【文章內(nèi)容簡介】 左移只需要寫入擴(kuò)充指令 0x18 就可以實(shí)現(xiàn)。而文字向 上 滾動 的實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)定義了 8 個變量aa,bb,cc,dd,j,k,l,m，其中 aa,bb,cc,dd 對應(yīng) LCD 的 四行 DDRAM 地址 0x80,0x90,0x88,0x98，j,k,l,m 四 個 變 量 用 來 實(shí) 現(xiàn) DDRAM 地 址 的 變 換 ， 變 換 方 法 為 ：j=bb,bb=aa,k=cc,cc=j,l=dd,dd=k,m=aa,aa=l,運(yùn)行第一次后，第一行變?yōu)榈诙械膬?nèi)容，第二電子信息工程技術(shù) 行變?yōu)榈谌械膬?nèi)容，第三行變?yōu)榈谒男械膬?nèi)容，而第四行則變?yōu)榈谝恍械膬?nèi)容 ，如此循環(huán)就實(shí)現(xiàn)文字向上滾動的效果。 鍵盤掃描部分 本設(shè)計(jì)掃描鍵盤方式采用行列反轉(zhuǎn)掃描法 讀取按鍵編碼。單片機(jī)先讓鍵盤行線輸出全為 0，然后讀入列線值，再檢測有無按鍵按下，去抖，再讀入列線值，輸出當(dāng)前列線值，讀入行線值，最后組合行、列線值，得到鍵盤的碼值供調(diào)用 ，代碼如圖 10 所示 。當(dāng)有按鍵按下單片機(jī) 讀取出鍵值后，給主程 序、調(diào)整時間和日期函數(shù) 調(diào)用，同時送出編碼給 P1，讓數(shù)碼管顯示當(dāng)前按鍵對應(yīng)的 16 進(jìn)制代碼 0f。 圖 10 鍵盤掃描程序 時鐘 部分 本設(shè)計(jì)時鐘走時部分采用單片機(jī)內(nèi)置的 T0 定時器， AT89S52 單片機(jī) 的定時器由兩個16 位定時器 T0、 T方式寄存器 TMOD 和定時器控制器 TCON 組成。其中 T0、 T1 又可分成獨(dú)立的 8 位計(jì)數(shù)器即 TH0、 TL0 和 TH TL1，用于存儲定時器、計(jì)數(shù)器的初值； TMOD為方式寄存器，主要用來設(shè)置定時器 /計(jì)數(shù)器和方式； TCON 為控制寄存器，用來控制定時器 /計(jì)數(shù)器的啟動與停止。 TMOD 是一個專用寄存器，用來控制定時器 T0 和 T1 的工作方式用操作模式，其中TMOD 的高 4 位用于對 T1 的控制，低 4 位用于對 T0 的控制，各位定義及格式如圖 11 所示。 圖 11工作模式控制寄存器 TMOD示意圖 其中 GATE 為門控制，用來控制定時器啟動方式。當(dāng) GATE=0 時，定時器由軟件控制位 TR0 或 TR1 來控制啟動。 GATE=1 時，定時器由外中斷請求信號來控制啟動。 為定時或計(jì)數(shù)方式選擇位，當(dāng)為 0 時為定時工作方式，為 1 時計(jì)數(shù)工作方式。 電子信息工程技術(shù) M M0 為工作模式選擇位，兩個工作模式選擇位可以形成 4 種編碼，對應(yīng) 4 種工 作模式： M1=M0=0 時為模式 0； M1=0， M0=1 時為模式 1； M1=1， M0=0 時為模式 2； M1=M0=0時為模式 3。此設(shè)計(jì)用定時器 0，工作模式 1，所以對應(yīng) TMOD=0x01。同時定時 50ms，對應(yīng)的 TH0=（ 6553650000） /10， TL0=（ 6553650000） %10。 TCON 既參與中斷控制，又參與定時器 /計(jì)數(shù)器控制，本設(shè)計(jì)只用到它的定時器 /計(jì)數(shù)器 功能。 TCON 各位定義如圖 12 所示，其中 D0D3 與外部中斷有關(guān)，此設(shè)計(jì)未用到。 圖 12 定時器控制寄存器 TCON示意圖 TR0 為定時器 /計(jì) 數(shù)器 T0 的運(yùn)行控制位，為 0 時停止定時器 /T0 計(jì)數(shù)器 T0；為 1 時啟動定時器 /計(jì)數(shù)器 T0。 TR1 為定時器 /計(jì)數(shù)器 T1 的運(yùn)行控制位，功能與 T0 相同。 TF0、 TF1本設(shè)計(jì)用不到，不做說明。本設(shè)計(jì)只用到 T0，當(dāng)設(shè)置好 TMOD 后令 TR0=1 就啟動 T0 定時器 /計(jì)數(shù)器開始工作 。 設(shè)置好 TMOD 和 TCON 后，每過 50ms 定時器就會溢出產(chǎn)生中斷，同時令變量 deda另１，當(dāng) deda 加到 20 后一秒鐘就到了，這里令秒變量 sec 加 1，同時令 deda＝ 0 重新計(jì)數(shù)；當(dāng) sec 加到 60，令 sec＝ 0，同時分變量 min 加 1；當(dāng) min＝ 60，令 min＝ 0 并讓小時變量 hour加 1， 如此就可以得到日、月、年的精確時間。當(dāng)一天到了，天加 1 時，星期也隨著加 1，當(dāng)加到星期天時令其回到星期一。每個月的天數(shù)不一樣，本設(shè)計(jì)采用 switchcase 語句讓大月為 31 天，小月為 30 天，但閏年的二月是不一樣的，這里對年進(jìn)行取余，當(dāng)判斷余為 0時，即為閏年，二月就有 29 天，其它年份為 28 天。 時間調(diào)整部分比較簡單，當(dāng)按下 8 號鍵第一次后，進(jìn)入調(diào)整日期狀態(tài)，按下 9 號鍵控制年減 ， 13 號鍵年加； 10 號鍵 月減， 14 號鍵月加 111 號鍵日減 115 號鍵日加； 12 號鍵星期減 ,16 號鍵星期加 。當(dāng)按下 8 號鍵第二次后，進(jìn)入時間調(diào)整狀態(tài)， 9 號鍵時減， 13 號鍵時加； 10 號鍵分減， 14 號鍵分加； 15 號鍵秒清零。當(dāng)?shù)谌伟聪?8 號鍵時，回到顯示基本內(nèi)容狀態(tài)，同時 LCD 顯示開機(jī)畫面。實(shí)現(xiàn)方式為單片機(jī)掃描到相應(yīng)按鍵時，相應(yīng)的變量就是做出相應(yīng)的變化。 延時部分 本設(shè)計(jì)的單片機(jī)采用 12Mhz 晶振，那么單片機(jī)的周期 T＝ 1us， 單片機(jī)每運(yùn)行一次循環(huán)大概要 10us，采用三層 dowhile 語句來實(shí)現(xiàn)精確 1ms 延時，如圖 13 所示。 電子信息工程技術(shù) 圖 13 延時程序 1 計(jì)算公式為 t 總 ={[3j+(n+2)ij+3]t+5}T， T 為晶振周期 。此延時是供其他函數(shù)調(diào)用，而LCD 寫入命令、數(shù)據(jù)時若用上面的延時會出現(xiàn)“反應(yīng)慢”的問題，因?yàn)槊看螌懭胍粋€命令和數(shù)據(jù)都要經(jīng)過延時，累加起來就多了，即使是只延時 1ms 也是一樣，所以本設(shè)計(jì)提供第二個延時函數(shù) delay1()，通過參考 LCD 的時序，證明使用這個延時函數(shù)沒有問題。 圖 14 延時程序 2 6 硬件安裝制作 用 PROTEL99SE 畫好原理圖，導(dǎo)入 PCB 圖，并布好局畫好線后就開始做板，以便程序的調(diào)試。 元件布局時要遵循就近原則，即兩個元件之間的電氣連接的最好放近一點(diǎn)，方便布線，還有單片機(jī)的晶振 要盡量靠近單片機(jī)的 1 19 號腳。布線時電源線和地線要比其他信號線寬，而地線要比電源線寬，規(guī)則是地線 電源線 信號線。本設(shè)計(jì)的線寬為：地線 2mm，電源線 ，其他信號線 。 PCB 板制作 畫好 PCB 圖后用轉(zhuǎn)印紙打印，再用轉(zhuǎn)印機(jī)將圖紙轉(zhuǎn)入覆銅板，接下來用油性筆對不清晰或斷 的走線 進(jìn)行彌補(bǔ) ，防止腐蝕的時候把電氣線路給腐蝕掉。之后就可以開始腐蝕了，腐蝕液用鹽酸：雙氧水：水＝ 3： 1： 2 的比例兌 。 等銅板腐蝕好后 用直徑 的鉆針鉆孔，鉆出插件元件引腳的插孔，然后用細(xì)砂紙擦掉炭粉后立即涂上松香液 ，防止銅層氧化。松香液是用松香和 99%濃度的工業(yè)酒精按 1： 5 的比例配制的。這樣 PCB 板就出來了。 元件焊接 焊接前準(zhǔn)備好電烙鐵 、焊錫 、 吸錫器、剪線鉗、剝線鉗、鑷子等焊接工具，同時準(zhǔn)備好要焊接的元件和導(dǎo)線。 在清理元器件時，重點(diǎn)辯別認(rèn)清電阻器阻值及相應(yīng)代號，對電阻、電容、發(fā)光二極管、三極管等要用萬用表一一檢測是否 是良品 。 焊接 時， 先焊好跳線，再按從小到大、從臥到立的原則把元件焊好。 電阻、 昌振、插槽 采用臥式插裝，并 近貼電路板；瓷片電容、電解電容 、三極管 、排針、排阻 等采用立式插裝，也要近貼電路板。發(fā)光二極 管 、電解電容 、 三極管、集成電路等必須按正確的極性插裝，否則電路不會正常工作，甚至通電后還會被燒壞。焊完元器件后，用剪線鉗 剪掉多余元器件的引線 。 焊接完后， 還要 認(rèn)真對照電路原理圖 ， 檢查電路板上有無漏焊、錯焊、短路、斷路等錯誤現(xiàn)象，確認(rèn)無誤后才 能通電調(diào)試。 7 電路調(diào)試 本設(shè)計(jì)的調(diào)試涉及到硬件和軟件的調(diào)試，硬件調(diào)試是建立在軟件調(diào)試的基礎(chǔ)上，只有保證硬件正常工作后才能對軟件進(jìn)行調(diào)試。 電子信息工程技術(shù) 硬件調(diào)試 一塊電路板做好后，并不能保證不會出錯，在調(diào)試與檢測過程中，利用萬能表檢測 供電是否正常； 線路是否有 短路、斷路等現(xiàn) 象 。 我們在硬件調(diào)試的時候發(fā)現(xiàn)單片機(jī)不能燒入程序，首先我們判定可能是單片機(jī)壞了，就拿來另一塊能燒程序的單片機(jī)最小系統(tǒng)，把單片機(jī)放到最小系統(tǒng)上發(fā)現(xiàn)能燒錄程序，排除了單片機(jī)的可能，然后就一一檢查或替換單片機(jī)周邊晶振、電容、復(fù)位按鍵開關(guān)，最后發(fā)現(xiàn)是復(fù)位電路的電解電容有問題，而換了幾個好的電解電容后還是沒能解決問題，最后把電容 換成 106 的獨(dú)石電容，而這并不影響單片機(jī)的復(fù)位功能，因?yàn)殡娙莸淖饔檬且?RC充放電時間 TRC單片機(jī)復(fù)位所需的時間 TRST 即可 。 軟件調(diào)試 我們做這個設(shè)計(jì)的時候碰到的最大的問題就是軟件的 調(diào)試， 編寫程序需要非常細(xì)心，邏輯思維要強(qiáng)，頭腦要靈活， 雖然之前有做過 LCD1602 電路，但 LCD12864 比 LCD1602多復(fù)雜一點(diǎn)， 還是第一次接觸它，而且 接觸單片機(jī)編程時日還不長 ， 在一開始沒有一點(diǎn)眉目， 在反復(fù)仔細(xì)翻閱了它的 數(shù)據(jù)手冊，并參考網(wǎng)上別人的思路后終于一點(diǎn)一點(diǎn)的把它 弄清楚了，能實(shí)現(xiàn)了它的大部分功能。 當(dāng)程序?qū)懞煤笥?ASP 下載線和 AVR_fighter 軟件把寫好的程序燒錄進(jìn)單片機(jī)里，測試其工作情況和查找漏洞，并逐步完善整個設(shè)計(jì)功能。 8 測試結(jié)果 付出總有收獲， 經(jīng)過我們的努力，本設(shè)計(jì)能完成以下 基本要 求的功能 ： （ 1） 開機(jī) LCD 液晶屏幕顯示“ 08 電子信息 X 班 XXX 畢業(yè)設(shè)計(jì)”信息。 （ 2） 設(shè)計(jì) 4X4 矩陣鍵盤，分別對應(yīng)鍵碼“ 0F” 。 （ 3） 按下任意一個按鍵， LCD 液晶屏幕顯示相應(yīng)按鍵的信息 。 發(fā)揮部分能完成以下功能： （ 1） LCD 液晶屏幕增加裝飾圖案 。 （ 2） 增加一個 LED 數(shù)碼管同步顯示相應(yīng)鍵碼。 9 結(jié)論 從設(shè)計(jì)題目下來到現(xiàn)在 歷時兩個多星期，克服了硬件和軟件上各種問題， 實(shí)現(xiàn)大部分的 功能 。 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)硬件比較簡單，在硬件上 碰到的就是一個電解電容引起的不能燒錄程序的問題 ，其他功能都正常。而主要的難題 是在軟件設(shè)計(jì)上，在軟件上碰到以下幾點(diǎn)問題： （ 1） 對 LCD 寫入命令和數(shù)據(jù)的格式、時序弄亂。 （ 2） 對 LCD 基本指令集、擴(kuò)充指令集比較模糊，在顯示圖片部分時滯留了很久。 （ 3） 對圖片的取模抓不住頭緒。 （ 4） 在設(shè)計(jì)時鐘部分時，單片機(jī)的定時器 /計(jì)數(shù)器、中斷部分出錯。 而這些問題都是跟自己對單片機(jī)的掌握不夠深有關(guān)，這也提醒了我們要抓好基礎(chǔ)功，基礎(chǔ)好了，對付起這些問題才會得心應(yīng)手。 電子信息工程技術(shù) 本設(shè)計(jì)到目前為止還不算“智能化”，功能還比較單一，發(fā)揮部分的功能還有點(diǎn)陣顯示功能沒有完成。設(shè)計(jì)之初還 要實(shí)現(xiàn) 按鍵語音播報、用 DS1302 作時鐘芯片、用 18b20 同時顯示當(dāng)前溫度、按鍵有更多選擇等功能 ，但因?yàn)榛A(chǔ)功不扎實(shí)造成的時間不夠充裕而 沒有實(shí)現(xiàn)，若有機(jī)會將會繼續(xù)完善。 參考文獻(xiàn) [1]譚立新，楊可以《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》 [M].中南 大學(xué)出版社， 2021 年 9 月 [2]張志良 ,《單片機(jī)原理及控制技術(shù)》（第 2 版）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 年 [3]余永權(quán) , MCS51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù) [M].北京 :北京航空航天大學(xué)出版， 1993 [4]求是科技 ， 單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航 [M].北京：人民郵電出版社， 2021 年 5 月 [5]張振榮 , 晉明武 ， MSC51 系 列單片機(jī)原理及實(shí)用技術(shù) . 人民郵電出版社， 2021 年 [6]吉雷，《 Protel99 從入門到精通》 .西安電子科技大學(xué)出版社， 2021 年 [7]王守中， 51 單片機(jī)開發(fā)入門與典型實(shí)例，北京，人民郵電出版社， 2021 年 8 月 [8]薛小鈴，劉志群，賈俊榮，單片機(jī)接口模塊應(yīng)用與開發(fā)實(shí)例詳解， 北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 年 1 月 [9] . 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