【正文】 that part of the data such as temperature, PH value. System Atmega8515 microcontroller as the core, in the understanding of Atmega8515 and custom LCD display module CS1621 the pin function and using IIC agreement between data interactive way, by writing programs and then to display the data sent to custom, according to data from the LCD display module CS1621 for the final realization of LCD display conductivity, temperature, etc. Key words： Electric conductivity instrument。 Atmega8515 microcontroller。 CS1621。 IIC 1 目 錄 第一章 緒論 ......................................................................... 1 電導(dǎo)率測(cè)定儀的簡(jiǎn)介 ...................................................... 1 課題研究?jī)?nèi)容 .................................................................. 1 第二章 電導(dǎo)率儀顯示模塊控制器及接口電路 ................ 3 ATMEGA8515 單片機(jī) ..................................................... 3 ATMEGA8515 單片機(jī)最小系統(tǒng) .................................. 5 系統(tǒng)接口電路 .............................................................. 6 第三章 電導(dǎo)率儀顯示模塊顯示器件 ................................ 8 CS1621LCD 顯示驅(qū)動(dòng)電路 ........................................ 8 顯示部分要求及顯示原理 ..........................................10 IIC 總線 ...................................................................... 11 IIC 總線的硬件結(jié)構(gòu) ................................................12 IIC 總線的數(shù)據(jù)傳輸 ................................................13 CS1621 時(shí)序圖 ...............................................................13 第四章 電導(dǎo)率儀顯示模塊的軟件設(shè)計(jì) ...........................15 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)總框圖 ..................................................15 軟件設(shè)計(jì)流程及時(shí)序圖 ..............................................16 第五章 總結(jié)與展望 ...........................................................20 2 總結(jié) ................................................................................20 展望 ................................................................................20 參考文獻(xiàn) ..............................................................................................................................................1 外文資料 中文譯文 致謝 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 電導(dǎo)率測(cè)定儀的簡(jiǎn)介 電導(dǎo) 率測(cè)定儀是一款多量程儀器，能夠滿足從去離子水到海水等多種應(yīng)用檢測(cè)要求。這款儀器能夠提供自動(dòng)溫度補(bǔ)償，并能設(shè)置溫度系數(shù)，因此能夠用于測(cè)量溫度系數(shù)與水不同的液體樣品。它能夠提供三個(gè)量程并具有量程自動(dòng)選擇功能，能夠在檢測(cè)時(shí)自動(dòng)選擇最為合適的量程。 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，以及飲用純凈水、藥用蒸餾水、生物制品用水需求量的急劇增加，越來越多的產(chǎn)品、技術(shù)開始對(duì)介質(zhì)的導(dǎo)電性能的程度、優(yōu)劣要求給出準(zhǔn)確的分析和評(píng)價(jià)，而且在實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確度等方面提出了更高的要求。所以國內(nèi)外許多著名公司開發(fā)了許多相應(yīng)的電導(dǎo) 率檢測(cè)儀的產(chǎn)品。 電導(dǎo)率分析儀表是利用溶液成份和電導(dǎo)率之間的關(guān)系分析溶液的成分，它可用于測(cè)量酸、堿溶液的濃度，也可以用于測(cè)量鍋爐和大型發(fā)電機(jī)組補(bǔ)給水中的含鹽量，同時(shí)也是飲用水和制藥過程必不可少的分析儀表。電導(dǎo)率分析儀表是化工過程、火力發(fā)電、探礦、地震預(yù)測(cè)、生物制藥和制水等方面必不可少的測(cè)量分析儀表，直接關(guān)系到生產(chǎn)過程的安全、產(chǎn)品的質(zhì)量和人民群眾的身體健康。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，二次供水的水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析儀表 —電導(dǎo)率測(cè)量分析儀表顯得更為重要。電導(dǎo)率測(cè)量分析儀的研究既為技術(shù)監(jiān)督部門提供一種新的監(jiān)測(cè)手段，又為相 關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)單位提供了一種保證產(chǎn)品質(zhì)量的理想器具。 國外生產(chǎn)電導(dǎo)率儀的著名廠家有日本恒和公司，英國肯特公司等。國內(nèi)生產(chǎn)電導(dǎo)率儀的主要廠家有：上海雷磁儀表廠和南京分析儀器廠，江蘇電分析儀器廠、上海第二分析儀器廠、廈門市分析儀器廠。恒河公司曾推出 EXASC 智能化二線式電導(dǎo)率變送系統(tǒng)，不但具有多功能，而且使用方便，測(cè)量范圍、溫度補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)溫度和溫度系數(shù)、電極常數(shù)都可以任意設(shè)置，所采用的四極式探頭做到線性化。上海雷磁儀表廠的帶表性產(chǎn)品有 DDD32B 型和 DDG55 型等。80 年代該廠從英國肯特公司隨電站水質(zhì)分析檢 測(cè)系統(tǒng)系列儀表一起引進(jìn)了5203 型工業(yè)電導(dǎo)儀制造技術(shù)，該型儀表可廣泛應(yīng)用在電站軟化水、海水的淡化、原水和去離子水廠等相關(guān)部門進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)。南京分析儀器廠生產(chǎn)的 DD101型電導(dǎo)儀，主要用于船舶海水淡化裝置，連續(xù)分析海水淡化后的淡水中的含鹽量 。 [1] 課題研究?jī)?nèi)容 本課題研究?jī)?nèi)容如下： 單片機(jī)作為本課題研究系統(tǒng)的主控器件，控制系統(tǒng)顯示的數(shù)天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 據(jù)等，在了解 AVR 和電導(dǎo)儀的基本概念以及工作原理的基礎(chǔ)上，掌握ATmega8515 單片機(jī)編程指令的基本語法以及應(yīng)用程序開發(fā)的基本方法， 完成基于 ATmega8515 單片機(jī)匯編語言程序顯示的編程。 CS1621 是系統(tǒng)的輸出顯示器件，系統(tǒng)以程序語言控制 顯示模塊 CS1621 顯示電導(dǎo)率、溫度。 了解掌握定制液晶顯示器顯示模塊CS1621 各引腳功能以及指令格式、時(shí)序圖等，通過編寫程序然后將要顯示的數(shù)據(jù)送入定制液晶顯示器顯示模塊 CS1621 進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示，最后實(shí)現(xiàn)液晶顯示器顯示電導(dǎo)率、溫度等數(shù)據(jù)的目的。 協(xié)議是主控器件 Atmega8515 單片機(jī)，與定制式液晶顯示器顯示模塊CS1621 相互 通訊之間運(yùn)用的協(xié)議，了解掌握 IIC 總線協(xié)議才能進(jìn)一步利用程序語言實(shí)現(xiàn)控制顯示模塊 CS1621 顯示電導(dǎo)率、溫度等參數(shù)的目的。二者之間采用的 IIC 協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互方式后，通過編寫程序然后將要顯示的數(shù)據(jù)送入定制液晶顯示器顯示模塊 CS1621 進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第二章 電導(dǎo)率儀顯示模塊控制器及接口電路 Atmega8515 單片機(jī) ATmega8515 是基于增強(qiáng)的 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間， ATmega8515 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá) 1MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。 AVR 內(nèi)核具有豐富的指令集和 32 個(gè)通用工作寄存器。所有的寄存器都直接與算 術(shù) 邏輯 單元 (ALU)相連接，使得一條指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)訪問兩個(gè)獨(dú)立的寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具有比普通的 CISC 微控制器最高至 10 倍的數(shù)據(jù)吞吐率。 ATmega8515 有如下特點(diǎn) :8K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash(具有同時(shí)讀寫的能力，即 RWW)， 512 字節(jié) EEPROM， 512 字節(jié) SRAM，一個(gè)外部存儲(chǔ)器接口，35 個(gè)通用 I/O 口線， 32 個(gè)通用工作寄存 器，兩個(gè)具有比較模式的靈活的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 (T/C),片內(nèi) /外中斷，可編程串行 USART，具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)器，一個(gè) SPI 串行端口，以及三個(gè)可以通過軟件進(jìn)行選擇的省電模式。工作于空閑模式時(shí) CPU 停止工作，而 SRAM、 T/C、 SPI 端口以及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作；掉電模式時(shí)晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復(fù)位之外都停止工作； Standby 模式下只有晶體或諧振振蕩器運(yùn)行，其余功能模塊處于休眠狀態(tài)，使得器件只消耗極少的電流，同時(shí)具有快速啟動(dòng)能力。 相較于 51 系列單片機(jī)有許多優(yōu)勢(shì)之處。 AVR 單片機(jī)其顯著的特點(diǎn)為高性能、高速度、低功耗。它取消機(jī)器周期，以時(shí)鐘周期為指令周期，實(shí)行流水作業(yè)。 51 系列單片機(jī)運(yùn)行速度過慢，當(dāng)晶振頻率為 12MHz 時(shí)，機(jī)器周期達(dá) 1μs，顯然適應(yīng)不了現(xiàn)代高速運(yùn)行的需要。 AVR 系列沒有類似累加器 AVR 的結(jié)構(gòu)，它主要是通過 R16～ R31 寄存器來實(shí)現(xiàn)其功能。在 AVR 中，沒有像 5l系列的數(shù)據(jù)指針 DPTR，而是由 X(由 R2 R27 組成 )、 Y(由 R2． R29 組成 )、 z(由 RR31 組成 )三個(gè) 16 位的寄存器來完成數(shù)據(jù)指針的功能 (相當(dāng)于有三組 DPTR)，而且還能作后增量或先減量等的 運(yùn)行。在 51 系列中，所有的邏輯運(yùn)算都必須在累加器中進(jìn)行；而卻可以在任兩個(gè)寄存器之間進(jìn)行，省去了在累加器中的來回采集輸出數(shù)據(jù)，這些都比 51 系列強(qiáng)。 AVR 的 I/O 腳有用來控制輸入或輸出的方向寄存器，在輸出狀態(tài)下，高電平輸出的電流在 10mA 左右，低電平吸入電流20mA。 [5] 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 圖 21 ATmega8515引腳 ATmega8515引腳說明： ? VCC：數(shù)字電路的電源。 ? GND：接地引腳。 ? 端口 A(PA7..PA0)：端口 A為 8位雙向 I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特 性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 A處于高阻狀態(tài)。 ? 端口 B(PB7..PB0)：端口 B為 8位雙向 I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 B處于高阻狀態(tài)。 ? 端口 C(PC7..PC0)：端口 C為 8位雙向 I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱 的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 C 處于高阻狀態(tài)。 ? 端口 D(PD7..PD0)：端口 D為 8位雙向 I/O 口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 位過程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 D處于高阻狀態(tài)。