多功能數(shù)字電子時(shí)鐘畢業(yè)論文.doc

目錄 多功能數(shù)字電子時(shí)多功能數(shù)字電子時(shí) 鐘鐘畢業(yè)論文畢業(yè)論文 目錄 摘 要 I ABSTRACT II 目錄 1 緒論 1 1 1 課題背景 1 1 1 1 多功能數(shù)字時(shí)鐘研究的背景 1 1 1 2 多功能數(shù)字時(shí)鐘研究現(xiàn)狀與意義 2 1 1 3 多功能數(shù)字時(shí)鐘的功能 3 2 硬件設(shè)計(jì) 4 2 1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 4 2 1 1 設(shè)計(jì)流程 4 2 2 單片機(jī)的選擇 5 2 2 1 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 5 2 2 2 單片機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn) 5 2 3 單片機(jī) STC89C52 簡(jiǎn)介 6 2 4 實(shí)時(shí)數(shù)字時(shí)鐘芯片 11 2 4 1 DS12C887 概述 11 2 4 2 DS12C887 應(yīng)用電路連接說明 12 2 5 數(shù)字溫度傳感器 16 目 錄 2 5 1 DS18B20 概述 16 2 5 2 應(yīng)用電路連接說明 17 2 5 3 DS18B20 的各個(gè) ROM 命令 17 2 6 顯示部分設(shè)計(jì) 19 2 6 1 液晶顯示屏 12864 的簡(jiǎn)介 19 2 6 2 LCD12864 的功能介紹 20 2 6 3 LCD12864 初始化過程 25 2 6 4 LCD 硬件電路的設(shè)計(jì) 26 2 7 單片機(jī)最小系統(tǒng) 27 2 8 鍵盤部分 29 2 9 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 30 2 10 直流穩(wěn)壓電源部分 31 2 11 硬件仿真 31 2 11 1 仿真軟件PROTUES簡(jiǎn)介 31 2 11 2 本設(shè)計(jì)的仿真原理圖 32 3 軟件設(shè)計(jì) 32 3 1 編程環(huán)境 KEIL簡(jiǎn)介 33 3 2 軟件設(shè)計(jì)總體說明 33 3 2 2 鍵盤部分 34 4 調(diào)試 35 4 1 軟件調(diào)試 35 4 2 硬件調(diào)試 41 5 系統(tǒng)可靠性的設(shè)計(jì) 42 5 1 軟件可靠性的設(shè)計(jì) 42 5 2 硬件可靠性的設(shè)計(jì) 43 5 3 本系統(tǒng)中的抗干擾的預(yù)防措施 44 目 錄 總結(jié) 45 參考文獻(xiàn) 47 附 錄 49 附錄 1 部分程序代碼 49 附錄 2 系統(tǒng)仿真原理圖 68 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 1 1 課題背景 1 1 1 多功能數(shù)字時(shí)鐘研究的背景 20 世紀(jì)末 電子技術(shù)得到了極速的發(fā)展 毫無疑問 在其推動(dòng)下 現(xiàn)代電子產(chǎn)品以及各種高科技產(chǎn)品幾乎滲透到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域 這有 力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度以及綜合科技水平的提 高 但產(chǎn)品更新?lián)Q代的頻率也越來越快 隨著科技的發(fā)展社會(huì)的進(jìn)步和 全球化競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈 人們對(duì)數(shù)字鐘的要求也越來越高 傳統(tǒng)的時(shí)鐘 已不能滿足人們的需求 多功能電子鐘不管在性能還是在樣式亦或是用 途上都發(fā)生了重大的變化 許多電子鐘都已具備電子鬧鐘 電子秒表 溫濕度檢測(cè)等功能 同時(shí)單片機(jī)在多功能數(shù)字鐘中的應(yīng)用已是非常普遍 的 多功能數(shù)字電子鐘除了具有時(shí)鐘的功能外還可以包含對(duì)環(huán)境溫度檢 測(cè)的功能 溫濕度是一種最基本的環(huán)境參數(shù) 在各個(gè)行業(yè)生產(chǎn)及日常生 活中 對(duì)溫濕度的測(cè)量及控制始終占據(jù)著非常重要的地位 數(shù)字電子時(shí) 鐘是采用數(shù)字時(shí)鐘芯片 DS12C887 實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí) 分 秒 數(shù)字顯示的裝置 廣泛用于個(gè)人家庭 車站 碼頭辦公室等公共場(chǎng) 所 成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡谋匦杵?由于數(shù)字集成電路的發(fā)展 和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用 數(shù)字時(shí)鐘的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式鐘表 鐘 表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便 而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表 原先的報(bào)時(shí)功能 例如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警 按時(shí)自動(dòng)打鈴 時(shí)間程序自動(dòng)控 制 定時(shí)廣播 自動(dòng)啟閉路燈 定時(shí)開關(guān)烘箱 通斷動(dòng)力設(shè)備 甚至各 種定時(shí)電器的自動(dòng)啟用等 所有這些 都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的 1 1 2 多功能數(shù)字時(shí)鐘研究現(xiàn)狀與意義 數(shù)字電子時(shí)鐘 自從它發(fā)明的那天起 就成為人類的朋友 給人們 的生活 學(xué)習(xí) 工作 娛樂帶來極大的方便 但隨著時(shí)間的推移 科學(xué) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 技術(shù)的不斷發(fā)展 生活節(jié)奏越來越快 競(jìng)爭(zhēng)日益激烈 人們對(duì)時(shí)間計(jì)量 的精度要求越來越高 應(yīng)用越來越廣 可以說時(shí)間的準(zhǔn)確已成為各行各 業(yè)安全運(yùn)行的基礎(chǔ) 如果時(shí)間出現(xiàn)誤差而不能及時(shí)校正 會(huì)造成一系列 嚴(yán)重的后果和經(jīng)濟(jì)損失 電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)方法有多種 可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘 也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成 電子鐘 還可以利用對(duì)單片機(jī)編程來實(shí)現(xiàn)電子鐘 其中 利用單片機(jī)實(shí) 現(xiàn)的電子時(shí)鐘具有硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 編程靈活 便于功能擴(kuò)展等特點(diǎn) 由 單片機(jī)作為數(shù)字鐘的核心控制器 可以通過它的時(shí)鐘信號(hào)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能 將其時(shí)間數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)輸出 利用顯示器顯示出來 通過鍵盤可以進(jìn)行 定時(shí) 校時(shí)功能 輸出設(shè)備顯示器可以用液晶顯示技術(shù)或者數(shù)碼管顯示 技術(shù) 液晶顯示器 LCD 具有功耗低 體積小 重量輕 超薄等許多其他 顯示器無法比擬的優(yōu)點(diǎn) 近年來被廣泛用于單片機(jī)控制的智能儀器 儀 表和低功耗電子產(chǎn)品中 LCD 可分為段式 LCD 字符式 LCD 和點(diǎn)陣式 LCD 其中 段式 LCD 和字符式 LCD 只能用于字符和數(shù)字的簡(jiǎn)單顯示 不能滿足圖形曲線和漢字顯示的要求 而點(diǎn)陣式 LCD 不僅可以顯示字符 數(shù)字 還可以顯示各種圖形 曲線以及漢字 動(dòng)畫 并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕 滾動(dòng) 反轉(zhuǎn) 閃爍等功能 用途十分廣泛 由此可見 LCD 的應(yīng)用是如此廣泛 所以用 MPU 控制液晶顯示器是很 普遍的應(yīng)用 溫度傳感器是上世紀(jì) 90 年代中期問世的 此類傳感器是微電子技 術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的結(jié)晶 目前 國際上已開發(fā)出多種溫 濕度傳感器 其傳感器內(nèi)部一般包含溫度傳感器 濕度傳感器 A D 轉(zhuǎn) 換器 信號(hào)處理器 存儲(chǔ)器 或寄存器 和接口電路 有的產(chǎn)品還帶多 路選擇器 中央控制器 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器 他能實(shí)時(shí)更新 并輸出數(shù)據(jù) 適配于各種微控制器也就是通常所說的單片機(jī) MCU 并 且可通過軟件來實(shí)現(xiàn)顯示功能 其智能化取決于軟件和硬件的綜合開發(fā) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 水平 二者缺一不可 目前 新型溫濕傳感器正從模擬式向數(shù)字式 集 成化向智能化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展 21 世紀(jì)后 溫濕傳感器毫無疑問 正朝著高精度 多功能 總線標(biāo)準(zhǔn)化 高可靠性及高安全性等高科技的 方向迅速發(fā)展 在日常生活和自動(dòng)控制系統(tǒng)中 我們時(shí)常會(huì)遇到對(duì)時(shí)間和溫度 濕度實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求 這就給具有多種功能的時(shí)鐘提供了市場(chǎng) 也有了 市場(chǎng)開發(fā)的前景 因此 研究多功能電子鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用 有著非?，F(xiàn) 實(shí)的意義 1 1 3 多功能數(shù)字時(shí)鐘的功能 數(shù)字時(shí)鐘主要是利用電子技術(shù)將時(shí)鐘電子化 數(shù)字化 擁有時(shí)間精 確 體積小 界面友好 可擴(kuò)展性能強(qiáng)等特點(diǎn) 被廣泛應(yīng)用于生活和工 作當(dāng)中 當(dāng)今市場(chǎng)上的電子時(shí)鐘品類繁多 外形小巧別致 也有體型較 大的 諸如公共場(chǎng)所的大型電子報(bào)時(shí)器等 電子時(shí)鐘首先是數(shù)字化了的 時(shí)間顯示或報(bào)時(shí)器 在此基礎(chǔ)上 人們可以根據(jù)不同場(chǎng)合的要求 在時(shí) 鐘上加置其他功能 比如定時(shí)鬧鈴 萬年歷 環(huán)境溫度 濕度檢測(cè) 環(huán) 境空氣質(zhì)量檢測(cè) USB 擴(kuò)展口功能等 本設(shè)計(jì)數(shù)字時(shí)鐘主要功能為 1 具有顯示時(shí)間 年 月 日 星期和手動(dòng)校對(duì)功能 24 小時(shí) 制 2 具有鬧鈴定時(shí)功能 3 具有環(huán)境溫度采集 4 具有液晶 LCD12864 顯示功能 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 2 硬件設(shè)計(jì) 2 1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 本次設(shè)計(jì)完成數(shù)字時(shí)鐘年 月 日 星期 時(shí) 分 秒的顯示及環(huán) 境溫度測(cè)量等功能的基礎(chǔ)上完成定時(shí)鬧鐘的功能 硬件電路包括單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 LCD12864 液晶顯示模塊 按 鍵模塊 DS18b20 溫度傳感器模塊 蜂鳴器報(bào)警電路模塊 軟件部分主 要通過 C 語言的編程實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘 鬧鐘 溫度采集 然后通過液晶顯 示程序?qū)r(shí)間顯示出來 通過按鍵操作實(shí)現(xiàn)功能的轉(zhuǎn)換 設(shè)計(jì)中結(jié)合硬 件 軟件的分步調(diào)試 達(dá)到要求的控制效果 2 1 1 設(shè)計(jì)流程 該設(shè)計(jì)的主要流程如下 首先閱讀大量參考文獻(xiàn) 進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的 確定 然后在 protues 上進(jìn)行原理圖的繪制和修改 在仿真通過的情況 下 購買所需要的元器件 元器件應(yīng)考慮大小 接著把元器件焊接到各 個(gè)功能電路的模塊上 并結(jié)合程序進(jìn)行調(diào)試 最后將各個(gè)功能的電路程 序組合起來 然后再進(jìn)行總體調(diào)試直到成功 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 圖 2 1 硬件設(shè)計(jì)框圖 2 2 單片機(jī)的選擇 2 2 1 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 單片機(jī)是一種集成電路芯片 采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能 力 如算術(shù)運(yùn)算 邏輯運(yùn)算 數(shù)據(jù)傳送 中斷處理 的微處理器 CPU 隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 只讀程序存儲(chǔ)器 ROM 輸入輸出電路 I O 口 可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器 串行通信口 SCI 顯示驅(qū)動(dòng)電路 LCD 或 LED 驅(qū)動(dòng)電路 脈寬調(diào)制電路 PWM 模擬多路轉(zhuǎn)換器及 A D 轉(zhuǎn)換器 等電路集成到一塊單塊芯片上 構(gòu)成一個(gè)最小然而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確 迅速 高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī) 定的任務(wù) 目前在單片機(jī)系統(tǒng)中 應(yīng)用比較廣泛的微處理器芯片主要為 8XC5X 系列單片機(jī) 該系列單片機(jī)均采用標(biāo)準(zhǔn) MCS 51 內(nèi)核 硬件資源 相互兼容 品類齊全 功能完善 性能穩(wěn)定 體積小 價(jià)格低廉 貨源 充足 調(diào)試和編程方便 所以應(yīng)用極為廣泛 2 2 2 單片機(jī)主要應(yīng)用領(lǐng)域和特點(diǎn) 單片機(jī)芯片的集成度很高 它將微型計(jì)算機(jī)的主要部件都集成在一 塊芯片上 具有以下特點(diǎn) 體積小 重量輕 價(jià)格便宜 耗電少 根據(jù)工控環(huán)境要求設(shè)計(jì) 且許多功能部件集成在芯片內(nèi)部 其 信號(hào)通道受外界影響小 故可靠性高 抗干擾性能優(yōu)于采用一般的 CPU 控制功能強(qiáng) 運(yùn)行速度快 其結(jié)構(gòu)組成與指令系統(tǒng)都著重滿足 工控要求 有豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令和很強(qiáng)的位處理功能及 I O 口邏 輯操作功能 片內(nèi)存儲(chǔ)器的容量不可能很大 引腳也嫌少 I O 引腳常不夠 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 用 且兼第二功能以至第三功能 但存儲(chǔ)器和 I O 接口都易于擴(kuò)展 自單片機(jī)出現(xiàn)至今 單片機(jī)技術(shù)已走過了 30 多年的發(fā)展路程 縱 觀 30 年來單片機(jī)發(fā)展里程可以看出 單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器 MPU 技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo) 以廣泛的應(yīng)用領(lǐng) 域拉動(dòng) 表現(xiàn)出較微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢(shì) 單片機(jī)應(yīng)用最多的領(lǐng) 域主要有以下 因它具有 小 輕 廉 省 的特點(diǎn) 所以特別適用于 電腦型產(chǎn) 品 在家用電器 玩具 游戲機(jī) 聲像設(shè)備 電子秤 收銀機(jī) 辦公 設(shè)備 廚房設(shè)備 家庭安防設(shè)備等許多產(chǎn)品上得到應(yīng)用 適用于儀器 儀表 不僅能完成測(cè)量 還具有處理 監(jiān)控等功能 易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和 智能化 2 3 單片機(jī) STC89C52 簡(jiǎn)介 對(duì)于單片機(jī)的選型 主要應(yīng)用從單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)性 實(shí)用性 和要開發(fā)性三方面來考慮 技術(shù)性 要從單片機(jī)的技術(shù)指標(biāo)角度 對(duì)單片機(jī)芯片進(jìn)行選擇 以保證單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在一定的技術(shù)指標(biāo)下可靠運(yùn)行 實(shí)用性 要從單片機(jī)的供貨渠道 信譽(yù)程序等角度 對(duì)單片機(jī)的 生產(chǎn)廠家進(jìn)行選擇以保證單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在能長(zhǎng)期 可靠運(yùn)行 可開發(fā)性 選用的單片機(jī)要有可靠的可以開發(fā)手段 如程序開 發(fā)工具 仿真調(diào)試手段等 綜合考慮本設(shè)計(jì)還是選用了 STC89C52 單片 機(jī) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 表 2 1 STC89C52 主要功能 STC89C52 是一種低功耗 高性能 CMOS8 位微控制器 具有 8K 在 系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 在單芯片上 擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系 統(tǒng)可編程 Flash 使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈 活 超有效的解決方案 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能 8k 字節(jié) Flash 512 字 節(jié) RAM 32 位 I O 口線 看門狗定時(shí)器 內(nèi)置 4KB EEPROM MAX810 復(fù)位電路 三個(gè) 16 位定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu) 全 雙工串行口 另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作 支持 2 種軟 件可選擇節(jié)電模式 空閑模式下 CPU 停止工作 允許 RAM 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 串口 中斷繼續(xù)工作 掉電保護(hù)方式下 RAM 內(nèi)容被保存 振 蕩器被凍結(jié) 單片機(jī)一切工作停止 直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止 最高運(yùn)作頻率 35Mhz 6T 12T 可選 該器件采用 ATMEL 搞密度非易失 存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造 與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS 51 指令集和輸出管腳相兼容 表 2 2 給出了其主要功能 STC89C52 各引腳如圖 2 2 所示 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng)8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個(gè)雙向 I O 口256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) 計(jì)數(shù) 器中斷 時(shí)鐘頻率 0 24MHz 2 個(gè)串行中斷可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫中斷口線3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 2 3 STC89C52 引腳圖 主電源引腳 2 根 VCC Pin40 電源輸入 接 5V 電源 GND Pin20 接地線 外接晶振引腳 2 根 XTAL0 Pin18 片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL1 Pin19 片內(nèi)振蕩電路的輸出端 控制引腳 4 根 RST VPP Pin9 復(fù)位引腳 引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將 使單片機(jī)復(fù)位 ALE PROG Pin30 地址鎖存允許信號(hào) PSEN Pin29 外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) EA VPP Pin31 程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通 接低電平從外部程序 存儲(chǔ)器讀指令 如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令 可編程輸入 輸出引腳 32 根 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I O 口 分別位 P0 P1 P2 P3 口 每個(gè)口有 8 位 8 根引腳 共 32 根 PO 口 Pin39 Pin32 名稱為 P0 0 P0 7 P0 口是一個(gè) 8 位漏極 開路的雙向 I O 口 作為輸出口 每位能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯電平 晶體 管 晶體管邏輯電平 P1 口 Pin1 Pin8 名稱為 P1 0 P1 7 P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上 拉電阻的 8 位雙向 I O 口 p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平 對(duì) P1 端口寫 1 時(shí) 內(nèi)部上拉電阻把端口拉高 此時(shí)可以作為輸入 口使用 作為輸入使用時(shí) 被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因 將 輸出電流 IIL 此外 P1 0 和 P1 2 分別作定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 2 的外部 計(jì)數(shù)輸入 P1 0 T2 和時(shí)器 計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入 P1 1 T2EX 具 體如下所示 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí) P1 口接收低 8 位地址字節(jié) P1 引腳第二功能 P1 0 T2 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入 時(shí)鐘輸出 P1 1 T2EX 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制 P1 5 MOSI 在線系統(tǒng)編程時(shí)用到 P1 6 MISO 在線系統(tǒng)編程時(shí)用到 P1 7 SCK 在線系統(tǒng)編程時(shí)用到 P2 Pin21 Pin28 名稱為 P2 0 P2 7 P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部 上拉電阻的 8 位雙向 I O 口 P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電 平 對(duì) P2 端口寫 1 時(shí) 內(nèi)部上拉電阻把端口拉高 此時(shí)可以作為 輸入口使用 作為輸入使用時(shí) 被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因 將輸出電流 IIL 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器 例如執(zhí)行 MOVX DPTR 時(shí) P2 口送出高八位地址 在這種 應(yīng)用中 P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1 在使用 8 位地址 如 MOVX RI 訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí) P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號(hào) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 P3 口 Pin10 Pin17 8 位準(zhǔn)雙向 I O 口線 名稱為 P3 0 P3 7 P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I O 口 p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平 對(duì) P3 端口寫 1 時(shí) 內(nèi)部上 拉電阻把端口拉高 此時(shí)可以作為輸入口使用 作為輸入使用時(shí) 被外 部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因 將輸出電流 IIL P3 口亦作為 STC89C52 特殊功能 第二功能 使用 如下表所示 在 flash 編程和 校驗(yàn)時(shí) P3 口也接收一些控制信號(hào) 端口引腳 第二功能 P3 0 RXD 串行輸入口 P3 1 TXD 串行輸出口 P3 2 INTO 外中斷 0 P3 3 INT1 外中斷 1 P3 4 TO 定時(shí) 計(jì)數(shù)器 0 P3 5 T1 定時(shí) 計(jì)數(shù)器 1 P3 6 WR 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 P3 7 RD 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 此外 P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信 號(hào) RST 復(fù)位輸入 當(dāng)振蕩器工作時(shí) RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期 以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位 ALE PROG 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí) ALE 地址 鎖存允許 輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié) 一般情況下 ALE 仍 以時(shí)鐘振蕩頻率的 1 6 輸出固定的脈沖信號(hào) 因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或 用于定時(shí)目的 要注意的是 每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè) ALE 脈沖 對(duì) FLASH 存儲(chǔ)器編程期間 該引腳還用于輸入編程脈沖 PROG 如有必要 可通過對(duì)特殊功能寄存器 SFR 區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位 可禁止 ALE 操作 該位置位后 只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 能將 ALE 激活 此外 該引腳會(huì)被微弱拉高 單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí) 應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效 PSEN 程序儲(chǔ)存允許 PSEN 輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信 號(hào) 當(dāng) STC89C52 由外部程序存儲(chǔ)器取指令 或數(shù)據(jù) 時(shí) 每個(gè)機(jī)器周 期兩次 PSEN 有效 即輸出兩個(gè)脈沖 在此期間 當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 器 將跳過兩次 PSEN 信號(hào) EA VPP 外部訪問允許 欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲(chǔ)器 地址 為 0000H FFFFH EA 端必須保持低電平 接地 需注意的是 如果加 密位 LB1 被編程 復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài) 如 EA 端為高電平 接 Vcc 端 CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令 FLASH 存儲(chǔ)器編程時(shí) 該引腳加上 12V 的編程允許電源 Vpp 當(dāng)然 這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp 2 4 實(shí)時(shí)數(shù)字時(shí)鐘芯片 2 4 1 DS12C887 概述 DS12C887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片功能豐富 可以用來直接代替 IBM PC 上的 時(shí)鐘日歷芯片 DS12887 同時(shí) 它的管腳也和 MC146818B DS12887 相 兼容 由于 DS12C887 能夠自動(dòng)產(chǎn)生世紀(jì) 年 月 日 時(shí) 分 秒等時(shí) 間信息 其內(nèi)部又增加了世紀(jì)寄存器 從而利用硬件電路解決了 千年 問題 DS12C887 中自帶有鋰電池 外部掉電時(shí) 其內(nèi)部時(shí)間信息還能 夠保持 10 年之久 對(duì)于一天內(nèi)的時(shí)間記錄 有 12 小時(shí)制和 24 小時(shí)制 兩種模式 在 12 小時(shí)制模式中 用 AM 和 PM 區(qū)分上午和下午 時(shí)間的 表示方法也有兩種 一種用二進(jìn)制數(shù)表示 一種是用 BCD 碼表示 DS12C887 中帶有 128 字節(jié) RAM 其中有 11 字節(jié) RAM 用來存儲(chǔ)時(shí)間信息 4 字節(jié) RAM 用來存儲(chǔ) DS12C887 的控制信息 稱為控制寄存器 113 字節(jié) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 通用 RAM 使用戶使用 此外用戶還可對(duì) DS12C887 進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)多種 方波輸出 并可對(duì)其內(nèi)部的三路中斷通過軟件進(jìn)行屏蔽 性能和特性如下 可作為 IBM AT 計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘和日歷 與 MC146818B 和 DS1287 的管腳兼容 在沒有外電源的情況下可以工作 10 年 自帶晶振振蕩器及電池 可計(jì)算到 2100 年前的秒 分 小時(shí) 星期 日期 月 年七種日 歷及閏年補(bǔ)償 用二進(jìn)制碼和 BCD 碼代表日歷和鬧鐘信息 可選用夏令時(shí)模式 可以應(yīng)用于 MOTOROLA 和 INTEL 兩種總線 數(shù)據(jù)和地址總線復(fù)用 內(nèi)建 128 字節(jié) RAM 14 字節(jié)時(shí)鐘控制器 114 字節(jié)通用 RAM 可編程方波輸出 總線兼容中斷 三種可編程中斷 時(shí)間性中斷 可產(chǎn)生每秒一次到每天一次的中斷 周期性中斷 122ms 到 500ms 時(shí)鐘更新結(jié)束中斷 自動(dòng)電路故障和切換電路 5 0v 或 3 3v 工作范圍 DS12C887 BGA 模塊為表面貼封裝 集成了石英晶體和充電電池 2 4 2 DS12C887 應(yīng)用電路連接說明 DS12887 數(shù)字時(shí)鐘芯片一共有 24 個(gè)引腳 其中有 5 個(gè)引腳不用連 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 接 所以在進(jìn)行封裝的時(shí)候就只剩下了 19 個(gè)引腳 以下為芯片引腳分 布圖和個(gè)引腳的作用 圖 2 4 芯片引腳分布圖和電路連接 以下為 EDIP 封裝的引腳說明 1 MOT 引腳 為 Motorola 或 Intel 總線時(shí)序選擇端 利用此引腳 可以選擇了兩種總線中的一種 接 VCC 時(shí) 為選擇 Motorola 總線 接 地或懸空的時(shí)候?yàn)榻?Intel 總線 本次設(shè)計(jì)選的是 Intel 總線 所以 MOT 引腳懸空 2 X1 X2 引腳 連接標(biāo)準(zhǔn)的 32 768kHz 3 AD0 AD7 雙向地址 數(shù)據(jù)復(fù)用總線 地址與總線周期的開始發(fā)送 到總線上 并由 AS 信號(hào)的下降沿鎖到 DS12C887 所寫數(shù)據(jù)由 RW 信號(hào) 的上升沿鎖存 讀周期中 DS12c887 于 DS 信號(hào)的后期中 DS 為低 RW 為高將數(shù)據(jù)發(fā) 送到總線上 讀周期結(jié)束后總線回復(fù)到高阻狀態(tài) 同時(shí) DS 時(shí)序變高 4 GND 引腳為接地端 5 CS 引腳 片選信號(hào)輸入 且低電平有效 訪問 DS12C887 總線時(shí) 必須保持低電平在 DS 和 RW 工作期間 CS 必須保持有效 當(dāng) VCC 低于 VPF 電壓時(shí) DS12C887 內(nèi)部通過禁止 CS 輸入來禁止訪問 這個(gè)用來在斷 電后保持 RTC 數(shù)據(jù)和 RAM 數(shù)據(jù) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 6 AS 引腳 地址選通輸入 在 AS 信號(hào)的下降沿將地址鎖存到 DS12C887 中 無論 CS 是否有效 AS 在下一個(gè)上升沿都會(huì)將地址清楚 地址選通信號(hào)必須先于每個(gè)都或?qū)懺L問 如果在 CS 無效的時(shí)候執(zhí)行了 讀或?qū)懖僮?則必須在 CS 信號(hào)有效時(shí)且在讀或?qū)懼?重新發(fā)送一次 讀或?qū)懶盘?hào) 7 RW 引腳 有兩種操作模式 在 Intel 時(shí)序中 RW 低電平有效 RW 與普通的寫使能信號(hào)的時(shí)序類似 并在上升沿鎖存數(shù)據(jù) 8 DS 引腳 數(shù)據(jù)選通或讀輸入 DS 引腳根據(jù) MOT 引腳電平有兩種 模式 在 Intel 時(shí)序中 DS 表示讀取 DS12C887 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)總線的時(shí)間周期 此模式下 DS 引腳與普通 RAM 的輸出使能信號(hào)工作方式類似 9 RESET 引腳 復(fù)位輸入 低電平有效 RESET 引腳對(duì)時(shí)鐘 日歷或 RAM 不起作用 在典型應(yīng)用中 可將 RESET 接 VCC 使得 DS12C887 在進(jìn)入或退出電 源狀態(tài)時(shí)不影響任何控制寄存器的值 10 IRQ 引腳 中斷請(qǐng)求輸出 DS12C887 的 IRQ 引腳低電平有效 可用作處理器的中斷申請(qǐng)輸入 只要引起中斷的狀態(tài)位置位 并且相應(yīng) 中斷使能位也置位 IRQ 將一直保持低電平 處理器程序通常通過讀取 C 寄存器來清除 IRQ 輸出 RESET 也會(huì)清楚未處理的中斷 沒有中斷發(fā) 生時(shí) IRQ 為高阻狀態(tài) 可將多個(gè)中斷器件接到一條 IRQ 總線上 只要他 們都為漏極開路輸出 IRQ 為漏極開路輸出 需要使用一個(gè)未接上拉電 阻與 VCC 相連 11 RCLR 引腳 清楚 RAM RCLR 引腳低電平有效 用來清楚所有 114 字節(jié)的通用 RAM 但不影響與 RTC 相關(guān)的 RAM 要清楚 RAM 必須在 未加 VCC 的后備電池模式下 將 RCLR 強(qiáng)制為邏輯 0 RCLR 通過人機(jī)接 口使用 而不是通過外部緩存器驅(qū)動(dòng) 該引腳已通過外部上拉 不需要 外接上拉電阻 12 SQW 引腳 方波輸出能提供 RTC 內(nèi) 15 個(gè)分頻器的 13 個(gè)分頻比 之一 可通過對(duì)寄存器 A 的編程來控制 SQW 輸出信號(hào)頻率 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 2 4 3 DS12C887 的存儲(chǔ)功能 在 DS12C887 內(nèi)有 11 字節(jié) RAM 用來存儲(chǔ)時(shí)間信息 4 字節(jié)用來存儲(chǔ) 控制信息 其具體垢地址及取值如表 1 所列 由表 2 4 3 可以看出 DS12C887 內(nèi)部有控制寄存器的 A B 等 4 個(gè) 控制寄存器 用戶可以在任何時(shí)候?qū)ζ溥M(jìn)行訪問以對(duì) DS12C887 進(jìn)行控制操作 2 4 3 DS12C887 的存儲(chǔ)功能 取值范圍地 址 功 能 取值范圍十 進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制BCD 碼 0秒0 5900 3B00 59 1秒鬧鈴0 5900 3B00 59 2分05900 3B00 59 3分鬧鈴0 5900 3B00 59 12 小時(shí)模式0 12 01 0C AM 81 8C PM 01 12A M 81 92PM 4 24 小時(shí)模式0 2300 1700 23 時(shí)鬧鈴 12 小 時(shí)制 1 12 01 0C AM 81 8C PM 01 12A M 81 92PM5 時(shí)鬧鈴 24 小 時(shí)制 0 2300 1700 23 6 星期幾 星期 天 1 1 701 0701 07 7日1 3101 1F01 31 8月1 1201 0C01 12 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 9年0 9900 6300 99 1 0 控制寄存器 A 1 1 控制寄存器 B 1 2 控制寄存器 C 1 3 控制寄存器 D 5 0 世紀(jì)0 99NA19 20 在各種設(shè)備 家電 儀器 工業(yè)控制系統(tǒng)中 可以很容易地用 DS12C887 來組成時(shí)間獲取單元 以實(shí)現(xiàn)各種時(shí)間的獲取 2 5 數(shù)字溫度傳感器 2 5 1 DS18B20 概述 適應(yīng)電壓范圍更寬 電壓范圍 3 0 V 5 5V 在寄生電源方 式下可由數(shù)據(jù)線供電 獨(dú)特的單線接口方式 DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一 條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊 DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件 全部傳感元件及轉(zhuǎn)換 電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) 測(cè)溫范圍 55 125 在 10 85 時(shí)精度為 0 5 可編程的分辨率為 9 12 位 對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為 0 5 0 25 0 125 和 0 0625 可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 在 9 位分辨率時(shí)最多在 93 75ms 內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字 12 位 分辨率時(shí)最多在 750ms 內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字 速度更快 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào) 以 一線總線 串行傳送 給 CPU 同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼 具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 負(fù)壓特性 電源極性接反時(shí) 芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀 但不能正常 工作 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 4 2 所示 主要由 4 部分組成 64 位 ROM 溫度傳感器 非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL 配置寄存 器 DS18B20 管腳排列如圖 2 5 2 應(yīng)用電路連接說明 表 2 5 2 DS18B20 引腳定義 序號(hào)名稱引腳功能描述 1GND地信號(hào) 2DQ數(shù)據(jù)輸入 輸出引腳 開漏單總線接口引腳 當(dāng)被用著 在寄生電源下 也可以向器件提供電源 3VDD可選擇的 VDD 引腳 當(dāng)工作于寄生電源時(shí) 此引腳 必須接地 圖 2 5 2 應(yīng)用電路連接方式圖 2 5 3 DS18B20 的各個(gè) ROM 命令 1 Read ROM 33H 這個(gè)命令允許總線控制器讀到 DS18B20 的 8 位系列編碼 惟一的序 列號(hào)的 8 位 CRC 碼 只有在總線上存在單只 DS18B20 的時(shí)候才能用 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 這個(gè)命令 如果總線上有不止一個(gè)從機(jī) 當(dāng)所有從機(jī)試圖同時(shí)傳送 信號(hào)時(shí)就會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)沖突 漏極開路連在一起形成 與 的效果 2 Match ROM 55H 這是個(gè)匹配 ROM 命令 后跟 64 位 ROM 序列 讓總線控制器在 多點(diǎn)總線上定位一只特定的 DS18B20 只有和 64 位 ROM 序列完全 匹配的 DS18B20 才能響應(yīng)隨后的存儲(chǔ)器操作 所有和 64 位 ROM 序 列不匹配的從機(jī)都將等待復(fù)位脈沖 這條命令在總線上有單個(gè)或多 個(gè)器件時(shí)都可以使用 3 Skip ROM 0CCH 這個(gè)命令允許總線控制器不用提供 64 位 ROM 編碼就使用存儲(chǔ) 器操作命令 在單點(diǎn)總線情況下 可以節(jié)省時(shí)間 如果總線上不止 一個(gè)從機(jī) 在命令之后緊跟著發(fā)一條讀命令 由于多個(gè)從機(jī)同時(shí)傳 信號(hào) 總線上發(fā)生數(shù)據(jù)沖突 漏極開路連在一起形成 與 的效果 4 Search ROM 0F0H 當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)初次啟動(dòng)時(shí) 總線控制器并不知道單線總線上有多少個(gè) 器件或它們的 64 位 ROM 編碼 搜索 ROM 命令允許總線控制器用排 除法識(shí)別總線上的所有從機(jī)的 64 位編碼 5 Alarm Search 0ECH 這條命令的流程和 Search ROM 相同 然而 只有在最近一次 測(cè)溫后遇到符合報(bào)警條件的情況 DS18B20 才會(huì)響應(yīng)這條命令 報(bào) 警條件定義為溫度高于 TH 或低于 TL 只要 DS18B20 不掉電 報(bào)警 狀態(tài)將一直保持 直到再一次測(cè)得的溫度值達(dá)不到報(bào)警條件 6 Write Scratchpad 4EH 這個(gè)命令向 DS18B20 的暫存器 TH 和 TL 中寫入數(shù)據(jù) 可以在任何時(shí) 刻發(fā)出復(fù)位命令來中止寫入 7 Read Scratchpad 0BEH 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 這個(gè)命令讀取暫存器的內(nèi)容 讀取將從第 1 字節(jié)開始 一直進(jìn)行下 去 直到第 9 CRC 字節(jié)讀完 如果不想讀完所有字節(jié) 控制器 可以在任何時(shí)刻發(fā)出復(fù)位命令來中止讀取 8 Copy Scratchpad 48H 這個(gè)命令把暫存器的內(nèi)容拷貝到 DS18B20 的 E ROM 存儲(chǔ)器里 即把 2 溫度報(bào)警觸發(fā)器字節(jié)存入非易失性存儲(chǔ)器里 如果控制器在這條命 令之后跟著發(fā)出讀時(shí)間隙 而 DS18B20 又忙于把暫存器拷貝到 E 存 儲(chǔ)器 DS18B20 就會(huì)輸出一個(gè) 0 如果拷貝結(jié)束的話 DS18B20 輸 出 1 如果使用寄生電源 總線控制器必須在這條命令后立即啟動(dòng) 強(qiáng)上拉 并最少保持 10ms 9 Convert T 44H 這個(gè)命令啟動(dòng)一次溫度轉(zhuǎn)換而無需其他數(shù)據(jù) 溫度轉(zhuǎn)換命令被執(zhí)行 而后 DS18B20 保持等待狀態(tài) 如果控制器在這條命令之后跟著發(fā)出 時(shí)間隙 而 DS18B20 有忙于做時(shí)間轉(zhuǎn)換的話 DS18B20 將在總線上 輸出一個(gè) 0 若溫度轉(zhuǎn)換完 則輸出 1 如果使用寄生電源 總線 控制器必須在發(fā)出這條命令后立即啟動(dòng)強(qiáng)上拉 并最少保持 500ms 以上時(shí)間 10 Read E 0B8H 2 這條命令把 觸發(fā)器里的值拷貝回暫存器 這種拷貝操作在 DS18B20 上電時(shí)自動(dòng)執(zhí)行 這樣一上電暫存器里馬上存在有效的數(shù) 據(jù)了 若在這條命令之后發(fā)出讀數(shù)據(jù)隙 器件會(huì)輸出溫度轉(zhuǎn)換忙的 標(biāo)識(shí) 0 為忙 1 為完成 11 Read Power Supply 0B4H 若把這條命令發(fā)給 DS18B20 后發(fā)出讀時(shí)間隙 器件會(huì)返回它的電源 模式 0 為寄生電源 1 為外部電源 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 2 6 顯示部分設(shè)計(jì) 2 6 1 液晶顯示屏 12864 的簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)用的顯示屏是帶字庫的 LCD12864 帶中文字庫的 LCD12864 是一種具有 4 位 8 位并行 2 線或 3 線串行多種接口 方式 內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí) 二級(jí)簡(jiǎn)體 中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯 示模塊 其顯示分辨率為 128 64 內(nèi)置 8192 個(gè) 16 16 點(diǎn)漢字 和 128 個(gè) 16 8 點(diǎn) ASCII 字符 集 利用該模塊靈活的接口方式和 簡(jiǎn)單 方便的操作指令 可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面 可以顯 示 8 4 行 16 16 點(diǎn) 陣的漢字 也可完成圖形顯示 低電壓低功 耗是其又一顯著特點(diǎn) 由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖 形點(diǎn)陣液晶 顯示模塊相比 不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn) 潔得多 基本特性 1 低電源電壓 VDD 3 0 5 5V 2 顯示分辨率 128 64 點(diǎn) 3 內(nèi)置漢字字庫 提供 8192 個(gè) 16 16 點(diǎn)陣漢字 簡(jiǎn)繁體可選 4 內(nèi)置 128 個(gè) 16 8 點(diǎn)陣字符 5 2MHZ 時(shí)鐘頻率 6 顯示方式 STN 半透 正顯 7 驅(qū)動(dòng)方式 1 32DUTY 1 5BIAS 8 視角方向 6 點(diǎn) 9 背光方式 側(cè)部高亮白色 LED 功耗僅為普通 LED 的 1 5 1 10 10 通訊方式 串行 并口可選 11 內(nèi)置 DC DC 轉(zhuǎn)換電路 無需外加負(fù)壓 12 無需片選信號(hào) 簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì) 13 工作溫度 0 55 存儲(chǔ)溫度 20 60 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 14 能顯示更多的內(nèi)容 讓人一目了然 2 6 2 LCD12864 的功能介紹 2 6 2 LCD12864 引腳功能表 引腳號(hào)引腳名稱方向功能說明 1VSS 模塊電池源 2VDD 模塊電源正端 3V0 LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸入端 4RSH L并行的指令 數(shù)據(jù)選擇信號(hào) 串行的片選信 號(hào) 5R WH L并行的讀 寫選擇信號(hào) 串行的數(shù)據(jù)口 6EH L并行的使能信號(hào) 串行的時(shí)鐘 7 14DB0 DB7H L數(shù)據(jù)口 0 7 15PSBH L并 串行接口選擇 H 并行 L 串行 16NC空腳 17RETH L復(fù)位 低電平有效 18NC空腳 19LED ALED 5V 背光源正極 20LED BLED 0V 背光源負(fù)極 基本操作時(shí)序 LCD12864 讀寫操作時(shí)序總體上來說是比較簡(jiǎn)單的 掌握其有兩種 方法 一種是直接看時(shí)序圖 另外一種方法是直接記憶和總結(jié)讀寫 時(shí)電平高低和變化 很顯然第二種更簡(jiǎn)單 直接 下面就列出典型 讀寫的時(shí)序要求 以方便編寫程序 讀狀態(tài) 輸入 RS L R W H E H 輸出 D0 D7 狀態(tài)字 寫指令 輸入 RS L R W L DB0 DB7 指令碼 E 高脈沖 輸出 無 讀數(shù)據(jù) 輸入 RS H R W H E H 輸出 D0 D7 數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入 RS H R W L DB0 DB7 數(shù)據(jù) E 高脈沖 輸出 無 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 2 指令集說明如下 1 清除顯示 CLEAR DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 0 1 將 DDRAM 填滿 20H 空格 代碼 并且設(shè)定 DDRAM 的地址計(jì)數(shù) 器 AC 為 00H 更新設(shè)置進(jìn)入設(shè)定點(diǎn)將 I D 設(shè)為 1 游標(biāo)右移 AC 加 1 2 地址歸 0 HOME DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 1 X 設(shè)定 DDRAM 的地址寄存器為 00H 并且將游標(biāo)移到開頭原點(diǎn)位置 這個(gè)指 令并不改變 DDRAM 的內(nèi)容 3 進(jìn)入設(shè)定點(diǎn) ENTRY MODE SET 初始值 06H DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 1 I D S 指定在顯示數(shù)據(jù)的讀取與寫入時(shí) 設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)方向及指定顯示 的移位 I D 1 游標(biāo)右移 DDRAM 地址計(jì)數(shù)器 AC 加 1 I D 0 游標(biāo)左移 DDRAM 地址計(jì)數(shù)器 AC 減 1 S 顯示整體畫面移動(dòng) S I D 1 1 畫面整體左移 S I D 1 0 畫面整體右移 4 顯示開關(guān)設(shè)置 DISPLAY STATUS 初始值 08H DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 D C B 控制整體顯示開關(guān) 游標(biāo)開關(guān) 游標(biāo)位置顯示反白開關(guān) D 1 整體顯示開 D 0 整體顯示關(guān) 但是不改變 DDRAM 內(nèi)容 C 1 游 標(biāo)顯示開 C 0 游標(biāo)顯示關(guān) B 1 游標(biāo)位置顯示反白開 將游標(biāo)所 在地址上的內(nèi)容反白顯示 B 0 正常顯 5 游標(biāo)或顯示移位控制 CURSOR AND DISPLAY SHIFT CONTORL 初始值 0001 XXXX B X 0 1 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 S C R L X X 這條指令不改變 DDRAM 的內(nèi)容 S C R L 0 0 游標(biāo)向左移動(dòng) S C R L 0 1 游標(biāo)向右移動(dòng) S C R L 1 0 顯示向左移動(dòng) 游標(biāo)跟著移動(dòng) S C R L 1 1 顯示向右移動(dòng) 游標(biāo)跟著移動(dòng) 6 功能設(shè)定 FUNCTION SET 初始值 0011 X0XX B X 0 1 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 DL X 0 RE X X DL 8 4 位接口控制位 DL 1 8 位 MPU 接口 DL 1 4 位 MPU 接口 RE 指令集選擇控制 位 RE 1 擴(kuò)充指令集 RE 0 基本指令集 同一指令的動(dòng)作不能同時(shí)改變 DL 和 RE 需先改變 DL 再改變 RE 才能確 保設(shè)置正確 7 設(shè)定 CGRAM 地址 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 設(shè)定 CGRAM 地址到地址計(jì)數(shù)器 AC AC 范圍為 00H 3FH 需確 認(rèn)擴(kuò)充指令 中 SR 0 卷動(dòng)位置或 RAM 地址選擇 8 設(shè)定 DDRAM 地址 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0 A5 A4 A3 A2 A1 A0 設(shè)定 DDRAM 地址到地址計(jì)數(shù)器 AC 第一行 AC 范圍80H 8FH 第二行 AC 范圍90H 9FH 備注 ST7920 控制器的 128 64 點(diǎn)陣液晶其實(shí)原理上等同 256 32 點(diǎn)陣 第三行對(duì)應(yīng)的 DDRAM 地址緊接第一行 第四行對(duì) 應(yīng)的 DDRAM 地址緊接第二行 用戶在使用行反白功能時(shí) 如果第一行反白 第三行必然反白 第 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 二行反白 第四行必然反白 這是正常現(xiàn)象 9 讀取忙標(biāo)志和地址 RS 0 R W 1 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 BF A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 讀取忙標(biāo)志以確定內(nèi)部動(dòng)作是否完成 同時(shí)可以讀出地址計(jì)數(shù)器 AC 的值 10 寫顯示數(shù)據(jù)到 RAM RS 1 R W 0 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 當(dāng)顯示數(shù)據(jù)寫入后會(huì)使 AC 改變 每個(gè) RAM CGRAM DDRAM 地址 都可以連 續(xù)寫入 2 個(gè)字節(jié)的顯示數(shù)據(jù) 當(dāng)寫入第二個(gè)字節(jié)時(shí) 地址計(jì)數(shù)器 AC 的值自動(dòng) 加一 11 讀取顯示 RAM 數(shù)據(jù) RS 1 R W 1 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 讀取后會(huì)使 AC 改變 設(shè)定 RAM CGRAM DDRAM 地址后 先要 Dummy read 一次后才能 讀 取到正確的顯示數(shù)據(jù) 第二次讀取不需要 Dummy read 除非重 新設(shè)置了 RAM 地 址 4 擴(kuò)充指令詳細(xì)說明表 1 待命模式 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 0 1 進(jìn)入待命模式 執(zhí)行如何其它指令都可以結(jié)束待命模式 該指令不 能改變 RAM 的內(nèi)容 2 卷動(dòng)位置或者 RAM 地址選擇 初始值 02H DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 1 SR 當(dāng) SR 1 時(shí) 允許輸入垂直卷動(dòng)地址 當(dāng) SR 0 時(shí) 允許設(shè)定 CGRAM 地址 基本指令 3 反白顯示 初始值 04H 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 0 0 1 R0 選擇 2 行中的任意一行作反白顯示 并可決定反白與否 R0 初始 值為 0 第 一次執(zhí)行時(shí)為反白顯示 再次執(zhí)行時(shí)為正常顯示 通過 R0 選擇要 作反白處理的行 R0 0 第一行 R0 1 第二行 說明 參考基本指令詳細(xì)說明中的 DDRAM 地址說明 128 64 點(diǎn)陣的液晶執(zhí)行反白功能時(shí)實(shí)用意義不大 因?yàn)橐蝗羞B 在一起 二四行連在一起 用戶對(duì)第一行執(zhí)行反白顯示操作時(shí) 第三行必然也反白顯示 4 睡眠模式 初始值 0000 10XXB X 0 1 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 SL 0 0 SL 1 脫離睡眠模式 SL 0 進(jìn)入睡眠模式 5 擴(kuò)充功能設(shè)定 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 DL X RE G X 初始值 001 DL X100 B DL 1 8BIT 并口 DL 0 4BIT 并口 X 0 1 DL 8 4 位接口控制位 DL 1 8 位 MPU 接口 DL 1 4 位 MPU 接口 RE 指令集選擇控制 位 RE 1 擴(kuò)充指令集 RE 0 基本指令集 G 繪圖顯示控制位 G 1 繪圖顯示開 G 0 繪圖顯示關(guān) 同一指令的動(dòng)作不能同時(shí)改變 RE 及 DL G 需先改變 DL 或 G 再改變 RE 才 能確保設(shè)置正確 6 設(shè)定繪圖 RAM 地址 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0 0 0 A3 A2 A1 A0 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 設(shè)定 GDRAM 地址到地址計(jì)數(shù)器 AC 先設(shè)置垂直位置再設(shè)置水 平位置 連續(xù)寫入 2 字節(jié)數(shù)據(jù)來完成垂直與水平坐標(biāo)的設(shè)置 垂直地 址范圍 AC6 AC0 水平地址范圍 AC3 AC0 2 6 3 LCD12864 初始化過程 延時(shí) 15ms 寫指令 38H 不檢測(cè)忙信號(hào) 延時(shí) 5ms 寫指令 38H 不檢測(cè)忙信號(hào) 寫指令 5ms 寫指令 38H 不檢測(cè)忙信號(hào) 之后每次寫指令 讀 寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測(cè)忙信號(hào) 寫指令 38H 顯示模式設(shè)置 寫指令 08H 顯示關(guān)閉 寫指令 01H 顯示清屏幕 寫指令 06H 顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 寫指令 0CH 顯示及光標(biāo)設(shè)置 2 6 4 LCD 硬件電路的設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 圖 2 6 4 LCD12864 電路連接 2 7 單片機(jī)最小系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)的單片機(jī)最小系統(tǒng)主要包括 STC89C52 芯片 晶振電路和復(fù) 位電路 晶振電路 最小系統(tǒng)晶振電路如圖 2 4 所示 圖2 4 晶振電路圖 STC89C52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器 引腳 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 XTAL0 和 XTAL1 分別是此放大器的輸入端和輸出端 定時(shí)元件通常 采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路 晶體振蕩頻率可以在 1 2 12MHz 之間選擇 電容值在 5 30pF 之間選擇 電容值的大 小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用 單片機(jī)晶振兩個(gè)電容的作用 這兩個(gè)電容叫晶振的負(fù)載電容 分別 接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容 一般在幾十 pf 它會(huì)影響到 晶振的諧振頻率和輸出幅度 晶振的負(fù)載電容 Cd Cg Cd Cg Cic C 式中 Cd Cg 為分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容 Cic 集成電路內(nèi)部電容 C PCB 上電容 經(jīng)驗(yàn)值為 3 至 5pf 復(fù)位電路 最小系統(tǒng)復(fù)位電路如圖 2 5 所示 圖