【文章內容簡介】 和顯示模式設置 I/D：光標移 動方向，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：顯示開關控制。 D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示 C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。 指令 6：功能設置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8位總線 N：低電平時為單 行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示 5x7 的點陣字符，高電平時顯示 5x10 的點陣字符。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設置。 指令 8： DDRAM 地址設置。 指令 9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數據，如果為低電平表示不忙。 指令 10：寫數據。 指令 11：讀數據 單片機系統(tǒng)課程設計 15 寫時序： 讀時序 ： 程序下載電路 串口 ISP 下載線， ISP(insystem programming)在線系統(tǒng)編程，一種無需將存儲芯片（如 EPROM）從嵌入式設備上取出就能對其進行編程的過程，縮略為 ISP。 ISP(insystem programming)在線系統(tǒng)編程 ,一種無需將 存儲芯片 （如EPROM）從嵌入式設備上取出就能對其進行編程的過程，縮略為 ISP。在系統(tǒng)編程需要在目標板上有額外的電路完成編程任務。其優(yōu)點是，即使器件焊接在電路板上，仍可對其（重新）進行編程。在系統(tǒng)可編程是 Flash 存儲器的固有特性（通 單片機系統(tǒng)課程設計 16 常無需額外的電路）， Flash 幾乎都采用這種方式編程。 ISP 下載線就是一根用來在線下載程序的線，類似 USB 線，但不一樣。 串口 ISP 下載線。可以用 MAX232 芯片進行搭建。 需要 104 電容等基本原件。相關原件及電路圖都可在網上找到。值得注意的是 104 電容應選擇電解電容而不是瓷片電容。 后者不能很好傳輸數據，而且容易失敗。建議使用電解電容。 +5I S P 下載口1P 1. 535R S T7P 1. 79P 1. 6108642I S P 4 系統(tǒng)軟件設計 系統(tǒng)軟件設 計主要包括顯示子程序，鍵盤子程序，輸入處理程序。 主程序軟件設計 主程序的流程圖如圖所示。 單片機系統(tǒng)課程設計 17 初 始 化是 否 按 鍵 按 下開 始輸 入 處 理1602顯 示NY結 束 圖 主流程圖 主程序 構成無限循環(huán)，主要完成單片機初始化， 之后是程序進入一個死循環(huán)，從而不斷地檢測是否有按鍵按下，如果有按鍵按下則進入按鍵處理，在按鍵處理函數中有顯示函數來進行數值顯示 。 單片機系統(tǒng)課程設計 18 輸 入 處 理按 鍵 是 0 ~ 9且 w = 1N u m 1 采 集按 鍵 是 “ = ”且 w = 2調 用 初 始 化 程序 清 屏N u m 2 采 集 并 記錄 運 算 符按 鍵 是 否 為 0 ~ 9按 鍵 為 “ = ”調 用 計 算 函 數并 顯 示調 用 計 算 函 數并 顯 示記 錄 運 算 符f h ， 以 這 次 的結 果 為 N u mNYNYNYNY 圖 輸入處理流程圖 處理函數式主程序中的關鍵環(huán)節(jié)主要進行一些輸入處理和顯示，硬件圖中共有按鍵 16個分別是： 7 8 9 + 4 5 6 1 2 3 * 0 = / % 單片機系統(tǒng)課程設計 19 輸入識別部分可以分為三類， 數值輸入（ 0~9）， 等于（ =） 運算符號輸入（ +、 、 /、 *、 %）。 對于數值輸入，可以先判斷是數值 1還是數值 2輸入，通過標記符 W來判斷，如果 W=1，則是數值 1 輸入，再進行輸入類型判斷，如果是數值輸入值 num1=num1*10+key,如果是等于輸入，而且還是在對數值 1進行處理則進行初始化，如果是符號輸入，則將符號位 W=2，進入數值 2輸入處理，并記錄符號，在對數值 2 進行處理是同數值 1一樣只有當輸入是‘ =’號是不再是初始化而是進行運算數值 1和數值 2處理并輸出結果。在輸出結果后如果想利用前一次運算結果進行計算，則直接輸入符號，不用進行 num1 輸入，這時系統(tǒng)會自動將將上一次運算結果 的值賦給數值 1，然后將標記 W=2，進行數值 2輸入。 鍵盤程序設計 在操作按鍵時，無論是按下還是松開，觸點在閉合和斷開時均會產生抖動，此時邏輯電平是不穩(wěn)的，如果得不到正確處理，可能會引起單片機對按鍵命令的錯誤執(zhí)行。解決這個問題的簡單方法是利用軟件延時。在單片機處理按鍵操作后都延時 5ms，如果確定是按鍵后再延時 20ms，這樣基本可以避免鍵盤的抖動。然后由單片機進行鍵碼分析，并執(zhí)行相應的命令，顯示并且返回。 下圖 是鍵盤程序設計流程圖。 單片機系統(tǒng)課程設計 20 開 始有 按 鍵 閉合 ？調 用 延 時 子 程序 20ms有 按 鍵 閉 合鍵 碼 分 析執(zhí) 行 對 應 功 能并 顯 示結 束YYNN 圖 鍵盤程序流程圖 按鍵 設置采用了掃描法，要判斷鍵盤中有無鍵按下時將全部行線 Y0Y3 置低電平，列線置高電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低， 則表示鍵盤中有鍵被按下，而 且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 判斷閉合鍵所在的位置時，在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線 交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 例如將單片機的 P1 口用作鍵盤 I/O 口，鍵盤的列線接到 P1 口的低 4 位，鍵盤的 單片機系統(tǒng)課程設計 21 行線接到 P1 口的高 4 位。列線 分別接有 4 個上拉電阻到正電源 +5V，并把列線 設置為輸入線，行線 設置為輸出線。 4 根行線和 4根列線形成 16 個相交點，這些交點即為鍵盤按鍵。 在單片機應用系統(tǒng)設計中，系統(tǒng)有兩性能很大一部分取決于鍵盤處理程序。在按 鍵時按得快了沒有反應，按慢了一連響應幾次，總給人遲鈍感，不能使人滿意。在該設計中用以下思路設計的鍵處理程序。 首 先要判斷有沒有鍵值，若有鍵值，再判斷是否為首次按下： （ 1）若首次按下：判斷是否與上次按下的鍵值相同 ：是否已經按下了 300ms？ 1).若已經按下 300ms 則將此鍵做為連鍵處理。 2).若不是連鍵則判斷：是否按下 20ms？ 1.若確認按下 20ms，得到有效鍵值等待彈起 2.若不是按下 20ms 直接結束處理（ ret）。 （ ret）。 （ 2）若不 是首次按下：將鍵值暫存起來，標志置位結束處理。 如果無鍵值，則判斷是否有鍵值已被確認 （ 1）若有鍵已被確認：判斷按鍵是否首次抬起 ：判斷抬起延時時間（ 20ms）是否到達 1.若延時到則將標志處理結束處理。 2.若延時未到直接結束處理（ ret）。 ：直接結束處理（ ret）。 （ 2）若沒有鍵被確認：直接結束處理（ ret）。 5 系統(tǒng)仿真與調試 仿真部分采用 proteus 軟件，此軟件功能強大且操作較為簡單，可以很容易的實現各種系統(tǒng)的仿真。 首先打開 proteus 軟件，在元件庫中找到要選用的所有元件，然后進行原理圖的繪制；繪制好后再選擇已經編譯好的 *.hex 文件，選擇運行，觀察顯示結果，根據顯示的結果和課題的要求再修改程序，再運行查，直到滿足要求。 以下是本次實驗通過 proteus 的結果的截圖： 單片機系統(tǒng)課程設計 22 圖 proteus 仿真結果 1 圖 proteus 仿真結果 2 通過 proteus 軟件仿真，已經能夠滿足本次課程設計任務書中的要求，下面通過實物的單片機開發(fā)板來進行調試，通過 usb 連接電腦拷入程序，運行，也能 單片機系統(tǒng)課程設計 23 夠 完成任務書的要求，結果如下： 圖 單片機開發(fā)板調試結果 1 單片機系統(tǒng)課程設計 24 圖 單片機開發(fā)板調試結果圖 2 單片機系統(tǒng)課程設計 25 圖 單片機開發(fā)板調試結果 2 6 總結 課程設計是培養(yǎng)學生運用所學的專業(yè)知識，發(fā)現，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實際動手能力的重要環(huán)節(jié)，是對學生實際工作能力的具體訓練和考察，隨著科學技術日新月異的發(fā)展，單片機已經成為當今計算機應用中空前活躍的領域，在生活中可以說遍布我們生活之中。 這次設計進一步端正了我的學習態(tài)度，學會了實事求是，嚴謹的作風，對自己要嚴格要求。急于求成是不好的，通過此 次畢業(yè)設計我深有體會。如果省略了 單片機系統(tǒng)課程設計 26 那些必要的步驟，急于求成，不僅會浪費時間，還會適得其反。我覺得動手之前，應該有清楚的步驟，這一步是很重要的。就目前來說，我的動手能力雖然還有差距，但我知道，通過我的不懈努力，在動手方面，我會得到提高。這一點，我堅信。 在此次的畢業(yè)設計中我最大的體會就是進一步認識到了理論聯(lián)系實踐的重要性。一份耕耘，一份收獲。通過這段時間的設計，讓我明白科學的思維方法和學習方法是多么重要，只有這樣才能夠有很高的效率，才能夠讓自己的工作更完美?？偠灾?，此次畢業(yè)設計讓我學到了好多平時在課堂上學不到的東西，增加了我的知識運用能力，增強我的實際操作能力。謝謝老師給我們提供這么好的機會，為我們之后走向社會奠定了一個好的基礎。 參考文獻 [1] 楊家成． 單片機 原理與應用及 C51 程序設計 [M]． 北京 ：清華大學 出版社 ，2020 [2] 夏路易 石宗義 ． Protel 99se 電路原理圖與電路板設計教程 [M]． 北京：北京希望電子 出版社， 2020 [6] 閻石 .數字電子技術基礎 [M].北京 :高等教育出版社 ,2020. 附錄 1 系統(tǒng)原理圖 單片機系統(tǒng)課程設計 27 1 2 MC R Y S T A LC13 0 p FC23 0 p FR11 0 KV C CS1C31 0 p FVSS1VDD2VEE3RS4RW5E6D07D18D29D310D411D512D613D714L C D 1 6 0 2L C D 1 6 0 2G N D1 0 kP O T 2S07S18S29S31S44S55S66S7+S81S92S 1 03S 1 1*S 1 20S 1 3=S 1 4%S 1 5/P 1 .0P 1 .1P 1 .2P 1 .3R21KR31KR41KR51KR61KR71KR81KR91K+5P 1 .78P 1 .67P 1 .56P 1 .45P 1 .34P 1 .2