【正文】 系 名 信息工程系 專 業(yè) 電子信息工程 年 級(jí) 20xx 級(jí) 姓 名 蔡 毅 學(xué) 號(hào) 6009202387 指導(dǎo)教師 扈書亮 職 稱 講 師 20xx 年 12 月 15 日 一、 原始依據(jù)（包括設(shè)計(jì)或論文的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等。 二、參考文獻(xiàn) [1]蔡振江．單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]．北京：電子工業(yè)出版社 ， 20xx． [2]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx． [3]常翠芝 , 蘇文靜 , 胡中功 ．單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]．北京： 北京航天航空大學(xué)出版社 ,20xx [4]高偉 ． AT89 單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M]．北京：國(guó)防工業(yè)大學(xué) ， 20xx． [5]黎文模，段曉峰． Protel DXP 電路設(shè)計(jì)與實(shí)例精解 [M]．北京：人民郵電出版社， 20xx． [6]梅麗鳳 , 王艷秋 , 汪毓鐸 ．單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M]．北京：清華大學(xué)出版社， 20xx． 三、設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容和要求（包括設(shè)計(jì)或研究?jī)?nèi)容、主要指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)課題性對(duì)學(xué)生提出具體要求。 4)編譯并調(diào)試程序達(dá)到 預(yù)期 效果 。但是這些產(chǎn)品都或多或少的存在著一些缺點(diǎn)。 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。 二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外產(chǎn)生電導(dǎo)率儀的著名廠家有日本恒和公司，英國(guó)肯特公司等。 80年代該廠從英國(guó)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)。 掌握 ATmega8515 單片機(jī)編程指令的基本語(yǔ)法以及應(yīng)用程序開發(fā)的基本方法。 能夠?qū)崿F(xiàn)在液晶顯示儀器下顯示溫度等數(shù)據(jù)。 撰寫論文，準(zhǔn)備答辯。 關(guān)鍵詞： 電導(dǎo)率儀； Atmega8515 單片機(jī) ； CS1621； IIC 協(xié)議 ABSTRACT Measurement of electrical conductivity analyzer for technical supervision department provides a new monitoring method, and provides related products production unit with a ideal equipment to ensure product quality. Cond uctivity analysis instrument is the use of the relationship between the solution position and conductivity analysis solution position, it can be used to measure the concentration of a solution of acid, alkali, can also be used to measure the boiler and the supply of large generators the salt in the water, and water and pharmaceutical process indispensable analysis instrument. This paper describes the base on Atmega8515 microcontroller as the main control, and customized LCD display module CS1621 munications and electrical conductivity, temperature data, such as software programming method, this design is to simulate the conductivity meter measured liquid conductivity, actual measurement shows 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。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。 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。 國(guó)外生產(chǎn)電導(dǎo)率儀的著名廠家有日本恒和公司，英國(guó)肯特公司等。80 年代該廠從英國(guó)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)。 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。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。 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。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)。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(lái)回采集輸出數(shù)據(jù)，這些都比 51 系列強(qiáng)。 ? 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。 ? 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。 ? 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。 ? 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。 ? 端口 E(PE2..PE0)：端口 E為 3位雙向 I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。 ? RESET：復(fù)位輸入引腳。 [10] Atmega8515 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容 C C2的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，一般采用 22pF。 圖 22 ATmega8515晶體振蕩器連接圖 表 21 ATmega8515晶體振蕩器工作模式 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 圖 23 ATmega8515單片機(jī) 最小系統(tǒng) 系統(tǒng)接口電路 I/O 接口是電子電路，通常是 IC 芯片或接口板 ,其內(nèi)有若干專用寄存器和相應(yīng)的控制邏輯電路構(gòu)成 。 I/O 接口的硬件主要有： （ 1） I/O 接口芯片：這些芯片大都是集成電路，通過 CPU 輸入不同的命令和參數(shù)，并控制相關(guān)的 I/O 電路和簡(jiǎn)單的外設(shè)作相應(yīng)的操作，常見的 接口芯片如定時(shí) /計(jì)數(shù)器、中斷控制器、 DMA 控制器、并行接口等。能夠協(xié)調(diào) CPU 和外設(shè)兩者在信息的類型和電平的 差異。但當(dāng) CS為邏輯低電平時(shí)，控制器與 CS1621之間可以傳輸數(shù)據(jù)和命令。 ? DATA： 串行數(shù)據(jù)輸出端（帶上拉電阻），負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或者發(fā)送輸出單元。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第 三章 電導(dǎo)率儀顯示模塊顯示器件 CS1621LCD 顯示驅(qū)動(dòng)電路 CS1621是一種 128點(diǎn)陣式存儲(chǔ)映射多功能 LCD驅(qū)動(dòng)電路。該電路為點(diǎn)陣式 LCD驅(qū)動(dòng)顯示，各 SEG端是相互獨(dú)立的，并容易對(duì) RAM數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，所以顯示點(diǎn)陣內(nèi)容靈活，可隨用戶任意定制。 ? RD： READ 時(shí)鐘輸入端（帶上拉電阻）。 ? DATA： 串行數(shù)據(jù)輸出端（帶上拉電阻）。 ? IRQ： 時(shí)間基準(zhǔn)或 WDT溢出標(biāo)志， NMOS開漏輸出端。 本設(shè)計(jì)是模擬電導(dǎo)率儀實(shí)際測(cè)定顯示被測(cè)液體電導(dǎo)率、溫度、 PH值等數(shù)據(jù)的一部分。 圖 34 CS1621LCD顯示界面 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 表 31 CS1621LCD顯示界面顯示位 由圖 34 以及表 31 對(duì)應(yīng)可知 CS1621LCD 顯示界面的顯示數(shù)據(jù)控制驅(qū)動(dòng)碼控制 顯示界面的工作方式， CS1621LCD 顯示驅(qū)動(dòng)碼是 0滅； 1亮。 最后，若要求顯示的數(shù)字為負(fù)數(shù)時(shí)，則獎(jiǎng)對(duì)應(yīng) 控制驅(qū)動(dòng)碼 1G 置 1，就能顯示出負(fù)號(hào)，接下來(lái)的數(shù)字顯示如上。隨著 大規(guī)模集成電路 技術(shù)的發(fā)展，把 CPU 和一個(gè)單獨(dú)工作PIN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 COM1 COM2 COM3 COM4 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 SEG8 SEG9 SEG10 SEG11 SEG12 COM1 COM1 2A 2B 3A 3B 4A 4B T2 5A 5B 6A 6B COM2 COM2 2F 2G 3F 3G 4F 4G T3 5F 5G 6F 6G COM3 COM3 2E 2C 3E 3C 4E 4C T4 5E 5C 6E 6C COM4 COM4 2D DOT 3D 1BC 4D 1G 5D 6D T1 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 系統(tǒng)所必需的 ROM、 RAM、 I/O 端口 、 A/D、 D/A 等外圍電路集成在一個(gè)單片內(nèi)而制成的 單片機(jī) 或微控制器愈來(lái)愈方便。由于串行 總線 的連線少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，往往不用專門的母板和插座而直接用導(dǎo)線連接各個(gè)設(shè)備。 IIC 總線的硬 件結(jié)構(gòu) I2C 串行 總線 一般有兩根信號(hào)線，一根是雙向的數(shù)據(jù)線 SDA，另一根是時(shí)鐘線 SCL。而串行時(shí)鐘線也應(yīng)是雙向的，作為 控制總線 數(shù)據(jù)傳送 的主機(jī)，一方面要通過 SCL 輸出電路發(fā)送 時(shí)鐘信號(hào) ，另一方面還要檢測(cè)總線上的 SCL電平，以決定什么時(shí)候發(fā)送下一個(gè) 時(shí)鐘脈沖 電平；作為接受主機(jī)命令的 從機(jī)，要按總線上的 SCL 信號(hào)發(fā)出或接收 SDA 上的信號(hào)，也可以向 SCL 線發(fā)出低 電平信號(hào) 以延長(zhǎng)總線時(shí)鐘信號(hào)周期。所謂主機(jī)是指啟動(dòng)數(shù)據(jù)的傳送（發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)）、發(fā)出 時(shí)鐘信號(hào) 以及傳 送結(jié)束時(shí)發(fā)出停止信號(hào)的設(shè)備，通常主機(jī)都是 微處理器 。凡是發(fā)送數(shù)據(jù)到 總線 的設(shè)備稱為發(fā)送器，從總線上接收數(shù)據(jù)的設(shè)備被稱為接受器。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 IIC 總線的數(shù)據(jù)傳輸 在 I2C 總線 傳輸過程中，將兩種特定的情況定義為開始和停止條件：當(dāng)SCL 保持 “高”時(shí)， SDA 由“高”變?yōu)椤暗汀睘殚_始條件；當(dāng) SCL 保持“高”且 SDA 由“低”變?yōu)椤案摺睍r(shí)為停止條件。輸出到 SDA 線上的每個(gè)字節(jié)必須是 8位，每次傳輸?shù)淖止?jié)不受限制，但每個(gè)