【文章內(nèi)容簡介】 計的要求。而點陣顯示器件驅(qū)動顯示軟件程序編寫麻煩，占用的引腳相對也較多。也不是理解的顯示器件。所以在本設(shè)計中，我們考慮用液晶顯示器件，雖然 12864液晶比 1602液晶的功能強，不過在價格方面卻貴了好多。而 1602液晶也足夠滿足本設(shè)計的需要。因此，在本設(shè)計實驗我們選擇 1602液晶顯示器件。 1602 液晶的參數(shù)資料 我們選擇了 1602液晶做為本設(shè)計的顯示 模塊的顯示器件。以下是 1602液晶的各方面參數(shù)： 表 1. 1 接口信號說明 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 共 52 頁 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極 3 VL 液晶顯示偏壓信號 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端 5 R/W 讀 /寫選擇端 6 E 使能信號 814 D0D7 Data I/O 15 BLA 背光源正極 16 BLK 背光源負極 （ 1） ．基本操作時序： 讀狀態(tài)：輸入： RS=0， RW=1， E=1。輸出： D0D7 為狀態(tài)字 寫狀態(tài)：輸入： RS=0， RW=0， D0D7 為指令碼， E 為高脈沖。 輸出：無 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=1， RW=1， E=1。輸出： D0D7 為數(shù)據(jù)。 寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=1， RW=0， D0D7 為數(shù)據(jù)， E 為高脈沖。輸出：無 表 1. 2 狀態(tài)字說明 STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0 STA06 當前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值 STA7 讀寫操作使能 1：禁止 0：允許 表 指令的說明。 顯示模式設(shè)置 指令碼 功能 0 0 1 1 1 0 0 0 設(shè)置 16*2 顯示， 5*7 點陣， 8 位數(shù)據(jù)口 表 顯示開 /關(guān) 及光標設(shè)置 指令碼 功能 0 0 0 0 1 D C B D=1 開顯示； D=0關(guān)顯示 C=1 顯示光標； C=0不顯示關(guān)標 B=1 光標閃爍； B=0光標不顯閃爍 0 0 0 0 0 1 N S N=1 當讀寫一個字條款后地址指針加一，且光標加一。 N=0 當讀或?qū)懸粋€字符后地址指針減一，且光標減一。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 共 52 頁 S=1 當寫一個安條款，整屏顯示左移（ N=1）或右移（ N=0），以得到光標不移動而屏幕移動的效果。 S=0 當寫一個字符，整屏顯示不移動。 表 數(shù)據(jù)控制 指令碼 功能 80H+地址碼（ 027H， 40H67H） 設(shè)置數(shù)據(jù)地址指針 01H 顯示清屏： 1，數(shù)據(jù)指針清 0 2，所有顯示清 0 02H 顯示回車：數(shù)據(jù)指針清 0 模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換芯片的選擇 在本設(shè)計中，模數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換模塊是一個重要的模塊，它關(guān)系到最后數(shù)電壓表電壓值的精確度。所以， A/D芯片的選擇是設(shè)計過程中一個很重要的環(huán)節(jié) 。 常用的 A/D 芯片簡介 常用的 A/D芯片有 AD0809， AD0832， TLC2543C等幾種。 下面簡單介紹一下這三種芯片。 AD0809是 8位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，它是由一個 8路的模擬 開關(guān)、一個地址鎖存譯碼器、一個 A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成 。 多路開關(guān)可選通 8個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。 些 A/D轉(zhuǎn)換器是的特點是 8位精度，屬于并行口，如果輸入的模擬量變化大快，必須在輸入之前增加采樣電路。 AD0832也是 8位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，可支持致命傷個單端輸入通道和一個差分輸入通道。它易于和微處理器接口或獨立使用；可滿量程工作；可用地址邏輯多路器選通各輸入通 道。 TLC2543C是 12位開關(guān)電容逐次逼近 A/D轉(zhuǎn)換，每個器件有三個控制輸入端，片選，輸入 /輸出時鐘以及地址輸入端。它可以從主機高速傳輸轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。它有高速的轉(zhuǎn)換，通用的控制能力，具有簡化比率轉(zhuǎn)換，刻度以及模擬電路與邏輯電路和電源噪聲隔離，耐高溫等特點。 綜合上述幾種 A/D轉(zhuǎn)換芯片的特點，在本設(shè)計中，我們設(shè)計的是簡易數(shù)字電壓表，因此在此，我們選擇精度為 8位的 ADC0809芯片。 模數(shù)（ A/D）芯片 ADC0809 的資料 綜合本設(shè)計的各方面考慮，我們選了 ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。下面就介紹此芯片的 各方面資料。 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳如圖所示。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 共 52 頁 ① 結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換原理 如圖 (315)所示為 ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。 ADC0809 由 3 部分組成： 8 路模擬量選通開關(guān)、 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。 ADC0809 允許 8 路模擬信號輸入，由 8路模擬開關(guān)選通其中一路信號，模擬開關(guān)受通道地址鎖存和譯碼電路的控制。當?shù)刂锋i存信號 ALE有效時， 3 位地址 C、 B、 A 進入地 8通 道多路模擬開關(guān)5432128272625242322地址鎖存器和譯碼器W 1W 2逐次逼近型寄存器SA R控制邏輯開關(guān)樹組25 6R電阻分壓器6 10V xV c7輸出緩沖鎖存器三態(tài)21201918815141791611 13 12模擬量輸入ABCA LE地址選擇地址鎖存允許V cc GN D V R E F ( + ) V R E F ( )E N A B LE數(shù)字量輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束（中斷）E OCS T A R T C LO C KD7D6D5D4D3D2D1D0IN 7IN 6IN 5IN 4IN 3IN 2IN 1IN 0 圖 ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 ADC0809 的 引腳 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 52 頁 地址鎖存器，經(jīng)譯碼后使 8 路模擬開關(guān)選通某一路 信號。 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器為逐次逼近式，由 256R 電阻分壓器、樹狀模擬開關(guān)（這兩部分組成一個D/A 變換器）、電壓比較器、逐次逼近寄存器、邏輯控制和定時電路組成。 三態(tài)門輸出鎖存器用來保存 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果，當輸出允許信號 OE 有效時，打開三態(tài)門，輸出 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果。因輸出有三態(tài)門，便于與單片機總線連接。 表 ADC0809 通道地址選擇表 ② 引腳功能 由引腳圖 (315) b 所示， ADC0809 共有 28 個引腳， 采用雙列直插式封裝。 ADC0809 雖然有 8 路模擬 通道可以同時輸入 8 路模擬信號，但每個瞬間只能 轉(zhuǎn)換一路，各路之間的切換由軟件變換通道地址來 實現(xiàn)。其主要引腳功能如下所示。 IN0～ IN7： 8路模擬量輸入端。 D7～ D0： 8位數(shù)字量輸出端。 A、 B、 C： 3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路 。 ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動信號，輸入，高電平有效。 EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一 個高電平（轉(zhuǎn)換期間 一直為低電平）。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。 CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于 640KHZ。 REF（ +）、 REF（ ）：基準電壓。 Vcc：電源，單一＋ 5V。 GND：地。 ADC0809 工作過程 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 共 52 頁 圖 ADC0809 的時序圖 ADC0809 的工作過程分為如下幾步。 第一步：首先確定 A、 B、 C 三位地址，決定選擇哪一路模擬信號。 第 二步：使 ALE 端接收一正脈沖信號，使該路模擬信號經(jīng)選擇開關(guān)達到比較器的輸入端。 第三步：使 START 端接收一正脈沖信號， START 的上升沿將逐次逼近寄存器復位，下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換。 第四步： EOC 輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。 第五步： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束， EOC 變?yōu)楦唠娖剑甘?A∕ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束。此時，數(shù)據(jù)已保存到 8位鎖存器中。 第六步： OE 信號變?yōu)楦唠娖?，則 8 位三態(tài)鎖存緩沖器的三態(tài)門被打開，轉(zhuǎn)換好的 8 位數(shù)字量數(shù)據(jù)被輸出到數(shù)據(jù)線上。 如上所述， EOC 信號變?yōu)楦唠娖奖硎?A/D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 可作為中斷申請信號，通 知 89C51取走數(shù)據(jù)。在查詢傳送方式中， EOC 可以作為 89C51 查詢外設(shè)（ ADC）的狀態(tài)信號。 ADC0809 與單片機的接口 ADC0809 與單片機的連接主要考慮三方面：與單片機的數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的連接。 ＊數(shù)據(jù)總線。由于 ADC0809 的輸出 D7~D0 具有三態(tài)輸出鎖存緩沖器，因此 ADC0809 可以直接和單片機的數(shù)據(jù)總線 ~ 相連。 ＊地址總線。地址總線的 、 和 可以對應(yīng)連接 ADC0809 的 A、 B、 C 三位地A LE地址總線 穩(wěn)定模擬輸入S T A R TE OCD A T AO U TP U T E N EB L E穩(wěn)定輸出允許 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 52 頁 址信號輸入線，用以控制 8 路模擬輸入中哪一路被 選中輸入。 ＊控制總線。有啟動轉(zhuǎn)換信號 START、輸出允許信號 OE、轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 EOC 以及 ALE 等信號線的連接。 START 要求是一個正脈沖信號，由單片機控制發(fā)出，輸出允許信號 OE 也需要單片機提供一個正脈沖信號。在 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時， ADC0809 會發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 EOC，通知89C51 可以讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。 A/D 轉(zhuǎn)換后得到的是數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)傳送給 89C51 單片機進行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認 A/D 轉(zhuǎn)換完成，因為只有確認數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，才能進行傳送。為此可采用下述三種方式。 1. 定時傳送方式 對于一種 A/D 轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時間作為一個主要技術(shù)指標是已知的和固定的。例如，若 ADC0809 轉(zhuǎn)換時間為 128μs ，相當于 6MHz 的 89C51 單片機的 64 個機器周期?？蓳?jù)此設(shè)計一個延時子程序， A/D 轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用這個延時子程序，延遲時間一到，轉(zhuǎn)換肯定完成了，接著就可以進行數(shù)據(jù)傳送。 2. 查詢傳送方式 由于 ADC0809 片內(nèi)無時鐘，利用 AT89C51 提供的地址鎖存信號 ALE 經(jīng)過分頻后可保證 ADC0809 可靠的工作。由于 ADC0809 的輸出 D7~D0 具有三態(tài)輸出鎖存緩沖器，因此ADC0809 可以直接和單片機的數(shù)據(jù)總線相連。由于 此種方式下 ALE 和 START 連接在一起，因此 0809 在鎖存通道地址的同時也啟動轉(zhuǎn)換。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時，用單片機的讀信號和片選信號引腳經(jīng)或非門后產(chǎn)生的正脈沖信號作為 OE 信號，用以打開三態(tài)輸出鎖存器。 3. 中斷傳送方式 采用中斷方式可大大節(jié)省單片機的時間。當轉(zhuǎn)換結(jié)束時， EOC 向單片機發(fā)出中斷請求信號，由中斷服務(wù)子程序讀取 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果并存儲到 RAM 中，然后啟動 ADC0809 的下一次轉(zhuǎn)換。 三種典型連接電路 大體上說， ADC0809 在整個 51單片機系統(tǒng)中是作為外部 RAM 的一個單元定位的。但具體到某一個連接方式， ADC0809 在整個 51 單片機系統(tǒng)中的定位又有一些差別。 1. 第一種典型連接 這是一種數(shù)據(jù)線對數(shù)據(jù)線、地址線對地址線的標準連接方式，如 圖 (317)。但是