【正文】 9。主要完成工作有實(shí)現(xiàn)按鍵內(nèi)容的液晶顯示，實(shí) 現(xiàn)按鍵功能的液晶顯示，實(shí)現(xiàn)便攜式設(shè)備的結(jié)果輸出。安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤實(shí)現(xiàn) 摘 要 微電子技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)測量的需求，使便攜式設(shè)備有著很好的發(fā)展前景。 大部分的數(shù)字便攜式設(shè)備是基于單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的，在單片機(jī)系統(tǒng)中，除了需要特定的功能算法和傳感器等器件外，還需要輸入，輸出裝置，在便攜式設(shè)備中，輸入裝置一般是鍵盤，而輸出裝置一般是液晶顯示模塊。新一代便攜式設(shè)備將在各行各業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。 LCD manifestation。隨著 4位單片機(jī)的出現(xiàn)，又 出現(xiàn)了 8位單片機(jī)。與微處理器（ MPU）以運(yùn)算性能和速度為特征的飛速發(fā)展不同，微控制器（ MCU）則是以其控制功能的不斷完善為發(fā)展標(biāo)志 [1]。此外，半導(dǎo)體工藝的發(fā)展使器件普遍地采用 CMOS 技術(shù)， CMOS 器件不僅器件的體積越來越小，也為實(shí)現(xiàn)低電壓、低功耗和功耗管理提供了良好的條件，使便攜式儀表的普及成為可能 [2]。 姓名 ：基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤實(shí)現(xiàn) 2 第 1章 緒論 隨著近代超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微處理器及其外圍芯片有了迅速的發(fā)展。 8位單片機(jī)，特別是高檔 8位單片機(jī)出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用史上的一個(gè)里程碑，這是因?yàn)椋? (1)開始結(jié)束了計(jì)算機(jī)專業(yè)人員壟斷計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用的時(shí)代。 (2)單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)、應(yīng)用會(huì)成為計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，特別是工業(yè)測控系統(tǒng)不再是通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和通用微處理器系統(tǒng)的一統(tǒng)天下。目前中、高檔單片機(jī)，兆位、 32 位單片機(jī)，以及一些專用單片機(jī)（如數(shù)字信息處理、通信控制等）已開始在工業(yè)測控系統(tǒng)，機(jī)器視覺系統(tǒng)，行走系統(tǒng)，分布式測控系統(tǒng)，快速多機(jī)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)和圖像信息系統(tǒng)中成為不可缺少的重要組成部分。 (3)由于構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，相當(dāng)多的測、控功能由軟件實(shí)現(xiàn)，故具有柔性特征，不須改變硬件系統(tǒng)就能適當(dāng)?shù)馗淖兿到y(tǒng)功能。 NS（美國國家半導(dǎo)體）公司的單片機(jī)已把語音、圖像部件也集成到單片機(jī)中，也就是說，單片機(jī)的意義只是在于單片集成電路，而不在于其功能了；如果從功能上講它可以 講是萬用機(jī)。單片機(jī)的發(fā)展日新月異，鑒于本人水平有限，加之時(shí)間倉促，因此此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文缺點(diǎn)在所難免，敬請(qǐng)各位老師同學(xué)批評(píng)指正。 相對(duì)于微型計(jì)算機(jī)，單片機(jī)擴(kuò)展了各種 功能，如 A/D， PWM計(jì)算器的捕獲 /比較邏輯 /高速 I/O 口， WDT 等，突破了微型計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)內(nèi)容，所以更準(zhǔn)確地反映其本質(zhì)的稱呼應(yīng)該是微控制器（ microcontroller） [16]。此外，大部分單片機(jī)還有片上 RAM(一般為 128~256B)和內(nèi)部 ROM(一般為 2~4KB)，在大多數(shù)情況下，內(nèi)部存儲(chǔ)器就已經(jīng)足夠了，從而減少了器件的使用數(shù)量，降低了成本。 單片機(jī)的應(yīng)用 (1)家用電器領(lǐng)域 洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、微波爐、電飯煲、電視機(jī)、錄像機(jī)及其他視頻音像設(shè)備的控制器中已普遍采用單片機(jī)擴(kuò)展電路取代傳統(tǒng)的控制電路。 (4)智能儀器儀表與智能傳感器領(lǐng)域 目前各種變送器，電器測量儀表普遍采用單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量系統(tǒng)，使測量系統(tǒng)具有各種智能化功能，如存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)處理，查找，判斷，聯(lián)網(wǎng)和語音功能等。 最早的單片機(jī)是一位的，其發(fā)展歷史基本上可以分為以下 4個(gè)階段 (1)單片機(jī)的初級(jí)階段（ 1974~1976） 因工藝限制，早期的單片機(jī)普遍采用雙片的形式，功能比較簡單。 (3)高性能單片機(jī)階段（ 1978~現(xiàn)在） 此階段推出的單片機(jī)普遍帶有串行口，多極中斷系統(tǒng)， 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 8位單片機(jī)的主要生產(chǎn)廠家和機(jī)型 自 20世紀(jì) 80年代以來，單片機(jī)產(chǎn)品如雨后春筍般大量涌現(xiàn)， GI公司， Rochwe公司， Intel 公司， Zilog公司， Motorola 公司， NEC公司等世界上幾大計(jì)算機(jī)公司都紛紛推出自己的單片機(jī)系列。其改進(jìn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 [9] (1)CPU的改進(jìn) ① 采用雙 CPU結(jié)構(gòu)，以提高處理能力。尤其適合于做數(shù) 字信號(hào)處理用，例如 TMS320系列數(shù)字信號(hào)處理機(jī)。 ② 閃速 (Flash)存儲(chǔ)器： 片內(nèi) EPROM由于需要高壓編程寫入，紫外線擦抹給用戶帶來不便，閃速存儲(chǔ)器能在 +5V電壓 下讀寫，不需紫外線擦抹，既具有靜態(tài) RAM讀寫操作的簡便，又具有在掉點(diǎn)是數(shù)據(jù)不會(huì)丟失的優(yōu)點(diǎn)。加鎖后，用戶無法讀取其中的程序。 ① 增加并行口的驅(qū)動(dòng)能力。目前高檔單片機(jī)已基本采用了具有高性能的 HMOS 和 CMOS工藝，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的集成度不斷提高，把眾多的外圍功能器件都集成在片內(nèi)，除了一般必須具有 ROM，RAM，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和中斷系統(tǒng)外，為了適應(yīng)檢測，控制等更高的要求，有些單片機(jī)還集成有 A/D轉(zhuǎn)換器， D/A轉(zhuǎn)換器， DMA控制器，中斷控制器，鎖相環(huán)，頻率合成器，字符發(fā)生器，聲音發(fā)生器， CRT控制器和譯碼驅(qū)動(dòng)器等。 CMOS芯片的單片機(jī)本身具有功耗小的優(yōu)點(diǎn)，而且為了充分發(fā)揮低功耗的特點(diǎn)，這類單片機(jī)普遍配置有 Wait 和 Stop兩種工作方式，例如：采用 CHMOS工藝的 MCS51系列單片機(jī) 80C51BH/80C31BH/87C51 在正常運(yùn)行（ 5V， 12MHz）時(shí)，工作電流為 16mA，同樣條件下在 Wait 方式工作時(shí)，工作電流則為 ，而在 Stop方式（ 2V）工作時(shí)，工作電流僅為 50181。但其位數(shù)不一定會(huì)繼續(xù)增加，盡管現(xiàn)在已經(jīng)有 32 位單片機(jī)，但使用得并不多。這些廠家生產(chǎn)的芯片是 MCS51系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確的說是與 MCS51指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別，目前使用的 MCS51系列單片機(jī)及兼容產(chǎn)品通常分為以下幾類姓名 ：基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤實(shí)現(xiàn) 8 [11]： (1)基本型（典型產(chǎn)品： 8031/8051/8751） 8031 內(nèi)部包括一個(gè) 8位 CPU， 128B RAM ， 21個(gè)特殊功能寄存器（ SFR）， 4個(gè) 8位并行 I/O 口，一個(gè)全雙工串行口， 2 個(gè) 16 位定時(shí)器計(jì)數(shù)器 .片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器，需外擴(kuò) EPROM芯片。用戶可以將程序固化在 EPROM 中，可以反復(fù)修改程序，但其價(jià)格相對(duì)于 8031 較貴。 (3)低功耗型 代表性產(chǎn)品為 80C31/87C51/80C51，采用 CIIMOS 工藝，功耗很低。 (4)專用型 如 Intel 公司的 8044/8744，它們?cè)?8051 的基礎(chǔ)上，又增加了一個(gè) 串行口部件，主要用于利用串行口進(jìn)行通信的總線分布式控制系統(tǒng)。目前此類單片機(jī)在我國已得到了較為廣泛的使用。此外， 89C51 還支持由軟件選擇的兩種掉電工作方式，非常適于電池供電或其他要求低功耗的場合。 便攜式設(shè)備可廣泛用于工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，礦場信號(hào)采集，電路調(diào)試等多種場合，而便攜式設(shè)備的輸入輸出模塊的主要功能表現(xiàn)在： 實(shí)現(xiàn)按鍵內(nèi)容的液晶顯示：液晶顯示當(dāng)前被使用者按下的按鍵內(nèi)容，以及該按鍵被按下的次數(shù)。 在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，以上功能都要滿足，其中實(shí)現(xiàn)便攜式設(shè)備的操縱輸入、液晶實(shí)時(shí)顯示、實(shí)現(xiàn)便攜式設(shè)備的結(jié)果輸出為主要內(nèi)容。 (2)結(jié)果顯示：是指單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶顯示模塊，并控制液晶顯示模塊按照一定的格式顯示其他的功能。 電源 單 片 機(jī) 攝象機(jī) 液晶模塊 鍵盤 操作輸入 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 液晶模塊 一、液晶的命名規(guī)則 本次設(shè)計(jì)采用的液晶型號(hào)為 HG122321LYH。 對(duì)于這幾種模塊， ADC 選擇應(yīng)設(shè)置為 0，占空比設(shè)置成 1/32。 4. 如果采用 EL 背光方式，需要用到逆變器。 SED1520 的特性 (1) 內(nèi)置 2560 位顯示 RAM 區(qū)。 圖 33 SED1520 原理框圖 SED1520 電特性 絕對(duì)最大范圍 (VDD=OV,VDD≥V1≥V2≥V3≥V4≥V5) 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 表 32 SED1520的主要參數(shù) 參 數(shù) 符 號(hào) 范 圍 單 位 電源電壓 1 Vss ～ V 電源電壓 2 V5 ～ V 電源電壓 3 V1V4 V 輸入電壓 VI ～ V 輸出電 壓 Vo ～ V 功力耗 PD 250 mW SED1520 的讀 /寫操作時(shí)序 SED1520 有兩種讀 /寫操作時(shí)序，分別對(duì)應(yīng)于 6800 系列 MPU 和 8080 系列 MPU。 姓名 ：基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤實(shí)現(xiàn) 14 圖 35 SED1520 時(shí)序圖二 在 E 下降沿處，數(shù)據(jù)或指令被鎖存進(jìn) SED1520 內(nèi)部的數(shù)據(jù)或指令寄存器。 BUSY： 1:忙狀態(tài) 0:準(zhǔn)備好狀態(tài) 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 ADC： 1:正常輸出 (右向 ) 0:反向輸出 (左向 )(具體見 ADC 選擇 ) OFF/ON： 1:顯示關(guān)閉 0:顯示打開 RESET： 1:復(fù)位狀態(tài) 0:正常狀態(tài) 復(fù)位 R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 該指令為軟件復(fù)位指令，執(zhí)行該指令后，使顯示起始行置為第 0 行，列地址置為 0，頁地址置為 3。 D0 = 1 為休閑工作狀態(tài)， D0 = 0 為正 常工作狀態(tài)。 改寫方式設(shè)置指令 R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 該指令發(fā)出后，使得每次寫數(shù)據(jù)后列地址自動(dòng)增 1，而讀數(shù)據(jù)后列地址仍保持原 值不變。 1寫數(shù)據(jù) R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 顯示數(shù)據(jù) 1讀數(shù)據(jù) R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 1 顯示數(shù)據(jù) 當(dāng)讀一個(gè)或一系列數(shù)據(jù)之前必須先完成一個(gè)空讀操作。 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 RST3RxD/4TxD/5XTAL26XTAL17INT0/8INT1/9T0/10T1/111226SCLK/25MISO/24MOSI/23SS/22212019181713GND14151627VDD2812IC1STC12C540435CP28S1SWPBS4SWPBS5SWPBS7SWPBS2SWPBS3SWPBS6SWPBS8SWPBVCC4K7R2Res24K7R3Res24K7R4Res24K7R1Res24K7R5Res24K7R6Res24K7R7Res24K7R8Res2C1CapC4CapC5CapC7CapC2CapC3CapC6CapC8Cap 圖 310 按鍵電路 由于本次設(shè)計(jì)用到的 I/O 口較少，有足夠的多余 I/O 口用于按鍵設(shè)計(jì)。這樣，通過檢測各 I/O口的電平變化，即可很容易地確定是否有按鍵按 下及是何鍵按下。 7805 三端穩(wěn)壓器，把 12的直流電轉(zhuǎn)變成 單片機(jī)需要的工作電壓 5V直流電。 圖 315 程序設(shè)計(jì)流程框圖 程序初始化化 主程序 顯示歡迎界面 延時(shí) 在液晶模塊的page 0、 1和 page 3分別顯示實(shí)現(xiàn)功能與其對(duì)應(yīng)的狀態(tài)參數(shù) 等待按鍵按下 是否有鍵按下 延時(shí) 按鍵是否松開 延時(shí) 該按鍵對(duì)應(yīng)的功能參數(shù)增加1 或者減去 1 傳送指令到攝像機(jī) 結(jié)束 N Y Y N 姓名 ：基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤實(shí)現(xiàn) 24 調(diào)試與運(yùn)行 程序調(diào)試順序 ●鍵盤掃描程序調(diào)試 ●液晶模塊的寫指令代碼子程序 ●液晶模塊的寫顯示數(shù)據(jù)代碼子程序 ●初始化液晶顯示模塊子程序 ●液晶顯示一個(gè)字符子程序 ●程序調(diào)試 當(dāng)各個(gè)部分的子程序調(diào)試無誤后，按照源程序的調(diào)用順序，將各個(gè)部分連接起來，進(jìn)行編程。隨著以知識(shí)經(jīng)濟(jì)為特征的信息時(shí)代的到來，人們認(rèn)識(shí)便攜式儀表的概念又一步更新，便攜式設(shè)備正逐步跨入真正的微型化，數(shù)字化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化和多功能的時(shí)代。 實(shí)現(xiàn)便攜式設(shè)備的操縱輸入：通過鍵盤，實(shí)現(xiàn)使用者對(duì)便攜式設(shè)備的操作。就便攜式設(shè)備來說，它應(yīng)具有以下特征：能自動(dòng)完成某些測量任務(wù)或在程序知道下完成預(yù)定動(dòng)作，具有進(jìn)行各種復(fù)雜 和修正誤差的數(shù)據(jù)處理能力：具有自校準(zhǔn)，自測量，自診斷功能；便于通過標(biāo)準(zhǔn)總線組成一個(gè)多種儀表的復(fù)雜系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能