存键值,修改相应的标志位。进行多次判断,确定有效,修改标志位执行按键执行程序。在确认键值后,转入相应的表处理程序决定执行哪个模块。若无键按下,顺序执行主循环的下一项程序。

2.2.2液晶显示处理

判断Displaytime标志位,如果被置位,在主程序中,显示状态刷新,执行内存中的数据拼装,确定菜单状态,当前显示第几层菜单(需要一字节),光标位置(需要一字节)。某些实时程序,产生的数据,应放在指定单元,直接取用进行内存的更新。

2.2.3模数转换

判断Adtime标志位,如果被置位,在主程序中,开始进行模数转换,调用多字节乘法,转换为要求的数值形式。同某些预设值进行比较,判断是否处于告警状态。

2.2.4时间扫描

判断Gettime标志位,如果被置位,读取DS1302中的时间数据,刷新在内存中的时间单元数据。供显示和数据记录使用。

2.2.5外部端口的扫描

判断8255time标志位,如果被置位,查询8255的B,C口数据,判断外部端口是否发生变化,并做出相应的处理。

2.2.6串口接收到的数据处理

判断Seriestime标志位,如果被置位,当串口接收到完整的一帧数据,修改接收串口接收完成标志,启动接收数据处理程序,修改数据。

2.2.7对于一些重要的,需要每周期都执行的实时程序可以在主程序中集中调用进行处理

2.3系统的中断设定

系统使用两个中断源

第一,定时器0中断,最重要的,用以确定时间片,控制程序运行。

第二,串口中断(串口,使用定时器1作为波特率发生器。)

2.3.1定时器中断功能

定时器0设定每个时间片为5ms,共20(保存在Timeover单元中)个时间片100ms,为一次大循环。每次定时器0中断,Timeover计数值减一,当此值为零时,程序重新赋初值。

根据计数器值,修改相应得标志,是主程序循环执行各个程序段。

1)断Timeover为1,进行键盘扫描.置位Keytime标志位。

2)判断Timeover为4,8,12,16,20,进行模数转换,置位Adtime标志位。由主程序循环进行程序调用。可以根据需要为安排某个程序多次执行。如在一个大循环中,安排模数转换4次以上执行,保证每100ms,有一次或多次有效的模数转换。

3)判断Timeover为6,进行显示刷新,置位Displaytime的位标志。

4)判断Timeover为2,读取DS1302时间,则置为位Gettime的标志位。

5)判断Timeover为3,进行端口数据的读取,8255端口的检测,则置为位8255time的标志位。

2.3.2 串口中断功能

串口通信是单片机系统的重要资源,不仅提高系统的功能,而且方便系统调试。为了保证接收数据的完整和实时,串口通信的接收采用中断方式。并且在内部存储器中开辟缓冲区保留数据。同时为了保障通信的实时、有效和完整,使用超时检测的功能和校验功能。

串口中断处理程序,将接收到的数据放到通讯缓冲区中,设有接收指针,确定已接收位,应接收的长度。在程序中,可以判断通信是否完成,未完成应当继续接收。如完成接收应当转入相应的处理程序。根据通信协议,当判断通信完成接收到全部字节。可以置位标志位,转入相应的校验处理。

通过校验后,修改相应的串口接收成功Serrecok位标志,由主程序循环中的相应程序调用进行处理。如果校验未通过,放弃本次接收的数据,转入相应的超时处理程序,释放占用的资源。也可以进行CRC 校验,用另外一个程序调用来完成循环冗余码校验,本文使用累加和校验方式。为尽量减少串口通信对程序运行的影响,不在中断程序中进行接收数据的相关处理。

在串口中断程序中,在指定区域设置接收缓冲区,使用mov @R0,a方式保存数据。Sertimov为接收超时标志。Checksum为校验和字节,即所接收到的数据的累加和,限定到一字节内。

程序说明:

串口通信(接收使用中断)(中断源设定中串口中断优先)。

判断Sersynok串口同步标志是否被置位,如果置位是正在接收状态。如是,继续判断是否收完。未接收完,接收数据保存在内存单元中,退出中断。

检测接收超Sertimov标志时,未超时退出,否则,恢复全部初始状态,送出错信息。

本系统中,通信需要考虑的寄存器和内存单元问题

1)使用一部分芯片内内存单元作为缓冲区,应有确定的首址,因为系统协议最长为8字节,应当有8字节长度的数据缓冲区,设置在内存38H-3FH单元;

2)设置正在进行通信的标志位,为Sersynok,只有完成接收同步头后才置位;

3)设置已经接收的串口通信数据字节数,保存在R0中;

4)超时计数单元Sercount,应当可以维持1s时间的计数,超过1s可以视为通信超时,有一字节。通信超时时间一般应当是最大接收数据所用时间的2~3倍或更长。本系统中,使用的波特率较低,协议长度为8字节,加上同步头和校验字节,一共10字节,超时计数器,应当可以维持1s时间的计数,超过1s可以视为通信超时。因为系统定时器中断时间设计为5MS,故超时Sercount字节设为200,即1s,也就是Sercount字节和Sertimov标志位(超时标志位)。

串口程序编制的一些考虑:

串口接收程序设计采用接收1个A作为有效同步的开始,建立正在接收标志,其后面是命令和数据,接收一字节,存储在自38H单元开始的8字节数据存储区内。

在全部接收完毕,对于数据进行累加和校验。只有通过累加和校验,才能置位Serrecok成功接收标志。在主程序执行中,执行串口接受数据处理程序,根据相应的散转程序进行解释和修改内存单元的字节和位单元,调用处理程序,完成串口数据处理。

在退出串口中断处理程序之前不要开放串口中断,以避免再次中断。应在出栈所有寄存器之后再开放串口中断,执行中断返回,有深刻的教训。

在定时器中断中,程序根据Sersynok标志判断是否在接收数据状态中,不是,略过。如果处在接收数据状态,则对Sercount超时计数器进行减一操作。当计数值为0时,转入超时处理。正常通信结束后,清除Sersynok正在接收标志,使在定时器中断0中不再进行通信超时计数值的处理。

入栈保护应当配对使用POP和PUSH,否则一定出错。同时没有必要保护的寄存器区不必保护,以免占用过多的存储空间。主程序中应当保留足够的堆栈空间,此外要限制调用的深度,不要超过三层。以避免发生不可预见的堆栈溢出。

2.4键盘扫描程序,模数转换程序,时间芯片读写程序,端口处理程序,显示程序

2.4.1 键盘扫描程序

键盘处理比较简单,一般是进行扫描,获取键值,延时,滤除干扰,等待释放,确认按键有效,最后转入键处理程序。

系统软件设计中,键盘接收处理程序,进行三种判断,检测有键按下,按键释放,按键按下有效次数。

程序中要求对按键进行20次循环以上的有效计数,对应大约10ms,才确认为有效键,不使用简单的延时等待。在检测到有按键按下时,键扫描程序执行完本次循环,不清除时间片标志,直到此次按键被判为有效或放弃之后才清键扫描时间片标志。也就是当系统检测到有键按下时,键扫描程序不再按时间片运行,而按20次主程序循环来进行。当按键有效按下达到20次修改标志,表明KEY_OK,按键被有效检出。此后,只要检出KEY_OFF键释放标志有效,即可转入键盘处理程序。键有效按下,程序进行异或比较,确定按下的键是同一个键,避免干扰。

设有NEW_KEY,OLD_KEY两个单元保存最近的两次按键键值。读取8255的A 端口,根据读取到的数值判断是否有按键按下。如果有键下,读取键值,保存在Newkeys单元中,将原来的键值保存在Oldkeys单元中。在以后的扫描程序中,判断按键是否达到了要求的按键按下次数。如果按键按下达到要求的保持时间,仅判断按键是否释放,检测到键盘释放,修改成功检测到按键标志。对于未达到规定的按键时间的按键放弃处理。

如果有效按键释放,修改标志,使主程序运行键处理程序。系统程序在主程序循环中根据当前处于哪种处理界面中,在键处理程序中可以修改相应的参数,调用相应的处理程序进行处理,修改相应的显示内容,进行按键处理。

2.4.2模数转换模数转换程序程序,A/D转换算法

模数转换的关键是滤除干扰和数值转换。

MAX191数摸转换芯片,是十二位数模转换。该芯片可以使用单电源方式和双电源方式。基准为4096mv。封装为窄24DIP。启动数模转换芯片,等待芯片的忙闲标志。在忙闲标志为低时,读取转换数值。高四位,低八位,可以放在内存单元中读取的转换值用二进制表示,进行计算,即使用多字节乘法,乘相应的系数。结果保存在内存单元,计算完毕转换为BCD码,确定小数点位。

模数转换程序应当使用数字滤波技术,去除干扰数据。本文采用四次取样,滤除最大值,最小值的,另外两个数据平均的方法作为一次有效数据的处理方法。为保证显示数据的不跳动本软件采用16次数据滑动方式,每次取样的有效数据冲消掉16次取样数据中最早的一个. 然后使用平均数据的方式,取得的数据为有效值。也可以根据具体情况使用冒泡法或其他方法。

数值转换采用的方法采用多字节二进制乘法,将获得的取样值乘相对应的系数,获得实际值。一般还要经过BCD码转换。变成可以供进行比较和转换的数值形式。

系统设置电压上下限比较功能,具有上下限输入值BCD码的加减法运算功能,主要进行加、减的运算,进行BCD码比较,判断电压过压或欠压,转为告警状态。

系统有相应的上下限数据设定程序,该值初始设定为某一固定值,每次按键,相应的数据加一或减一。同时该数据被保存在DS1302的存储空间中,在每次初始化后由DS1302读取后送入外部数据存储器中保存,供程序调用。

软件系统设有告警Alarmword字节,其中的每一位都代表一种告警错误。在主程序循环中,有专门程序对该字节进行位判断,驱动告警,相应的从串口送出错误告警码。模数转换修改其中的过、欠压标志。

对于使用数模转换的数据处理应当采用数据平滑,即对数具进行过滤数据超限。也不应进行过多的平均,以免电压变化过于慢,系统不能立即反应电压的变化。

2.4.3时间芯片读写程序

对于DS1302的读写,使用串行方式进行,比较并行端口的读写相对较耗时。并且需要对数据进行相应的格式变换。处理相对复杂。

2.4.4端口处理程序

8255的端口,采用扫描方式,按位进行逻辑处理,根据每个端口的状态进行相应的处理。

8255需要一定时间复位,半秒左右,再初始化。如果未能正确初始化,端口高阻状态,用发光二极管指示,不亮,低电平会被抬高。在8255运行时不要多次对命令寄存器单元设置,有时会出现混乱。8155应当也是这样的。许多外部设备都是这样的。应当注意。

在系统初始化时应当加入适当的延时,确保8255有效复位。

2.4.5显示程序

液晶显示作为一种显示方式,具有比LED显示可以提供更多的信息量和直观。以汉字方式显示信息,方便操作人员的理解和掌握。

本系统显示屏为点阵显示方式。显示的字符所需字模的获取,采用专用软件。液晶字库的取法,采用16X16点阵,字型采用小四号字,可以调整左右偏移。上下偏移,纵向取模,字节倒序。

根据显示屏的说明,对于EDM12816型液晶,每个字的前十六个字节放在第一页面中,后十六个字节放在第二个页面的相应位置。即每个汉字的上下两个部分不在连续存储单元。

液晶显示对于单个字符可以采用,指定页内地址的办法处理。即在外部存储器的指定区域内进行数据拼装。应注意对于EDM12816来说,16字节半个汉字,32字节一个汉字。显示的内容要在内存中进行拼装,通过每一幅显示画面相应的程序进行拼装,在外部数据存储区内指定的区域,将所要显示的字符和画面以字节为单位有序排列,拼装完毕后,调用显示程序将上述内容送到液晶显示屏。进行内存数据拼装时,根据要显示字符的位置,把字符对应的字节数据放到外部存储器相应单元。

显示程序按页面对显示内容进行处理和刷新,即根据当前的显示页面号,确定应当显示的内容,在内存中进行显示数据拼装,之后调用显示刷新程序,将指定的内存区的内容传送到液晶显示器中。这和按键的处理是一样的,即程序的操作应当根据当前的具体页面号,所处在的程序进程,进行相应显示程序处理。

系统所用到的显示字符,预先作成系统小字库,连续存储在程序存储器中。最好以整数存储单元作为存储单元的开始。

3 硬件设计过程中的一些考虑

3.1地址译码使用的考虑

在作地址译码和使用片选时,尽可能使用高字节地址,因为许多外部设备的通道或命令寄存器使用低位作为片选。译码时使用低位,会很难处理,有重叠。使用高位可以有效避免这种尴尬。译码电路最好使用多位控制译码电路的片选。地址译码,尽量选用低位开始的地址线,给高位留有余地。使用138译码器时,尽可能使用高位而不是低位地址线。

3.2电路设计上的考虑

CD4051应当使用双电源,模拟通道对AD转换还是有不同程度的影响。在模数转换之前,应当加入采样保持电路。

max191使用时应当注意其极性,双电源模式,或单电源模式,直接在端口接电压信号,可以正确检测,数值准确。为了提高精度可以使用可调节的外部基准源,确保基准源有较好的温度特性。模数转换的模拟地应尽量短,尽量粗与电源地连接。

液晶屏显示使用74ls245 驱动应注意门的开方向。控制不要仅采用WR,Rd控制,应当与片选译码信号共同作用。液晶屏接口电路,门电路尽可能使用高速门。地址线和读写信号要有确定的时序关系,尽量减少门延迟。

4结论

采用时间片循环的方法,进行51单片机程序设计,为一般小系统的开发提供了方便,使得程序的开发和移植变得相当容易。本文介绍的内容较为浅显,但实用性较强,开发人员可以在此基础上研发出更为复杂的单片机应用系统。

本文的经验也可以在其它单片机系统中使用,其中的键盘,A/D转换,液晶显示,串口通信对于其他单片机也是有参考价值的。

本系统的软件和硬件设计,在实际运行中稳定,达到了设计的要求。

参考文献

[1]周航慈编著.北京航空航天大学出版社.单片机应用程序设计技术.

[2]李勋,林广艳,卢景山编著.北京航空航天大学出版社.单片微型计算机.