【文章內(nèi)容簡介】 儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機、攝象機、全自動洗衣機 的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學家、工程師。 單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。 我有幸學習并了解了單片機的原理和應(yīng)用。為了對單片機技術(shù)進行更深層次的了解，我基于對現(xiàn)有知識的認識以及搜集的資料，對現(xiàn)在流行的液晶顯示進行了簡易的設(shè)計。 液晶顯示模塊大致分為 段碼型液晶模塊、點陣字符液晶模塊和點陣圖形液晶模塊 3類。段碼型液晶模塊是由數(shù)顯液晶顯示器件和集成電路組裝成的部件，也稱為筆段型液晶模塊。其段碼顯示形式與 LED 顯示器類似，是應(yīng)用最簡單的一類。點陣字符液晶模塊是由點陣字符液晶顯示器件和專用的驅(qū)動器、控制器、結(jié)構(gòu)件等裝配成的模塊，可以顯示數(shù)字和英文字符。這種模塊本身具有字符發(fā)生器，顯示容量要大于段碼型液晶模塊。段碼型液晶模塊 和 點陣字符液晶模塊 只能用于字符和數(shù)字的簡單顯示，不能滿足圖 形曲線和漢字顯示的要求 ；點陣圖形液晶模塊特點是點陣像素是連續(xù)排列的。因此， 不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及漢字，并 且可以實現(xiàn)屏幕上下左右滾動、動畫、分區(qū)開窗口、反轉(zhuǎn)、閃爍等功能，用途十分廣泛。 是功能較全面的一種模塊。但控制復雜，價格也高于前兩類模塊。2 1 硬件系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計說明與元件類型 本設(shè)計采用的芯片是 AT89C51， 因為我們學習的就是這個芯片 ,設(shè)計采用的液晶顯示屏內(nèi)置控制器為 SED1520，點陣為 122х 32，有兩片 SED1520 組成，分別由 E E2 分別選通，控制顯示屏的左右兩半屏。每片 SED1520 橫向 61 點縱向有 16 點，故兩片SED1520 可控制橫向 122 點，縱向 32 點。 在如今的社會里， 字符形液晶 顯示模塊內(nèi)置的液晶驅(qū)動控制器種類很多，常用的有SED15 SED133 HD61202U 和 T6963C。在小規(guī)模字符形液晶顯示模塊上，使用 SED1520液晶顯示驅(qū)動控制器組成液晶顯示驅(qū)動和控制系統(tǒng)，是低成本、低功耗、高集成的最佳選擇。 總體設(shè)計共分為 4個模塊：使系統(tǒng)恢復初始狀態(tài)的復位電路模塊；穩(wěn)定頻率和選擇頻率的晶振電路模塊；功能鍵電路模塊；儲存系統(tǒng)程序的 AT89C51 芯片以及顯示效果的LCD 液晶顯示模塊。這 4個模塊組成了我們的設(shè)想。 如圖 所示 圖 設(shè)計總框圖 AT89C51 芯片 LCD 液晶 顯示 晶振電路 復位電路 3 AT89C51 的功能和介紹 AT89C51 是一種低電壓，高性能 CMOS 8位微處理器，帶有 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器。 該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器。其為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 AT89C51 芯片主要特性 [3]： 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級程序存儲器鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32 根可編程 I/O 線 兩個 16位定時器 /計數(shù)器 5 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 4 AT89C51 芯片管腳圖如 下圖 所示 ： 圖 單片機管腳圖 復位電路 單片機在 開機時或在工作中因困擾而使程序失控，或工作中程序處于某種死循環(huán)狀態(tài)，在這些情況下都需要復位。復位的作用是使中央處理器 CPU以及其他功能不見都恢復到一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)重新開始工作。 8051 單片機的復位靠外部電路實現(xiàn)，信號由 RESET（ RST）引腳輸入，高電平有效，在震蕩電路時，只要保持 RST 引腳高電平兩個機器周期，單片機既復位。復位后，PC 程序計算器的內(nèi)容為 0000H， 無論是在單片機剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復位，所以我們必須弄清楚 MCS51 型單片機復位的條件、復位電路和復位后狀態(tài)。 單片機復位的條件是：必須使 RST/Vpd 或 RST 引腳 (9)加上持續(xù)兩個機器周期 (即 245 個振蕩周期 )的高電平。例如，若時鐘頻率為 12MHz，每機器周期為 1us，則只需 2us 以上時間的高電平，在 RST 引腳出現(xiàn)高電平后的第二個機器周期執(zhí)行復位。我們用的的復位電路如圖 所示： 圖 復位電路圖 晶振電路 1．晶體振蕩器的作用：石英晶體振蕩器也稱石英晶體諧振器，它用來穩(wěn)定頻率和選擇頻率，是一種可以取代 LC 諧 振回路的晶體諧振元件。 ，例如 12M 的晶振，它的時間周期就是1/12us），是計算機中最基本的、最小的時間單位。 ， CPU 僅完成一個最基本的動作。對于某種單片機，若采用了1MHZ 的時鐘頻率，則時鐘周期為 1us；若采用 4MHZ 的時鐘頻率，則時鐘周期為 250us。由于時鐘脈沖是計算機的基本工作脈沖，它控制著計算機的工作節(jié)奏（使計算機的每一步都統(tǒng)一到它的步調(diào)上來）。顯然，對同一種機型的計算機，時鐘頻率越高，計算機的工作速度就越快。但是，由于不同的計算機硬件電 路和器件的不完全相同，所以其所需要的時鐘周頻率范圍也不一定相同。我們學習的 51 系列單片機的時鐘范圍是。 6 4．本設(shè)計所用的晶體振蕩電路如圖 所示： C133PC233PY11 2 M H zX1X2 圖 晶體振蕩電路 SED1520液晶顯示器功能和特性 SED1520 是集行、列驅(qū)動器和控制器于一體的液晶顯示控制驅(qū)動器，可廣泛用于小規(guī)模液晶顯示 模塊，例如香港精電公司的 MGLS1203 MGLS10032 等。 液晶顯示器的特性有 (1)內(nèi)置 2560 位顯示 RAM區(qū)。 RAM 中的 1 位數(shù)據(jù)控制液晶屏上一個像素的亮、暗狀態(tài)： “ 1” 表示亮、“ 0” 表示暗； (2)具有 16個行驅(qū)動輸出和 61 個列驅(qū)動輸出； (3)可直接與 80系列微處理器相連，亦可直接與 68系列微處理器相連； (4)驅(qū)動占空比為 1/16 或 1/32 (5)可以與 SED1520 級聯(lián)使用，以便擴展行、列驅(qū)動能力。 的指令系統(tǒng) 表 控制指令 指令名 稱 控制信號 控制代碼 A0 R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 復位 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 顯示開關(guān)設(shè)置 0 0 1 0 1 0 1 1 1 DI 地址排序設(shè)置 0 0 1 0 1 0 0 0 0 A 休閑狀態(tài)設(shè)置 0 0 1 0 1 0 0 1 0 S 占空比設(shè)置 0 0 1 0 1 0 1 0 0 DU 7 顯示起始行設(shè)置 0 0 1 1 0 L4 L3 L2 L1 L0 頁面地址設(shè)置 0 0 1 0 1 1 1 0 P1 P2 列地址設(shè)置 0 0 0 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 啟動改寫方式 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 結(jié)束改寫方式 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 讀取狀態(tài)字 0 1 BUSY ADC ON/OFF RESET 0 0 0 0 寫顯示數(shù)據(jù) 1 0 數(shù)據(jù) 讀顯示數(shù)據(jù) 1 1 數(shù)據(jù) SED1520 的 13 條指令從作用上可以分為兩大類：一類為顯示方式的設(shè)置指令，前六條指令為這一類指令，它們只需在初始化程序中寫 入一次就可以了。另一類為顯示數(shù)據(jù)讀 /寫操作的指令，從第七條往下（包括狀態(tài)字）都是這類指令，它們需要經(jīng)常地使用。下面詳細結(jié)實各個命令的功能： （ A）復位格式（ Reset） 1 1 1 0 0 0 1 0 OE2H 該指令用于實現(xiàn) SED1520 的軟件復位。該指令執(zhí)行時，顯示起始行寄存器清零，接著列地址指針清零，之后頁地址寄存器置為 3。 （ B）休閑狀態(tài) 設(shè)置（ Statis drive ON/OFF） 1 0 1 0 0 1 0 S 0A4H/0A5H 該指令是休閑狀態(tài)的軟件開關(guān)，當 S=1時， SED1520進入休閑狀態(tài)；當 S=0時， SED1520將中止或退出休閑狀態(tài)。 （ C）占空比設(shè)置（ Slect duty） 8 1 0 1 0 1 0 0 DU OA8H/0A9H 該指令用于設(shè)置 SED1520 的占空比， Du=0 時為 1/16 占空比， Du 為 1 時為 1/32 占空比。 （ D） A