【正文】 行接口管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述1 VSS 0V 電源地2 VCC +5V 電源正3 V0 對比度（亮度）調(diào)整4 RS(CS） H/L RS=“H”，表示 DB7——DB0 為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”，表示 DB7——DB0 為顯示指令數(shù)據(jù)5 R/W(SID) H/L R/W=“H”，E=“H” ，數(shù)據(jù)被讀到 DB7——DB0R/W=“L”，E=“H→L” ， DB7——DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR6 E(SCLK) H/L 使能信號7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線15 PSB H/L H：8 位或 4 位并口方式，L：串口方式（見注釋 1）16 NC 空腳17 /RESET H/L 復(fù)位端，低電平有效（見注釋 2）18 VOUT LCD 驅(qū)動電壓輸出端19 A VDD 背光源正端（+5V） （見注釋 3）20 K VSS 背光源負端（見注釋 3）*注釋 1：如在實際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將 PSB 接固定高電平，也可S51 開發(fā)板的設(shè)計17以將模塊上的 J8 和“VCC”用焊錫短接。 下載器模塊ATmega8 是基于增強的 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗 8 位 CMOS 微控制器。 S51 開發(fā)板的設(shè)計18ATMEGA8L 的引腳配置如下圖 318 所示： 圖 318 ATMEGA8L 的引腳配置圖下載器模塊原理圖如圖 319 所示：圖 319 下載器模塊原理圖下載器模塊實現(xiàn)將 USB 信號轉(zhuǎn)換為能通過 SPI 協(xié)議傳輸?shù)男盘枺瑥亩鴮崿F(xiàn)對單片機的編程。S51 開發(fā)板的設(shè)計204 軟件部分 整體程序設(shè)計軟件部分主要包括數(shù)碼管程序、鍵盤程序、AD 程序、DA 程序、DS1302時鐘程序、DS18b20 溫度傳感器程序、串行通信程序、顯示程序和其他簡單模塊程序。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個按鍵之中。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。在主函數(shù)中調(diào)用鍵盤掃描函數(shù)對鍵盤進行掃描，判斷返回鍵值，若返回值不為1 ，證明右鍵按下，在某一個數(shù)碼管上顯示鍵值，若返回值為1，證明沒有鍵按下，顯示先前按下的按鍵鍵值。當(dāng)輸入啟動位和配置位后，選通輸入模擬通道，轉(zhuǎn)換開始。當(dāng)片選CS為高時，內(nèi)部所有寄存器清 0，輸出變?yōu)楦咦钁B(tài)。并在液晶或數(shù)碼管上顯示出來。由此要想串行輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)必須滿足兩個條件：第一時鐘SCLK 的有效跳變；第二片選 CS為低電平。DIN輸入的12位數(shù)據(jù)中，前10位為TLC5615輸入的D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，且輸入時高位在前，低位在后，后兩位必須寫入數(shù)值為零的低于LSB 的位，因為TLC5615的DAC輸入鎖存器為12位寬。當(dāng)為～RST高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302 進行操作。DS1302 的數(shù)據(jù)輸入輸出：向DS1302 寫入數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)在控制字節(jié)輸入后的下一個SCLK周期的上升沿被寫入，多余的SCLK 將被忽略。其日歷、時間寄存器及其控制字見表41：表 41 DS1302 的寄存器命令字 各位內(nèi)容寄存器名寫操作 讀操作取值范圍7 6 5 4 3 2 1 0秒寄存器 80H 81H 0059 啟動 十位 個位分寄存器 82H 83H 0059 0 十位 個位時寄存器 84H 85H 0012或0023 12/24 0 10/AP 十位 個位日寄存器 86H 87H 0128，29，30，31 0 0 十位 個位月寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 十位 個位周寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 個位年寄存器 8CH 8DH 0099 十位 個位c DS1302 時鐘程序流程圖 DS1302 時鐘程序流程圖如圖 47 所示：S51 開發(fā)板的設(shè)計26 開始讀取 DS1302 的秒值寫入允許時鐘芯片關(guān)閉N寫入初始化時間寫入禁止獲取時鐘芯片的時間時間、日期數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為液晶字符顯示Y圖 47 DS1302 時鐘程序流程圖在程序中定義了一個結(jié)構(gòu)體，用來存儲秒、分、時、星期、日、月、年信息，對 DS1302 的寄存器地址進行了聲明，方便在編程時使用，依據(jù) DS1302 讀寫單字節(jié)數(shù)據(jù)時序圖編寫實時時鐘讀寫一個字節(jié)的函數(shù)，依據(jù) DS1302 讀寫數(shù)據(jù)時序圖編寫向 DS1302 某地址寫入數(shù)據(jù)和從 DS1302 某地址讀出數(shù)據(jù)的函數(shù)，從 DS1302 某地址讀出數(shù)據(jù)可以獲取時鐘芯片的時鐘數(shù)據(jù)到自定義的結(jié)構(gòu)型數(shù)組中，這樣單片機就可以實時的從 DS1302 獲取時間了，向 DS1302 某地址寫入數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)單片機對 DS1302 進行時間的初始化和修改操作。(2)ROM 操作命令。(3)RAM 操作命令。主機和從機之間進行數(shù)據(jù)的傳輸，所有的數(shù)據(jù)都是從低位開始讀寫的。單總線上的所有通信都是以初始化時序開始，包括主機發(fā)出的復(fù)位脈沖及從機的應(yīng)答脈沖，初始化時序如圖 49 所示：圖 49 初始化時序當(dāng)主機把數(shù)據(jù)從邏輯高電平拉到邏輯低電平時，寫時序開始，寫“1”和“0” ， 寫時序如圖 410 所示：S51 開發(fā)板的設(shè)計28圖 410 寫時序 圖 411 讀時序b 測溫程序流程圖測溫程序流程圖如圖 412 所示： S51 開發(fā)板的設(shè)計29開始DS18B20 初始化跳過讀序列號操作啟動溫度轉(zhuǎn)換延時DS18B20 初始化跳過讀序列號操作讀取溫度寄存器值延時讀取溫度值低位讀取溫度值高位相加的溫度值溫度值轉(zhuǎn)化為液晶字符圖 412 DS18b20 溫度傳感器程序流程圖根據(jù)初始化時序?qū)?DS18B20 進行初始化，根據(jù)讀寫時序?qū)?DS18B20 進行讀寫編程，另外，在循環(huán)讀取溫度數(shù)據(jù)后，要將讀取的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以在液晶上顯示的液晶字符。 顯示模塊程序設(shè)計a 數(shù)碼管程序數(shù)碼管的顯示方式可以分為動態(tài)和靜態(tài)的。在本程序中使用動態(tài)掃描法控制數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管程序流程圖如圖 415所示：開始“4”段碼送 P0 口位碼送 P1 口選中第四位數(shù)碼管“3”段碼送 P0 口位碼送 P1 口選中第三位數(shù)碼管“2”段碼送 P0 口位碼送 P1 口選中第二位數(shù)碼管“1”段碼送 P0 口位碼送 P1 口選中第一位數(shù)碼管圖 415 數(shù)碼管程序流程圖P0 口提供數(shù)碼管顯示所需的段碼，1 四位數(shù)字對應(yīng)的共陰數(shù)碼管的段碼分別賦給變量 dis0、disdisdis3 ，在主函數(shù)中，依次將dis0、 dis disdis3 送至 P0 口，由于八個數(shù)碼管的每個段所對應(yīng)的連線連在一起，只有被片選的數(shù)碼管才會點亮。S51 開發(fā)板的設(shè)計33b LCD1602 顯示程序1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 42 所示：表 42 控制指令表序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 *3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S4 顯示開/關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * *7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計數(shù)器地址10 寫數(shù)到 CGRAM 或 DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11 從 CGRAM 或 DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。高電平表示有效，低電平則無效。指令 6—功能設(shè)置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線 S51 開發(fā)板的設(shè)計34N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示 5x7 的點陣字符，高電平時顯示 5x10 的點陣字符。指令 10—寫數(shù)據(jù)。c LCD12864 顯示程序 模塊控制芯片提供兩套控制命令，基本指令和擴充指令見表 44：S51 開發(fā)板的設(shè)計36表 44 基本指令表和擴充指令表指 指 令 碼 功 能令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清除顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 將 DDRAM填 滿 20H， 并 且 設(shè) 定 DDRAM的 地址 計 數(shù) 器 (AC)到 00H地址歸位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 X設(shè) 定 DDRAM的 地 址 計 數(shù) 器 (AC)到 00H， 并且 將 游 標(biāo) 移 到 開 頭 原 點 位 置。數(shù)據(jù)傳輸過程如圖 419 所示：圖 419 8 位和 4 位數(shù)據(jù)線的傳輸過程串口數(shù)據(jù)線模式數(shù)據(jù)傳輸過程如圖 420 所示： S51 開發(fā)板的設(shè)計38圖 4－20 串口數(shù)據(jù)線模式數(shù)據(jù)傳輸過程MPU 寫資料到 ST7920（8 位數(shù)據(jù)線模式）如圖 421 所示： 圖 421 MPU 寫資料到 ST7920（8 位數(shù)據(jù)線模式）MPU 從 ST7920 讀資料（8 位數(shù)據(jù)線模式）如圖 422 所示： 圖 422 MPU 從 ST7920 讀資料（8 位數(shù)據(jù)線模式）串口方式下 MPU 寫數(shù)據(jù)到 ST7920 如圖 423 所示： 圖 423 串口方式下 MPU 寫數(shù)據(jù)到 ST7920S51 開發(fā)板的設(shè)計39LCD12864 顯示程序流程圖如圖 424 所示： 開始基本指令集清顯示內(nèi)容顯示文本內(nèi)容結(jié)束地址歸零開顯示、關(guān)游標(biāo)清屏寫入時，游標(biāo)右移圖 424 LCD12864 顯示程序流程圖根據(jù)時序圖編寫相應(yīng)發(fā)送字節(jié)、接收字節(jié)、檢測忙、寫命令、寫數(shù)據(jù)等基本驅(qū)動函數(shù)，在主函數(shù)中調(diào)用液晶初始化函數(shù)，顯示文本和顯示字符函數(shù)。流水燈程序流程圖如圖 425 所示：S51 開發(fā)板的設(shè)計40開始數(shù)組 LED1 內(nèi)容送P0 口顯示數(shù)組 LED2 內(nèi)容送P0 口顯示數(shù)組 LED3 內(nèi)容送P0 口顯示數(shù)組 LED4 內(nèi)容送P0 口顯示數(shù)組 LED5 內(nèi)容送P0 口顯示圖 425 流水燈程序流程圖b 蜂鳴器模塊程序設(shè)計在程序中首先定義 為蜂鳴器控制引腳，在主函數(shù)中配置 T0 為 16 位定時/計數(shù)器，并裝載一定的初值，啟動定時器 T0，定時器 T0 開中斷，CPU 開中斷，然后每隔約 1ms 對 frq 進行累加。根據(jù)要求先將所有有定位要求的元件固定并鎖定。按照均勻分布，重心平衡，版面美觀的標(biāo)準(zhǔn)來優(yōu)化布局。發(fā)熱元件應(yīng)有足夠的空間以利于散熱。 采用手動布線的方法，在保障布線合理，符合規(guī)范的情況下，盡量追求布線的完美。 開發(fā)板測試開發(fā)板和 PC 機通過下載器連接，使用 +5V 電源給開發(fā)板供電。S51 開發(fā)板的設(shè)計446 結(jié)論通過兩個多的畢業(yè)設(shè)計，完成了 S51 開發(fā)板的設(shè)計，詳細對開發(fā)板進行了硬件設(shè)計，在硬件設(shè)計合理的情況下，對硬件驅(qū)動程序也進行了一定程度的開發(fā)。S51 開發(fā)板的設(shè)計45參考文獻[1] 周凱， MAX485 實現(xiàn)單片機與 PC 機串行通信的一種方法[J]. 應(yīng)用科技， 2022，(03) . 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