基于單片機的水泵清洗設(shè)備設(shè)計

1、基于單片機的水泵清洗設(shè)備設(shè)計作者：任廣祿 摘 要清洗是一種與人們生活實踐關(guān)系十分密切的勞動,人類從遠(yuǎn)古時期就開始從事這種勞動.由于傳統(tǒng)清洗操作簡單,或只是作為一道工序依附于生產(chǎn)過程中,沒有引起廣泛關(guān)注.進入21世紀(jì),人們生活已經(jīng)從溫飽階段進入到舒適時代,對于清洗產(chǎn)品越來越多的需求,加速了新產(chǎn)品研發(fā)步伐;同時,制造業(yè)的高速發(fā)展,也促進了清洗設(shè)備、等企業(yè)的快速進步，現(xiàn)在對于清洗設(shè)備的也有了很高的要求，自動控制和控制顯示發(fā)展也有了飛速的發(fā)展，清洗設(shè)備現(xiàn)在在人們生活中已經(jīng)占據(jù)著很大的地位，但是清洗設(shè)備的改進還在不斷地發(fā)展，能夠把清洗設(shè)備自動化并能夠顯示工作狀態(tài)也有了進一步的發(fā)展。基于單片機的功能控制和

2、液晶顯示也越來越多，在本次設(shè)計中主要應(yīng)用以at89c52單片機為控制核心，通過控制的的命令來反映要執(zhí)行的動作，并通過rt12864m液晶顯示器顯示正在運行的工作狀態(tài)。關(guān)鍵詞：at89c52；rt12864m；清洗abstractcleaning is a practice with peoples lives very close working relationship, the beginning of mankind from ancient times in this work due to the traditional cleaning is simple, or simply a

3、s a process dependent on the production process has not caused widespread concern. into the 21st century. , peoples lives have been comfortable from the stage into the era of food and clothing, cleaning products for the growing demand, accelerate the pace of new product development; the same time, t

4、he rapid development of the manufacturing sector, also contributed to the cleaning equipment, such as the companys rapid progress, now for cleaning equipment also have high demands, the development of automatic control and control display has also been rapid development of cleaning equipment has bee

5、n in peoples lives now occupies a great position, but improvements are constantly cleaning equipment development, to automate the cleaning equipment and working conditions has also been able to show further development. microcontroller-based control and lcd display features more and more, in this de

6、sign, the main application for the control of the at89c52 microcontroller core, by controlling the order to reflect the action to perform, and through rt12864m lcd display is the work of running state. key words: at89c52; rt12864m; cleaning目 錄1引 言11.1基于單片機控制的正反轉(zhuǎn)水泵清洗設(shè)備的設(shè)計的目的、意義11.2國內(nèi)外在泵清洗設(shè)備上面的大力發(fā)展11.

7、3本論文主要設(shè)計的主要內(nèi)容12系統(tǒng)框圖及工作原理32.1系統(tǒng)整體框圖32.2各模塊工作原理33系統(tǒng)硬件組成原理53.1系統(tǒng)核心單片機的發(fā)展53.1.1單片機的簡介53.1.2單片機發(fā)展概述53.2單片機at89s52芯片的選擇及基本組成和主要特點63.2.1 89c52單片機的基本組成63.2.2 mcs-52系列單片機的主要特點73.2.3單片機的控制部分電路圖73.3液晶顯示器的介紹83.3.1 lcd顯示器的工作原理83.3.2 lcd的主要技術(shù)參數(shù)及分類93.3.3 rt12864m lcd的選用及主要性能與特性113.3.4液晶的部分電路控制153.4電機模塊的設(shè)計163.4.1 直

8、流電機的工作原理163.4.2 h橋驅(qū)動電路的設(shè)計164軟件設(shè)計194.1 keil介紹194.2 keil c51開發(fā)系統(tǒng)基本知識keil c51開發(fā)系統(tǒng)基本知識194.2.1系統(tǒng)概述194.2.2keil c51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)194.2.3keil軟件的使用教程204.3 proteus7軟件的介紹244.3.1 proteus7的功能模塊254.3.2 proteus7“在單片機原理和應(yīng)用技術(shù)”中的作用254.3.3 proteus與keil的聯(lián)接254.4 proteus7的仿真過程26結(jié) 論30參考文獻31附錄1程序32附錄2實物照片41致謝42 1引 言1.1基于單片

9、機控制的正反轉(zhuǎn)水泵清洗設(shè)備的設(shè)計的目的、意義清洗設(shè)備現(xiàn)在在人們生活中已經(jīng)占據(jù)著很大的地位，但是清洗設(shè)備的改進還在不斷地發(fā)展，能夠把清洗設(shè)備自動化并能夠顯示工作狀態(tài)也有了進一步的發(fā)展。其目的就是能夠使人們能夠更輕松的完成清洗工作，通過設(shè)定好一定的功能和顯示的狀態(tài)來幫助人們更有效的完成一項任務(wù)，而不用一直在去手動去做一些重復(fù)的動作。清洗設(shè)備目前已經(jīng)在國內(nèi)大量的使用，很多清洗設(shè)備的制造公司在這方面上都有了一定的基礎(chǔ)地位。1.2國內(nèi)外在泵清洗設(shè)備上面的大力發(fā)展 國際極具影響力的分別在美國和法蘭克福一年一屆的泵與清洗設(shè)備制造商展覽會是世界工業(yè)清洗行業(yè)的盛會！二展會每年均由來自40多個國家的800家展商組

10、成，面積達(dá)50000平米左右。我國是一個工業(yè)制造大國，泵與工業(yè)清洗設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大，在機械制造、金屬加工、食品、紡織、交通、船舶、建筑、電器、電子、醫(yī)藥、化工等工業(yè)領(lǐng) 域應(yīng)用占全球工業(yè)清洗市場最大份額。世界的工業(yè)清洗設(shè)備制造商也日益增多，從通用型向?qū)Ｓ眯桶l(fā)展。在工業(yè)生產(chǎn)中，以降低工業(yè)清洗成本為目的，提高產(chǎn)品質(zhì)量 和提高勞動生產(chǎn)率是開發(fā)市場和立足市場的積極措施。清洗設(shè)備應(yīng)用到了各大領(lǐng)域，主要清洗設(shè)備如：高壓水射流設(shè)備、小型清洗機、熱水清洗機、專用清洗生產(chǎn)線(裝置)、干冰清洗設(shè)備、超聲波清洗設(shè)備（金屬及零部件清洗、印刷線路板清洗、顯象 管部件及液晶顯示器清洗、光學(xué)部件清洗、精密部件清洗、電子

11、元件清洗設(shè)備、）、化學(xué)清洗設(shè)備、水基清洗、鍋爐容器內(nèi)壁清洗設(shè)備、發(fā)動機及帶電清洗、機器人清洗、工業(yè)清洗劑等清洗設(shè)備與技術(shù)；道路清洗車、下水道清洗車、船舶除銹成套設(shè)備、干氣噴砂機、無氣噴涂機、除漆成套裝置、清罐機等；及其相應(yīng)配套的噴 頭、噴嘴、旋轉(zhuǎn)噴頭、三維旋轉(zhuǎn)噴頭、平面清洗器、爬壁機器人、快速接頭、水切割刀頭、往復(fù)與旋轉(zhuǎn)密封、各種磨料、過濾器、微型離心泵、金屬軟管、超高壓軟 管、噴槍、噴桿、氣動調(diào)亞閥、專用執(zhí)行機構(gòu)等產(chǎn)品。1.3本論文主要設(shè)計的主要內(nèi)容在本次論文中主要做了以下下內(nèi)容:（1）通過研究和分析泵清洗設(shè)備在國民生活中的地位和現(xiàn)在的大力發(fā)展，并做了本次的設(shè)計，主要對水泵正反轉(zhuǎn)清洗設(shè)備控制

12、和顯示的設(shè)計： 手動：按手動上，水泵進行清洗，碰到后限開關(guān)，水泵停止。按手動下，水泵進行反清洗，碰到前限開關(guān)，水泵停止。自動：定時器用五個編碼開關(guān)設(shè)定，有218小時9個時間選擇。清洗分三個狀態(tài)，用三個編碼開關(guān)設(shè)定。單程清洗：判斷當(dāng)時的位置，進行一個方向的清洗。雙程清洗：判斷當(dāng)時的位置，進行一個往返清洗。連續(xù)運行：判斷當(dāng)時的位置，連續(xù)進行清洗。 設(shè)定一個壓力開關(guān)，當(dāng)壓力到了，定時器為0，根據(jù)清洗狀態(tài)，馬上進行清洗。（2）通過對設(shè)備的了解和分析，選擇了at89c52這款單片機1，主要考慮了它結(jié)構(gòu)比較簡單，容易控制，價格比較合適，性能也比較好，并學(xué)習(xí)了它的工作原理和引腳特點和功能應(yīng)用。還選擇了rt1

13、2864m這款液晶顯示器9，它的顯示簡單控制并且自帶字庫，性能比較好，以及對它的工作原理也做了詳細(xì)的了解，能夠做到控制顯示。（3）熟悉并掌握了keil程序編譯軟件的應(yīng)用。（4）學(xué)習(xí)了proteus7仿真軟件的基本原理及使用方法。（5）完成本設(shè)計軟件程序的編寫、硬件電路的設(shè)計和原理圖的繪制， 以及電路的焊接、調(diào)試及顯示功能。實現(xiàn)了控制顯示功能。（6）對本設(shè)計做了整體的調(diào)試，給出了調(diào)試中出現(xiàn)問題的解決方法。2系統(tǒng)框圖及工作原理2.1系統(tǒng)整體框圖以單片機at89c52為核心，控制鍵給控制信號，有電機作為執(zhí)行，并有液晶顯示，通過電源給單片機提供電源，單片機采集按鍵的信號通過程序邏輯來反映要執(zhí)行的動作，

14、執(zhí)行動作有液晶和電機來反映。如圖2-1所示：圖2-1硬件結(jié)構(gòu)軟件控制部分，通過單片機采集來的信號，進行判斷，來采取要執(zhí)行的動作。如圖2-2所示：圖2-2 軟件控制2.2各模塊工作原理1、單片機模塊 at89s523是一個低功耗，高性能cmos 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes isp(in-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的flash只讀程序存儲器，器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)及80c51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和isp flash存儲單元，功能強大的微型計算機的at89s52可為許多嵌入式控

15、制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 2、lcd顯示模塊 模塊采用rt12864m漢字圖形點陣液晶顯示模塊10，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個中文漢字（16x16點陣）、128個字符（8x16點陣）及64x256點陣顯示ram（gdram），主要顯示設(shè)備動作的狀態(tài)。3、電機設(shè)備模塊 通過對控制命令的讀取來執(zhí)行要運行的動作。3系統(tǒng)硬件組成原理3.1系統(tǒng)核心單片機的發(fā)展3.1.1單片機的簡介 單片機4是一種集成電路芯片。它采用超大規(guī)模技術(shù)將具有數(shù)據(jù)處理能力的微處理器(cpu)、存儲器（含程序存儲器rom和數(shù)據(jù)存儲器ram）、輸入、輸出接口電路(i/o接口)集成在同一塊芯片上，構(gòu)成一個即小巧又很完善

16、的計算機硬件系統(tǒng)，在單片機 程序的控制下能準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)。所以說，一片單片機芯片就具有了組成計算機的全部功能。單片機控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以以軟件控制來實現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化，現(xiàn)在單片機控制范疇無所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過程控制和專用控制裝置等等，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。誠然，單片機的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來的經(jīng)濟效益，更重要的是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計思想。是控制技術(shù)的一次革命，是一座重要的里程碑。3.1.2單片機發(fā)展概述 1946年第一臺電子計算機誕生至今，依靠微

17、電子技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的進步，從電子管晶體管集成電路大規(guī)模集成電路，使得計算機體積更小，功能更強。特別是近20年時間里，計算機技術(shù)獲得飛速的發(fā)展，計算機在工農(nóng)業(yè)，科研，教育，國防和 航空航天領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，計算機技術(shù)已經(jīng)是一個國家現(xiàn)代科技水平的重要標(biāo)志。1976年intel公司推出了mcs-48單片機8，這個時期的單片機才是真正的8位單片微型計算機，并推向市場。它以體積小，功能全，價格低贏得了廣泛的應(yīng)用，為單片機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，成為單片機發(fā)展史上重要的里程碑。在mcs-48的帶領(lǐng)下，其后，各大半導(dǎo)體公司相繼研制和發(fā)展了自己的單片機，象zilog公 司的z8系列。到了80年代初，單片機已發(fā)

18、展到了高性能階段，象intel公司的mcs-51系列，motorola公司的6801和6802系 列，rokwell公司的6501及6502系列等等,此外,日本的著名電氣公司nec和hitachi都相繼開發(fā)了具有自己特色的專用單片機。80年代，世界各大公司均競相研制出品種多功能強的單片機，約有幾十個系列，300多個品種， 此時的單片機均屬于真正的單片化，大多集成了cpu、ram、rom、數(shù)目繁多的i/o接口、多種中斷系統(tǒng)，甚至還有一些帶a/d轉(zhuǎn)換器的單片機，功能越 來越強大，ram和rom的容量也越來越大，尋址空間甚至可達(dá)64kb，可以說，單片機發(fā)展到了一個新的平臺3.2單片機at89s52芯

19、片的選擇及基本組成和主要特點mcs-522以其典型的結(jié)構(gòu)和完善的總線專用寄存器的集中管理，眾多的邏輯位操作功能及面向控制的豐富的指令系統(tǒng)，堪稱為一代“名機”，為以后的其它單片機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。atmel公司推出的at89cxx系列兼容c51的單片機，完美地將flash(非易失閃存技術(shù))eeprom與80c51內(nèi)核結(jié)合起來，仍采用c52的總體結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，flash的可反擦寫程序存儲器能有效地降低開發(fā)費用，并能使單片機作多次重復(fù)使用。3.2.1 89c52單片機的基本組成1）一個8位的89c52微處理器。2）片內(nèi)256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器ram/sfr，用以存放可以讀/寫的數(shù)據(jù)，如運算的中間結(jié)果，

20、最終結(jié)果等。3) 片內(nèi)4程序存儲器flash rom，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格kb。4) 4個8位并行i/o端口p0p3，每個端口既可以用作輸入，也可以用作輸出。5) 兩個16位的定時器/計數(shù)器，每個定時器/計數(shù)器都可以設(shè)置成計數(shù)方式，用以對外部事件進行計數(shù)，也可以設(shè)置成定時方式，并可以根據(jù)計數(shù)或定時的結(jié)果實現(xiàn)計算機控制。6) 具有5個中斷源、兩個中斷優(yōu)先級的中斷控制系統(tǒng)。7) 一個全雙工uart（通用異步接收發(fā)送器）的串行i/o口，用于實現(xiàn)單片機之間或單片機與pc機之間的串行通信。8)片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接，最高允許震蕩頻率為24mhz 9) 89c5

21、2單片機與8051相比，具有節(jié)電工作方式，即休閑方式及掉電方式。在這里我們選用的是atmel公司生產(chǎn)的at89s52型單片機。如圖3-1所示為at89s52的引腳結(jié)構(gòu)圖，為雙列直插封裝方式。圖3-1 at89c52管腳3.2.2 mcs-52系列單片機的主要特點1）可靠性高: 因為芯片是按工業(yè)測控環(huán)境要求設(shè)計的，故抗干擾的能力優(yōu)于pc機。2）系統(tǒng)軟件(如:程序指令，常數(shù)，表格)固化在rom中，不易受病毒破壞。3）許多信號的通道均在一個芯片內(nèi)，故運作時系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。4） 便于擴展：片內(nèi)具有計算機正常運行所必需的部件，片外有很多供擴展用的(總線，并行和串行的輸入/輸出)管腳，很容易組成一定規(guī)模的計

22、算機應(yīng)用系統(tǒng)。5）實用性好：體積小，功耗低，價格便宜，易于產(chǎn)品化。3.2.3單片機的控制部分電路圖 如圖3-2所示為單片機控制部分電路圖。 圖3-2 單片機控制3.3液晶顯示器的介紹3.3.1 lcd顯示器的工作原理（1）被動矩陣式lcd工作原理 tn-lcd、stn-lcd和dstn-lcd之間的顯示原理基本相同15，不同之處是液晶分子的扭曲角度有些差別。下面以典型的tn-lcd為例，向大家介紹其結(jié)構(gòu)及工作原理。 在厚度不到1厘米的tn-lcd液晶顯示屏面板中，通常是由兩片大玻璃基板，內(nèi)夾著彩色濾光片、配向膜等制成的夾板，外面再包裹著兩片偏光板，它們可決定光通量的最大值與顏色的產(chǎn)生。彩色濾光

23、片是由紅、綠、藍(lán)三種顏色構(gòu)成的濾片，有規(guī)律地制作在一塊大玻璃基板上。每一個像素是由三種顏色的單元(或稱為子像素)所組成。假如有一塊面板的分辨率為12801024，則它實際擁有38401024個晶體管及子像素。每個子像素的左上角(灰色矩形)為不透光的薄膜晶體管，彩色濾光片能產(chǎn)生rgb三原色。每個夾層都包含電極和配向膜上形成的溝槽，上下夾層中填充了多層液晶分子(液晶空間不到510-6m)。在同一層內(nèi)，液晶分子的位置雖不規(guī)則，但長軸取向都是平行于偏光板的。另一方面，在不同層之間，液晶分子的長軸沿偏光板平行平面連續(xù)扭轉(zhuǎn)90度。其中，鄰接偏光板的兩層液晶分子長軸的取向，與所鄰接的偏光板的偏振光方向一致。

24、在接近上部夾層的液晶分子按照上部溝槽的方向來排列，而下部夾層的液晶分子按照下部溝槽的方向排列。最后再封裝成一個液晶盒，并與驅(qū)動ic、控制ic與印刷電路板相連接。 在正常情況下光線從上向下照射時，通常只有一個角度的光線能夠穿透下來，通過上偏光板導(dǎo)入上部夾層的溝槽中，再通過液晶分子扭轉(zhuǎn)排列的通路從下偏光板穿出，形成一個完整的光線穿透途徑。而液晶顯示器的夾層貼附了兩塊偏光板，這兩塊偏光板的排列和透光角度與上下夾層的溝槽排列相同。當(dāng)液晶層施加某一電壓時，由于受到外界電壓的影響，液晶會改變它的初始狀態(tài)，不再按照正常的方式排列，而變成豎立的狀態(tài)。因此經(jīng)過液晶的光會被第二層偏光板吸收而整個結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)不透光的狀

25、態(tài)，結(jié)果在顯示屏上出現(xiàn)黑色。當(dāng)液晶層不施任何電壓時，液晶是在它的初始狀態(tài)，會把入射光的方向扭轉(zhuǎn)90度，因此讓背光源的入射光能夠通過整個結(jié)構(gòu)，結(jié)果在顯示屏上出現(xiàn)白色。為了達(dá)到在面板上的每一個獨立像素都能產(chǎn)生你想要的色彩，多個冷陰極燈管必須被使用來當(dāng)作顯示器的背光源。 （2）主動矩陣式lcd工作原理 tft-lcd液晶顯示器的結(jié)構(gòu)與tn-lcd液晶顯示器基本相同，只不過將tn-lcd上夾層的電極改為fet晶體管，而下夾層改為共通電極。 tft-lcd液晶顯示器的工作原理與tn-lcd卻有許多不同之處。tft-lcd液晶顯示器的顯像原理是采用“背透式”照射方式。當(dāng)光源照射時，先通過下偏光板向上透出，

26、借助液晶分子來傳導(dǎo)光線。由于上下夾層的電極改成fet電極和共通電極，在fet電極導(dǎo)通時，液晶分子的排列狀態(tài)同樣會發(fā)生改變，也通過遮光和透光來達(dá)到顯示的目的。但不同的是，由于fet晶體管具有電容效應(yīng)，能夠保持電位狀態(tài)，先前透光的液晶分子會一直保持這種狀態(tài)，直到fet電極下一次再加電改變其排列方式為止。3.3.2 lcd的主要技術(shù)參數(shù)及分類（1）對比度 lcd13制造時選用的控制ic、濾光片和定向膜等配件，與面板的對比度有關(guān)，對一般用戶而言，對比度能夠達(dá)到350:1就足夠了，但在專業(yè)領(lǐng)域這樣的對比度平還不能滿足用戶的需求。相對crt顯示器輕易達(dá)到500：1甚至更高的對比度而言。只有高檔液晶顯示器才

27、能達(dá)到這樣如此程度，由于對比度很難通過儀器準(zhǔn)確測量，所以挑的時候還是要自己親自去看才行。 （2）亮度 lcd是一種介于固態(tài)與液態(tài)之間的物質(zhì)，本身是不能發(fā)光的，需借助要額外的光源才行。因此，燈管數(shù)目關(guān)系著液晶顯示器亮度。最早的液晶顯示器只有上下兩個燈管，發(fā)展到現(xiàn)在，普及型的最低也是四燈，高端的是六燈。四燈管設(shè)計分為三種擺放形式：一種是四個邊各有一個燈管，但缺點是中間會出現(xiàn)黑影，解決的方法就是由上到下四個燈管平排列的方式，最后一種是“u”型的擺放形式，其實是兩燈變相產(chǎn)生的兩根燈管。六燈管設(shè)計實際使用的是三根燈管，廠商將三根燈管都彎成“u”型，然后平行放置，以達(dá)到六根燈管的效果。 （3）信號響應(yīng)時間

28、 響應(yīng)時間指的是液晶顯示器對于輸入信號的反應(yīng)速度，也就是液晶由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的反應(yīng)時間,通常是以毫秒（ms）為單位。要說清這一點我們還要從人眼對動態(tài)圖像的感知談起。人眼存在“視覺殘留”的現(xiàn)象，高速運動的畫面在人腦中會形成短暫的印象。動畫片、電影等一直到現(xiàn)在最新的游戲正是應(yīng)用了視覺殘留的原理，讓一系列漸變的圖像在人眼前快速連續(xù)顯示，便形成動態(tài)的影像。人能夠接受的畫面顯示速度一般為每秒24張，這也是電影每秒24幀播放速度的由來，如果顯示速度低于這一標(biāo)準(zhǔn)，人就會明顯感到畫面的停頓和不適。按照這一指標(biāo)計算，每張畫面顯示的時間需要小于40ms。這樣，對于液晶顯示器來說，響應(yīng)時間40ms就成了一道坎，低

29、于40ms的顯示器便會出現(xiàn)明顯的畫面閃爍現(xiàn)象，讓人感覺眼花。要是想讓圖像畫面達(dá)到不閃的程度，則就最好要達(dá)到每秒60幀的速度。 （4）可視角度 lcd的可視角度是一個讓人頭疼的問題，當(dāng)背光源通過偏極片、液晶和取向?qū)又螅敵龅墓饩€便具有了方向性。也就是說大多數(shù)光都是從屏幕中垂直射出來的，所以從某一個較大的角度觀看液晶顯示器時，便不能看到原本的顏色，甚至只能看到全白或全黑。為了解決這個問題，制造廠商們也著手開發(fā)廣角技術(shù)，到目前為止有三種比較流行的技術(shù)，分別是：tn+film、ips(in-plane -switching)和mva(multi-domain vertical alignment)。

30、 tnfilm這項技術(shù)就是在原有的基礎(chǔ)上，增加一層廣視角補償膜。這層補償膜可以將可視角度增加到150度左右，是一種簡單易行的方法，在液晶顯示器中大量的應(yīng)用。不過這種技術(shù)并不能改善對比度和響應(yīng)時間等性能，也許對廠商而言，tn+film并不是最佳的解決方案，但它的確是最廉價的解決方法，所以大多數(shù)臺灣廠商都用這種方法打造15寸液晶顯示器。 ips(in-plane -switching，板內(nèi)切換)技術(shù)，號稱可以讓上下左右可視角度達(dá)到更大的170度。ips技術(shù)雖然增大了可視角度，但采用兩個電極驅(qū)動液晶分子，需要消耗更大的電量，這會讓液晶顯示器的功耗增大。此外致命的是，這種方式驅(qū)動液晶顯示器晶分子的響應(yīng)

31、時間會比較慢。 mva(multi-domain vertical alignment16，多區(qū)域垂直排列)技術(shù)，原理是增加突出物來形成多個可視區(qū)域。液晶分子在靜態(tài)的時候并不是完全垂直排列，在施加電壓后液晶分子成水平排列，這樣光便可以通過各層。mva技術(shù)將可視角度提高到160度以上，并且提供比ips和tn+film更短的響應(yīng)時間。這項技術(shù)是富士通公司開發(fā)的，目前臺灣奇美（在大陸奇麗是奇美的子公司）和臺灣友達(dá)獲得授權(quán)使用此技術(shù)。優(yōu)派的vx2025wm即是此類面板的代表作,水平,垂直可視角度均為175度,基本無視覺死角,并且還承諾無亮點;可視角度分為平行和垂直可視角度，水平角度是以液晶的垂直中軸線

32、為中心，向左和向右移動，可以清楚看到影像的角度范圍。垂直角度是以顯示屏的平行中軸線為中心，向上和向下移動，可以清楚看到影像的角度范圍?？梢暯嵌纫浴岸取睘閱挝?，目前比較常用的標(biāo)注形式是直接標(biāo)出總水平、垂直范圍，如：150/120度，目前最低的可視角度為120/100度（水平/垂直），低于這個值則不能接受，最好能達(dá)到150/120度以上。3.3.3 rt12864m lcd的選用及主要性能與特性 通過以上我們對lcd的了解后我選擇了rt12864m這款液晶顯示器，并簡單介紹下這款顯示器。 1、簡單概述rt12864m漢字圖形點陣液晶顯示模塊【11】，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個中文漢字（16x

33、16點陣）、128個字符（8x16點陣）及64x256點陣顯示ram（gdram）。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性:電源：vdd 3.3v+5v(內(nèi)置升壓電路，無需負(fù)壓)；顯示內(nèi)容：128列 64行顯示顏色：黃綠顯示角度：6：00鐘直視lcd類型：stn與mcu接口：8位或4位并行/3位串行配置led背光多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等2、外形尺寸 外觀尺寸：937012.5mm 視域尺寸：7339mm。外形尺寸，如圖3-3所示： 圖3-3外形尺寸3、模塊引腳說明如表3-1所示：表3-1 模塊引腳引腳號引腳名稱方向功能說明1vss模塊電源地2vdd模塊的電源正端3volcd驅(qū)動

34、電壓輸入端4rs(cs)h/l并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號；串行的片選信號5r/w(sid)h/l并行的讀寫選擇信號；串行的數(shù)據(jù)口6e(clk)h/l并行的使能信號；串行的同步時鐘7db0h/l數(shù)據(jù)08db1h/l數(shù)據(jù)19db2h/l數(shù)據(jù)210db3h/l數(shù)據(jù)311db4h/l數(shù)據(jù)412db5h/l數(shù)據(jù)513db6h/l數(shù)據(jù)614db7h/l數(shù)據(jù)715psbh/l并/串行接口選擇：h-并行；l-串行16nc空腳17/reth/l復(fù)位 低電平有效18vout負(fù)壓輸出19led_k背光源負(fù)極（led0v）20led_a背光源正極（led5v）邏輯工作電壓(vdd)：4.55.5v電源地(gnd)：0v

35、工作溫度(ta)：060(常溫) / -2075（寬溫）4、接口時序模塊有并行和串行兩種連接方法（時序如下）：8位并行連接時序圖：mpu寫資料到模塊，如圖3-4所示：圖3-4 八位并行連接時序圖mpu從模塊讀出資料，如圖3-5所示：圖3-5 cpu從模塊讀出資料串行連接時序圖，如圖3-6所示：圖3-6 串行連接時序圖串行數(shù)據(jù)傳送【16】共分三個字節(jié)完成：第一字節(jié)：串口控制格式 11111abc a為數(shù)據(jù)傳送方向控制：h表示數(shù)據(jù)從lcd到mcu，l表示數(shù)據(jù)從mcu到lcd b為數(shù)據(jù)類型選擇：h表示數(shù)據(jù)是顯示數(shù)據(jù)，l表示數(shù)據(jù)是控制指令 c固定為0第二字節(jié)：(并行)8位數(shù)據(jù)的高4位格式 dddd00

36、00第三字節(jié)：(并行)8位數(shù)據(jù)的低4位格式 0000dddd3.3.4液晶的部分電路控制lcd rt12864的電路控制連接圖，如圖3-7所示：圖3-7 液晶部分控制3.4電機模塊的設(shè)計3.4.1直流電機的工作原理直流電機的物理模型圖解釋【17】，如圖3-8所示：圖3-8 直流電機物理模型這是分析直流電機的物理模型圖。其中，固定部分有磁鐵，這里稱作主磁極；固定部分還有電刷。轉(zhuǎn)動部分有環(huán)形鐵心和繞在環(huán)形鐵心上的繞組。(其中2個小圓圈是為了方便表示該位置上的導(dǎo)體電勢或電流的方向而設(shè)置的)。上圖表示一臺兩極直流電機模型，它的固定部分（定子）上，裝設(shè)了一對直流勵磁的靜止的主磁極n和s，在旋轉(zhuǎn)部分（轉(zhuǎn)子

37、）上裝設(shè)電樞鐵心。定子與轉(zhuǎn) 子之間有一氣隙。在電樞鐵心上放置了由a和x兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間互相絕 緣，由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸之間亦互相絕緣。在換向片上放置著一對固定不動的電刷b1和b2，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時，電 樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通。3.4.2 h橋驅(qū)動電路的設(shè)計 圖3-9是一個典型的直流電機控制電路。電路得名于“h橋驅(qū)動電路”是因為它的形狀酷似字母h【19】。4個三極管組成h的4條垂直腿，而電機就是h中的橫杠（注意：圖3-9兩個圖都只是示意圖，而不是完整的電路圖，其中三極

38、管的驅(qū)動電路沒有畫出來）。 如圖3-9所示，h橋式電機驅(qū)動電路包括4個三極管和一個電機。要使電機運轉(zhuǎn)，必須導(dǎo)通對角線上的一對三極管。根據(jù)不同三極管對的導(dǎo)通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉(zhuǎn)向。圖3-9 h橋驅(qū)動電路 要使電機運轉(zhuǎn)，必須使對角線上的一對三極管導(dǎo)通。例如，如圖3-10，管和q4管導(dǎo)通時，電流就從電源正極經(jīng)q1從左至右穿過電機，然后再經(jīng) q4回到電源負(fù)極。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動。當(dāng)三極管q1和q4導(dǎo)通時，電流將從左至右流過電機，從而驅(qū)動電機按特定方向 轉(zhuǎn)動（電機周圍的箭頭指示為順時針方向）。圖3-10 橋電路驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動圖

39、3-11所示為另一對三極管q2和q3導(dǎo)通的情況，電流將從右至左流過電機。當(dāng)三極管q2和q3導(dǎo)通時，電流將從右至左流過電機，從而驅(qū)動電機沿另一方向轉(zhuǎn)動（電機周圍的箭頭表示為逆時針方向）。圖3-11 電機逆時針轉(zhuǎn)動通過以上的分析和理解要完成整個的驅(qū)動還需要一些保護元件，如圖3-12所示的設(shè)計的總思路圖圖3-12 h橋總體圖4軟件設(shè)計4.1 keil介紹 單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件， 我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)閏pu可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯 編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于mcs-51單片機的匯編軟

40、件有早期的a51，隨著單片機開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開 發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，keil軟件是目前最流行開發(fā)mcs-51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持keil即可看出。keil【7】提供了包括c編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uvision）將這些部分組合在一起。運行keil軟件需要pentium或以上的cpu，16mb或更多ram、20m以上空閑的硬盤空間、win98、nt、win2000、winxp等操作系統(tǒng)。 掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機的愛

41、好者來說是十分必要的，如果你使用c語言編程，那么keil幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該 軟件、而你買的仿真機也很可能只支持該軟件），即使不使用c語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。4.2 keil c51開發(fā)系統(tǒng)基本知識keil c51開發(fā)系統(tǒng)基本知識4.2.1系統(tǒng)概述 keil c51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到keil c51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的

42、優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹keil c51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。4.2.2 keil c51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) c51工具包的整體結(jié)構(gòu)，uvision與ishell分別是c51 for windows和for dos的集成開發(fā)環(huán)境(ide)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用ide本身或其它編輯器編 輯c或匯編源文件。然后分別由c51及c51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.obj)。目標(biāo)文件可由lib51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)l51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.abs)。abs文件由oh51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的hex文件，以供調(diào)試器dscope51或tscop

43、e51使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如eprom中。4.2.3 keil軟件的使用教程下面介紹keil c51軟件的使用方法 進入 keil c51 后，屏幕如下圖所示。幾秒鐘后出現(xiàn)編輯界，如圖4-1所示：圖4-1 啟動keil c51時的屏幕圖4-2 進入keil c51后的編輯界面簡單程序的調(diào)試學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言、學(xué)習(xí)某種程序軟件，最好的方法是直接操作實踐。下面通過簡單的編程、調(diào)試，引導(dǎo)大家學(xué)習(xí)keil c51軟件的基本使用方法和基本的調(diào)試技巧。1)建立一個新工程單擊project菜單，在彈出的下拉菜單中選中new project選項，如

44、圖4-3所示：圖4-3 project菜單2)然后選擇你要保存的路徑,輸入工程文件的名字,比如保存到c51目錄里,工程文件的名字為c51 如圖4-4所示,然后點擊保存. 圖4-4 保存目錄3)這時會彈出一個對話框,要求你選擇單片機的型號,你可以根據(jù)你使用的單片機來選 擇,keil c51幾乎支持所有的51核的單片機,我這里還是以大家用的比較多的atmel 的89c51來說明,如圖所示,選擇89c51之后,右邊欄是對這個單片機的基本的說明,然后點擊確定，如圖4-5所示： 圖4-5 單片機機型選擇4)完成上一步驟后，屏幕如圖4-6所示： 圖4-6 建立工程5)在下圖中，單擊“file”菜單，再在下

45、拉菜單中單擊“new”選項，如圖4-7所示：圖4-7 新建文件新建文件后屏幕如圖4-8所示： 圖4-8 文件建立完成此時光標(biāo)在編輯窗口里閃爍，這時可以鍵入用戶的應(yīng)用程序了，但筆者建議首先保存該空白的文件， 單擊菜單上的“file”，在下拉菜單中選中“save as”選項單擊，屏幕如圖4-9所示，在“文件名”欄右側(cè)的編輯框中，鍵入欲使用的文件名，同時，必須鍵入正確的擴展名。注意，如果用語言編寫程序，則擴展 名為(.c)；如果用匯編語言編寫程序，則擴展名必須為(.asm)。然后，單擊“保存”按鈕。 圖4-9 文件保存6)回到編輯界面后，單擊“target 1”前面的“”號，然后在“source g

46、roup 1”上單擊右鍵，彈出如下菜單，如圖4-10所示：圖4-10 文件添加到工程4.3 proteus7軟件的介紹 proteus【6】軟件是英國labcenter electronics公司出版的eda工具軟件。它不僅具有其它eda工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 在這次的設(shè)計中主要是用到了proteus7軟件和keil軟件的結(jié)合來對本次設(shè)計的仿真。proteus7軟件的仿真環(huán)境如圖4-11所示：圖4-11 proteus7軟件仿真環(huán)境4.3.1 proteus7的功

47、能模塊 （1）一個易用而又功能強大的isis原理布圖工具。（2）prospice混合模型spice仿真。（3）ares pcb設(shè)計。4.3.2 proteus7“在單片機原理和應(yīng)用技術(shù)”中的作用（1）proteus是單片機課堂教學(xué)的助手。（2）protrus不僅可將許多單片機實例功能形象化，也可將去多單片機實例運行過程形象化。（3）它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機實驗硬件高度對應(yīng)。4.3.3 proteus與keil的聯(lián)接（1）把c:programfileslabcenterelectronicsproteus6professional models目錄下的vdm51.dll文件復(fù)制到c

48、:keilc51bin文件夾下。（2）打開keil根目錄下的tools.ini文件，在c51欄目下加入 tdrv3=binvdm51.dll(proteusvsmmonitor-51driver) ，其中“tdrv3”中的“3”要根據(jù)實際情況寫，不要和原來的重復(fù)就可以了。（3）keil的設(shè)置。在keil中打開一個項目，在optionfortarget中的debug標(biāo)簽中選中 proteusvsmmonitor-51driver（4）proteus的設(shè)置。在debug菜單中選中 useromotedebugermonitor（5）隨便打開一個設(shè)計好的文件，要含有51單片機，把keil的工程和pr

49、oteus的文件放到同一個目錄下。打開keil，按ctrl+f5進入調(diào)試界面或者點擊工具欄的調(diào)試按鈕。此時可單步，全速運行程序，并進行調(diào)試。同時可以觀察proteus中目標(biāo)板的運行情況4.4 proteus7的仿真過程啟動程序開始菜單 - 所有程序 - proteus 7 professional - isis 7 professional如圖4-12所示：圖4-12 軟件打開界面電路元器件的選取1、點擊 pick devices按鈕，（該按鈕位于工作區(qū)左邊的面板中，就是那個p按鈕），這是會打開標(biāo)題為pick devices的對話框。如圖4-13和圖4-14所示：圖4-13 pick devi

50、ces按鈕圖4-14 pick devices的對話框2、在category列表框中 (位于左邊)找到microprocessorics，這是會在results中列出該類的所有元件并找到所需要的元件，如圖4-15所示：圖4-15 元器件查找3、 同樣的方法在category列表框中添加所需要的元件，放在左邊的框中如圖4-16所示：圖4-16 元件存放位置4、主要器件找好后就開始往右邊的仿真環(huán)境中放所需要的元件并連接成為完整的要仿真的電路圖，如圖4-17所示：圖4-17 電路仿真5、通過連接keil編譯的程序進行所要運行的仿真。如圖4-18所示：停止運行圖4-18 運行、停止6、程序流程圖，如圖

51、419所示：圖419 程序流程圖結(jié) 論 電壓測量人機界面設(shè)計對設(shè)備都有很大的應(yīng)用和幫助，能夠很好的應(yīng)用到各種物質(zhì)清洗的設(shè)備中去，隨著社會的科技的發(fā)展，國民生活水平的提高，越來越多的方面都要用到清洗設(shè)備，我國現(xiàn)在也在大力發(fā)展，并且目前也有了很高的地位。 本次論文從系統(tǒng)整體的框圖開始分析，從各模塊分布介紹最后完成整個清洗設(shè)備的整體設(shè)計系統(tǒng)，使用at89c52單片機為控制核心，利用其強大的處理能力和較豐富的外圍接口，從而也選用了一款適合的液晶顯示器（rt12864m），它性能好，功耗小，并且自帶字庫，不用再去單獨的去寫一些字給液晶，只要調(diào)用字庫里的文字就可以，更加簡單方便。通過在此基礎(chǔ)上還可以做更多

52、的功能控制以及顯示動作狀態(tài)，在不同的清洗設(shè)備中做到不同的控制要求以及顯示。 通過這次的畢業(yè)設(shè)計，使我對單片機有了更深刻的了解，尤其是at89c52同時對清洗設(shè)備控制概念有了更實際的理解。至此，我基本掌握了各個器件的原理及應(yīng)用，并熟悉了電路設(shè)計軟件和仿真軟件的使用方法。通過本次設(shè)計，我也深深地發(fā)現(xiàn)了自身在理論掌握和軟件開發(fā)能力上的不足，在以后的工作學(xué)習(xí)中，我會不斷嚴(yán)格要求自己。參考文獻1 肖洪兵. 跟我學(xué)用單片機. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002.8 2 何立民. 單片機高級教程 第1版北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001 3 趙曉安. mcs-51單片機原理及應(yīng)用. 天津：天津大學(xué)出

53、版社，2001.3 4 李廣第單片機基礎(chǔ) 第1版北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999 5 徐惠民、安德寧單片微型計算機原理接口與應(yīng)用第1版北京：北京郵電大學(xué)出版社，1996 6 何立民從cygnal 80c51f看8位單片機發(fā)展之路，片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2002，105（5）587 夏繼強. 單片機實驗與實踐教程. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社, 2001 8 陳志強 胡輝. 單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實踐指南. 自編教材。9 黃長杰;包文俊;液晶顯示器漢字字模存儲方法;安徽建筑;2006，104 （4）11012010 鹿玲,曹力;hd4478u控制器的lcd應(yīng)用及錯誤顯示問題解決;鞍山鋼鐵學(xué)院學(xué)報;2002，12（5）：909511 謝達(dá)勇,初建朋,等。液晶顯示驅(qū)動/控制電路的設(shè)計;半導(dǎo)體技術(shù);2001，11 （5）：303