【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 反相放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。如果采用外接晶體振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接地。 XTAL2（ 18 引腳）：接外部晶體的另一端，在該引腳內(nèi)部接至內(nèi)部反相放大器的輸出端。若采用外部時(shí)鐘振蕩器時(shí)，把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 （ 3） 控制引腳： 圖 312 STC89C51 芯片 RST/VPD(9 引腳 )： RST 復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。 VPD：備用電源的輸入端。 ALE(30 引腳 )：地址所存允許信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)上電正常工作后， ALE 引腳不斷輸出正脈沖信號(hào)。 PSEN(29 引腳 )：程序存儲(chǔ)器允許輸出控制端。 EA（ 31 引腳）：內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇控制端。當(dāng) EA 引腳為高電平時(shí)，單片機(jī)訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，但在 PC 值超過 0FFFFH 時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器內(nèi) 15 的程序。 （ 4） I/O 口引腳： P0 口：雙向 8 位 三態(tài) I/O 口，此口為地址總線及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。 P1 口： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。 P2 口： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，與地址總線（高 8 位）復(fù)用，可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 型 TTL負(fù)載。 P3 口： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LS 型 TTL 負(fù)載。 單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)是由時(shí)鐘電路提供的。在單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 兩個(gè)管腳，接一只晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路，如圖 43 所示： C 103 0 P FC 113 0 P FY111. 0592ME A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 1 0 /T1P 1 1 /T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10V C C40G N D20U4S T C 89C 51+5 圖 313 單片機(jī)時(shí)鐘電路 在單片機(jī)復(fù)位電路中，電容 C1 和 C2 對(duì)振 蕩頻率有微調(diào)的作用，通常的取值范圍為（ 30+10） pF 或（ 3010） pF。石英晶體選擇 6MHz 或 12MHz都可以，其結(jié)果只是機(jī)器周期的不同，影響計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值。本設(shè)計(jì)中電容采用 30pF，石英晶體采用。 單片機(jī)的 RST 管腳為主機(jī)提供一個(gè)外部復(fù)位信號(hào)輸入端口。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，高電平有效的持續(xù)時(shí)間為 2 個(gè)機(jī)器周期以上。 單片機(jī)的復(fù)位方式有上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位兩種。圖 44 所示是 51 系列單片機(jī)常用的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位組合電路。 16 圖 314 單片機(jī)復(fù)位電路 復(fù)位以后 ，單片機(jī)內(nèi)各部件恢復(fù)到初始狀態(tài)，參見表 31[13]： 表 31 復(fù)位后片內(nèi)各寄存器狀態(tài) 寄存器 內(nèi)容 寄存器 內(nèi)容 PC 00H TMOD 00H A 00H TCON 00H B 00H TH0 00H PSW 00H TL0 00H SP 07H TH1 00H DPTR 0000H TL1 00H P0~P3 0FFH SCON 00H IP (XXX00000)B SBUF 不變 IE (0XX00000)B PCON (0XXXXXXX)B 液晶顯示電路 設(shè)計(jì) 液晶顯示器（ LCD） [14]是一種功耗很低的顯示器。它的使用非常的廣泛，比如電子表、計(jì)數(shù)器、數(shù)碼相機(jī)、計(jì)算 機(jī)的顯示器或液晶電視等。液晶顯示以其優(yōu)越的性能，越來 越受到 設(shè)計(jì)人員 的 青睞 ，液晶顯示的應(yīng)用領(lǐng)域越 來越多。液晶顯示模塊在現(xiàn)代電P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R S T /V P D9P 3 .0 /R x D10P 3 .1 /T x D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .5 /T 115P 3 .6 /W R16P 3 .7 /R D17X T A L 218X T A L 119G N D20P 2 .021P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .728P S E N29A L E /P R O G30E A /V p p31P 0 .732P 0 .633P 0 .534P 0 .435P 0 .336P 0 .237P 0 .138P 0 .039V C C408 9 C 5 1C32 2 u FR21KR12 0 0V C C 17 子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也越來越多。本設(shè)計(jì)中 使 用的 1602 就是一片液晶顯示 器 。 LCD 是一種被動(dòng)顯示器。它本身不發(fā)光，其通過調(diào)節(jié)光的亮度來達(dá)到顯示效果。LCD 主要是利用液晶的扭曲 向列效應(yīng)制成。這是一種電效應(yīng)。 液晶顯示模塊中，最主要的就是 LCD 液晶屏，根據(jù)液晶顯示屏顯示內(nèi)容的不同，液晶顯示模塊可分為數(shù)顯液晶模塊、點(diǎn)陣字符液晶模塊、點(diǎn)陣圖形液晶模塊三種。 使用液晶作為顯示設(shè)備具有很多的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面： （ 1） 顯示質(zhì)量高。由于液晶顯示 模塊每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，因此液晶顯示模塊畫面質(zhì)量高而不會(huì)閃爍，把眼睛疲勞降到最低。 （ 2） 沒有電磁輻射。液晶顯示模塊的先天特點(diǎn)決定其沒有電磁輻射，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)使得液晶電視和計(jì)算機(jī)的顯示器都廣泛推廣。 （ 3） 應(yīng)用范圍廣。液晶顯示模塊特別是點(diǎn)陣圖形液晶模塊，可以顯示數(shù)字、字符、漢字和圖形等。 （ 4） 數(shù)字式接口。液晶顯示模塊是數(shù)字式的，和單片機(jī)的接口十分的簡(jiǎn)單，操縱也十分的方便。 （ 5） 體積小、重量輕。液晶顯示模塊通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)，達(dá)到顯示目的，在重量上比相同顯示 面積的傳統(tǒng)顯示器件要輕得多。 （ 6） 功耗小。液晶顯示模塊的功耗主要是消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)芯片上。因此，對(duì)于相同顯示面積，液晶顯示模塊的耗電量比其它顯示器件要小的多。 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中： 表 32 管腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 雙向數(shù)據(jù)口 2 VDD 電源正極 10 D3 雙向數(shù)據(jù)口 3 VL 對(duì)比度調(diào)節(jié) 11 D4 雙向數(shù)據(jù)口 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 雙向數(shù)據(jù)口 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 雙向數(shù)據(jù)口 6 E 模塊使能端 14 D7 雙向數(shù)據(jù)口 7 D0 雙向數(shù)據(jù)口 15 BLK 背光源地 8 D1 雙向數(shù)據(jù)口 16 BLA 背光源正極 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形 ，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名 18 等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是 01000001B（ 41H），顯示時(shí)模塊把地址 41H 中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“ A” 。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 33 所示， 表 33 控制命令表 序號(hào) 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 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 S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 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(jì)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 的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明： 1 為高電平、 0 為低電平） 指令 1：清顯示 指令碼 01H,光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置 。 指令 2：光標(biāo)復(fù)位 光標(biāo)返回到地址 00H。 指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D 光 標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效 。 指令 4：顯示開關(guān) 控制 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 。 指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C 高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) 指令 6：功能設(shè)置命 令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F:低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電 平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符 （有些模塊是 DL：高電平時(shí)為 8 位總線，低電平時(shí)為 4 位總線） 。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置 。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置 。 指令 9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 19 指令 10：寫數(shù)據(jù) 。 指令 11：讀數(shù)據(jù) 。 圖 315 單片機(jī)與液晶顯示模塊連接圖 波形整形 電路 設(shè)計(jì) 波形整形電路的核心是 電壓比較器。 當(dāng)運(yùn)放的正相輸入端的輸入電壓大于反相輸入端時(shí)，運(yùn)放輸出正電壓；反之，則輸出負(fù)電壓。根據(jù)這一特性 ，在運(yùn)放的反相輸入端輸入一個(gè)固定的電壓值，然后把經(jīng)程控放大電路放大后的輸入信號(hào)輸入到正相輸入端，便可把各種輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波信號(hào)（脈沖信號(hào)）。然后，把整形后的波形信號(hào)送進(jìn)單片機(jī)進(jìn)行頻率測(cè)量。具體電路圖如下圖 316 所示： 20 圖 316 波形整形電路圖 4 軟件 程序 設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)主要完成三部分工作： 數(shù)據(jù)處理 、控制 模擬開關(guān) 實(shí)現(xiàn)量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換，以及 計(jì)算和顯示 電壓有效值 。 該設(shè)計(jì)的電壓表具有三個(gè)量程范圍，具有量程自動(dòng)切換功能；數(shù)據(jù)處理主要是把 A/D 轉(zhuǎn)換后的浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為字符型數(shù)組 ；液晶顯示部分主要是把處理后的電壓有效值 數(shù)據(jù)送到液晶顯示器上。主流程圖見附頁(yè)部分。 量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換 程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)共設(shè) 11 個(gè)量程 切換 ，如下表 41。通過模擬開關(guān)元器件 CD4051 來進(jìn)行量程切換功能，實(shí)際電路中通過對(duì)模擬開關(guān) CD4051 的 控制線 ABC 來實(shí)現(xiàn)量程的切換 。由于輸入信號(hào)未知，為避免電路被燒壞，設(shè)定的初始量程應(yīng)為最 低量 程 ，即（ BA： 1） 。 表 41 量程轉(zhuǎn)換控制 量程（ Vopp） 5mv 10mv 10mv 20mv 20mv 40mv 40mv 80mv 80mv 160mv 160mv 320mv 320mv