【文章內(nèi)容簡介】 一般不會單獨使用，而是將LCD面板、驅(qū)動與控制電路組合成LCM模塊一起使用。LCM是一種很省電的電子設(shè)備，常被應(yīng)用于數(shù)字或單片機控制系統(tǒng)中，在全國大學(xué)生設(shè)計競賽中使用頻率也很高。字符型1602LCM通常采用日立公司生產(chǎn)的控制器HD44780作為LCM的控制芯片。字符型LCM的特點：（1）具有字符型發(fā)生器ROM?？娠@示192個5*7點陣字符，LCM顯示的數(shù)字和字母部分的碼值，剛好與ASCLL碼中的數(shù)字和字母相同，所以在需要的顯示數(shù)字和字母時，只需要向LCM送入ASCLL碼即可。（2）具有64B的自定義字符RAM，可自行定義8個5*7點陣字符。（3）具有80B的數(shù)據(jù)顯示存儲器。 LCD1602引腳定義字符型1602LCM通常有16個引腳，也有少數(shù)有14個引腳，當(dāng)選用14個引腳的LCM時，該LCM沒有背光，1602型LCM的16個引腳定義如下：表26 LCD1602引腳定義引腳號符 號狀 態(tài)功 能1Vss電源地2Vdd+5V邏輯電源3V0液晶驅(qū)動電源（用于調(diào)節(jié)對比度）4RS輸入寄存器選擇（=1：數(shù)據(jù)；=0：指令）5R/W輸入讀、寫操作選擇（=1：讀；=0：寫）6E輸入使能信號7DB0三態(tài)數(shù)據(jù)總線（最低位LSB）8DB1三態(tài)數(shù)據(jù)總線9DB2三態(tài)數(shù)據(jù)總線10DB3三態(tài)數(shù)據(jù)總線11DB4三態(tài)數(shù)據(jù)總線12DB5三態(tài)數(shù)據(jù)總線13DB6三態(tài)數(shù)據(jù)總線14DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線（最高位MSB）15E1背光電源線16E2背光電源地線第3章 硬件系統(tǒng)設(shè)計 測速信號采集及其處理 本設(shè)計中采用對射式光電傳感器測量電機轉(zhuǎn)速。當(dāng)不透光的物體擋住發(fā)射與接收之間的間隙時，開關(guān)管關(guān)斷，反之打開?？梢灾谱饕粋€遮光葉片，安裝在電機轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動時，光電開關(guān)產(chǎn)生脈沖信號。當(dāng)葉片數(shù)較多時，旋轉(zhuǎn)一周可以獲得多個脈沖信號。 假設(shè)系統(tǒng)采用10個葉片，在一分鐘的內(nèi)產(chǎn)生了10000脈沖，則電機的轉(zhuǎn)速就為1000r/min。 信號采集示意圖 轉(zhuǎn)速測量原理轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)中，電機轉(zhuǎn)速作為反饋量構(gòu)成閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)速測量的精度對控制系統(tǒng)性能的影響是不言而喻的。光電碼盤是目前廣泛采用的測速手段。它具有精度高、線性度好的優(yōu)點。采用光電碼盤測速時，常用的測速方法有M法、T法和M/T法。其中M/T法兼顧高低轉(zhuǎn)速，是綜合性能最佳的一種。在此采用M/T測量法，其測量原理為，在固定的測量時間內(nèi)，計取轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)生的脈沖個數(shù)（即頻率），從而算出實際轉(zhuǎn)速。設(shè)固定的測量時間T （min），計數(shù)器計取的脈沖個數(shù)m1，假定脈沖發(fā)生器每轉(zhuǎn)輸出p個脈沖，對應(yīng)被測轉(zhuǎn)速為N（r/min），就可算出實際轉(zhuǎn)速值N = 60m1/ pT。本檢測裝置中發(fā)動機的轉(zhuǎn)速傳感器信號盤安裝在曲軸上，工作時傳感器輸出信號經(jīng)整形后可得到相應(yīng)的方波脈沖信號。 檢測裝置安裝此檢測裝置按照發(fā)動機上傳感器的實際安裝位置進(jìn)行安裝。，將信號盤固定在電動機轉(zhuǎn)軸上，光電轉(zhuǎn)速傳感器正對著信號盤。光電轉(zhuǎn)速傳感器接有4根導(dǎo)線，用于連接發(fā)光二極管和光敏三極管。測量頭由光電轉(zhuǎn)速傳感器組成，而且測量頭兩端的距離與信號盤的距離相等。測量用器件封裝后，固定裝在貼近信號盤的位置，當(dāng)信號盤轉(zhuǎn)動時，光電元件即可輸出正負(fù)交替的周期性脈沖信號。信號盤旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的脈沖數(shù)，等于其上的齒數(shù)。因此，脈沖信號的頻率大小就反映了信號盤轉(zhuǎn)速的高低。該裝置的優(yōu)點是輸出信號的幅值與轉(zhuǎn)速無關(guān)，而且可測轉(zhuǎn)速范圍大，一般為1r/s～104 r/s以上，精確度高。 轉(zhuǎn)速測量裝置 信號處理電路由于電機每次轉(zhuǎn)動的時候，光線每次透過光電碼盤的小孔照射光傳感器都使光傳感器產(chǎn)生一個電信號，但是因為光電信號較弱，而且產(chǎn)生的脈沖波形不整，所以會影響單片機對信號的處理。 信號處理電路光傳感器信號放大后的信號單穩(wěn)整形信號 信號處理效果，Q1為光感三極管，當(dāng)無光源照射時，Q1工作在截止區(qū)（Q1截止），Q2工作在飽和區(qū)（Q2導(dǎo)通），555定時器TR引腳為低電平；當(dāng)有光源照射時，Q1工作在飽和區(qū)（Q1導(dǎo)通），Q2工作在截止區(qū)（Q2截止），555定時器的TR引腳為5V電平。兩個三極管導(dǎo)通和截止過程產(chǎn)生的信號通過555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)整形電路，整形為標(biāo)準(zhǔn)的方波脈沖并由Q端輸出。該電路特點是只要輸入電壓達(dá)到三極管的工作電壓，通過三極管的導(dǎo)通和截止，保證了向555定時器輸入的波形在05V之間跳變，免去了對三極管放大電壓的計算。 同步控制電路。第一個丟失的情況是由于開始檢測時的脈沖寬度已經(jīng)小于機器周期T；第二個丟失的脈沖是由于脈沖的負(fù)跳變在定時之外。定時時間內(nèi)出現(xiàn)脈沖丟失，將會引起測量精度的降低。，可以采用雙D觸發(fā)器與門控位GATE的配合使用實現(xiàn)計數(shù)開始和脈沖上升沿同步控制。 定時 定時時間 輸入脈沖 丟失 丟失 脈沖丟失現(xiàn)象 同步控制電路與單片機的連接 單片機的GATE=1：（INT0）（INT1）的高電平和TR0或TR1的狀態(tài)的組合分別啟動定時器/計數(shù)器T0或T1。（INT0）/（INT1)分別和TR0/TR1的組合狀態(tài)啟動定時器0/計數(shù)器1（TR0和TR1在程序中被置1，等待外部中斷引腳的高電平信號到來）。，由雙D觸發(fā)器構(gòu)成邊沿觸發(fā)器。初始狀態(tài)，保證觸發(fā)器的Q端可以時刻輸出高電平，使雙D觸發(fā)器處于復(fù)位狀態(tài)（復(fù)位為低電平觸發(fā)），關(guān)閉定時器0和計數(shù)器1；開始計數(shù)時，D觸發(fā)器取消復(fù)位狀態(tài)，信號XH經(jīng)過觸發(fā)器保證上升沿到來時，同時啟動定時器0和計數(shù)器1。 單片機處理電路設(shè)計單片機各功能部件的運行都是以時鐘控制信號為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作。因此，時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本設(shè)計中此采用內(nèi)部時鐘方式，以石英晶體振蕩器和兩個片電容組成外部振蕩源。片內(nèi)的高增益反相放大器通過XTALXTAL2外接，作為反饋元件的片外晶體振蕩器與電容組成的并聯(lián)諧振回路構(gòu)成一個自激振蕩器，向內(nèi)部時鐘電路提供振蕩時鐘。振蕩器的頻率取決于晶振的振蕩頻率，—12MHz。工程應(yīng)用時通常采用6MHz或12MHz。圖中X1為12MHz，電容CC4為33pF，它們一起構(gòu)成此單片機的自激振蕩器。 復(fù)位電路單片機的RST引腳為復(fù)位（Reset）端。當(dāng)單片機振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的低電平，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位，使單片機回到初始狀態(tài)。，本設(shè)計采用手動復(fù)位，用一個電容與一個10K電阻串聯(lián)組成，電阻接VCC，電容接地，RESET腳接在它們中間，RC選擇10uF，按鍵與200R電阻串聯(lián)，在電容兩端并聯(lián)，就成了按鍵復(fù)位電路，未上電時，RST端為高電平，只要按下這個按鍵，RST端轉(zhuǎn)換為低電平，經(jīng)過兩個機器周期后，單片機就能復(fù)位。 晶振 復(fù)位電路 定時器與計數(shù)器的設(shè)置根據(jù)設(shè)計選用定時方式1比較合適。方式1是16位計數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，計數(shù)器由TH0的全部8位和TL0的全部8位構(gòu)成，器邏輯電路和工作情況與方式0完全相同，所不同的只是組成計數(shù)器的位數(shù)。方式1的計數(shù)范圍和定時范圍：① 當(dāng)定時器/計數(shù)器在方式1下做計數(shù)器用時，其計數(shù)范圍是165536（216）。② 當(dāng)定時器/計數(shù)器在方式1下做定時器用時，其定時時間計算公式為：Td=(216X)*Tosc*12式中，Td為定時時間，X為計數(shù)初值，Tosc為晶振周期。 顯示部分1602字符型LCM與單片機的連接主要由兩種：直接訪問方式連接和間接控制方式連接。直接訪問方式連接由于構(gòu)成三總線的結(jié)構(gòu)，所以在軟件控制上比較簡單，用通過訪問外部地址的方式就能訪問LCM，但是，在使用這種連接方式時需要注意單片機的控制總線時序和地址總線時序必須要與LCM所需要的時序相匹配否則無法訪問。間接控制方式連接是利用HD44780所具的4位數(shù)據(jù)總線功能簡化電路接口的一種連接方式。但是由于LCM本身為速度較慢的器件，每一次數(shù)據(jù)傳輸大概需要幾十微秒至幾毫秒的時間，如采用間接控制方式訪問，每傳輸一個字節(jié)的數(shù)據(jù)需要訪問2次LCM，這將占用大量的時間，使CPU變得繁忙，甚至影響CPU處理其他數(shù)據(jù)的傳輸速度。采用這種連接方式不能構(gòu)成三總線的結(jié)構(gòu)，所以不能通過地址形式直接訪問，而是需要通過LCM的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，同時由于數(shù)據(jù)總線使用了8條，所以在數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間上與直接訪問的時間相同，速度較間接控制方式提高了一倍，縮短了CPU對LCM的訪問時間。又因為單片機的輸出電流較低，所以需外接上拉電阻。 LCM電路 第4章 軟件設(shè)計 編程語言的選用本設(shè)計中采用的處理器是AT89C51單片機，由此可采用面向MCS51的程序設(shè)計語言，包括ASM51匯編