【文章內(nèi)容簡介】 有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。本次設(shè)計是利用89C51單片機(jī)串行口和一個LCD1602實(shí)現(xiàn)壓力測量數(shù)據(jù)的顯示。液晶顯示器（LCD）具有功耗低、體積小、質(zhì)量輕、功耗小的特點(diǎn)。這類液晶模塊不僅可以顯示數(shù)字、字符，還可以顯示各種圖形符號以及少量自定義符號，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕的上下左右滾動、文字的閃爍等功能；人機(jī)界面友好，使用操作也更加靈活、方便，使其日益成為各種儀器儀表等設(shè)備的首選[16]。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)域。 液晶顯示的分類方法有很多種，通常可按其顯示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動（Static）、單純矩陣驅(qū)動（Simple Matrix）和主動矩陣驅(qū)動（Active Matrix）三種。用LCD顯示一個字符時比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€字符由68或88點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。 LCD1602引腳功能說明1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：GND為電源地第2腳：VCC接5V電源正極第3腳：V0為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平（1）時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，電平(0)時進(jìn)行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時讀取信息，負(fù)跳變時執(zhí)行指令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。特性LCD1602液晶顯示器由3V或5V工作電壓，對比度可調(diào)內(nèi)含復(fù)位電路提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM內(nèi)建有192個5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM，8個可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM。特征應(yīng)用LCD1602微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。 LCD接口電路本設(shè)計報警模塊的采用的是蜂鳴器和一個三極管組成。當(dāng)壓力超出設(shè)計的范圍時，單片機(jī)會給一個高電平，蜂鳴器發(fā)出聲音進(jìn)行警報，同時液晶屏上作出提示。當(dāng)壓力在正常范圍內(nèi)時，單片機(jī)輸出信號為低電平。蜂鳴器不工作。 報警模塊電路圖開關(guān)模塊電路的輸出端接至移位寄存器的并行輸入端，再加上單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、單片機(jī)與移位寄存器的連接、單片機(jī)與蜂鳴器的連接和單片機(jī)，即可作出它的整體電路圖，如圖所示。 系統(tǒng)電路圖 開發(fā)環(huán)境選用的開發(fā)平臺為Keil單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境，只需在PC機(jī)上安裝Keil軟件，然后在Keil軟件代碼編輯器編輯程序代碼，經(jīng)匯編，修改，產(chǎn)生代碼。打開XST，在菜單options選項(xiàng)中選擇select device，在彈出的窗口中選擇器件STC89C52，并選Byte Mode點(diǎn)擊OK。初始化器件后， 將經(jīng)過編譯生成的二進(jìn)制文件下載到單片機(jī)[17]。對于STC系列單片機(jī)，現(xiàn)有四種語言支持，即匯編、PL/M、C和BASIC。本設(shè)計軟件編程選用C語言來寫程序代碼。和匯編語言相比，用C語言這樣的高級語言有很多優(yōu)勢，比如，對單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)無須過多了解，對處理器的指令集則不必了解，寄存器的分配以及各種變量和數(shù)據(jù)的尋址都由編譯器去完成。程序擁有了正式的結(jié)構(gòu)（由C語言帶來的），并且能被分成多個單獨(dú)的子函數(shù)。這使整個應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得清晰，同時讓源代碼變得可重復(fù)使用。選擇特定的操作符來操作變量的能力提高了源代碼的可讀性。可以運(yùn)用與人的思維很接近的詞匯和算法表達(dá)式。在很大程度上縮短了編寫程序和調(diào)試程序的時間。由于程序的模塊結(jié)構(gòu)技術(shù)，使得現(xiàn)有的程序段可以很容易地包含到新的程序中去。ANSI標(biāo)準(zhǔn)的C語言是一種非常方便并獲得廣泛應(yīng)用，在絕大部分系統(tǒng)中都能夠很容易得到語言。如果需要，現(xiàn)有的程序還可以很快地移植到其他處理器上，大大地節(jié)省了投資[18]。 Proteus軟件Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。Proteus軟件不僅具有其它EDA工具軟件的功能，如原理布圖、PCB自動或人工布線、SPICE電路仿真。而且它更具有一些革命性的特點(diǎn) 1．互動的電路仿真：用戶甚至可以實(shí)時采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。 2．仿真處理器及其外圍電路：可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境[19]。 這次設(shè)計軟件是由主程序和一個個子程序模塊組成，這樣方便編寫和運(yùn)行整理。軟件的主要部分由主程序、AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)子程序、LCD顯示子程序、中斷和延時子程序等組成。 系統(tǒng)的主程序主函數(shù)液晶屏初始化計數(shù)器TO中斷開始計數(shù) while讀取AD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) N 判斷壓力 關(guān)閉全局中斷關(guān)閉報警使全局中斷 Y 判斷按鍵 顯示AD采集數(shù)據(jù) ADC0832芯片接口程序的編寫ADC0832通過內(nèi)部多路器來控制選擇通道，處理器的控制命令通過DI引腳輸入。如下流程圖所示，當(dāng)模擬信號輸入開始后，首先是CS使能信號也就是片選信號有效，這時是低電平有效，如果片選是高電平時停止轉(zhuǎn)換。當(dāng)時鐘信號有效時輸入通道的控制字來確定所選擇的通道，讀取數(shù)據(jù)后就開始將模擬量轉(zhuǎn)換位數(shù)字量，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，單片機(jī)讀取數(shù)值，如果沒轉(zhuǎn)換完，又回到使能開始。YN結(jié)束開始使能芯片產(chǎn)生時鐘信號讀取2字節(jié)數(shù)據(jù)開始轉(zhuǎn)換輸入通道控制字讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換結(jié)束 A/D程序流程圖 LCD數(shù)碼管顯示程序設(shè)計液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。開始LCD初始化延時設(shè)第一行顯示位置顯示第一行內(nèi)容設(shè)第二行顯示位置結(jié)束顯示第二行內(nèi)容 LCD1602的顯示流程圖軟件是真?zhèn)€系統(tǒng)的重要責(zé)成部分，數(shù)據(jù)的輸入輸出，數(shù)據(jù)的處理等功能都通過軟件來完成，所以是整個系統(tǒng)正?？煽窟\(yùn)行的重要前提。本設(shè)計采用c編程語言，對系統(tǒng)的智能功能進(jìn)行設(shè)計。C語言是一種計算機(jī)程序設(shè)計語言。它既具有高級語言的特點(diǎn)，又具有匯編語言的特點(diǎn)。C語言先后被移植到大、中、小及微型機(jī)上。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計語言，編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計語言，編寫不依賴計算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。它的應(yīng)用范圍廣泛，具備很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，不僅僅是在軟件開發(fā)上，而且各類科研都需要用到C語言，適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動畫[20]。 仿真調(diào)試 電路仿真根據(jù)各個模塊功能的設(shè)計和繪制的整體電路圖，找到各功能模塊的連接點(diǎn)。按照設(shè)計的步驟，并對照總電路圖連接電路。電路的連接順序是，先連接單片機(jī)模塊，在調(diào)試檢查正確的前提下分別連接各個模塊并進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試正常再把各個模塊連接起來。打開Keil C51軟件，在工程目錄下面編輯C程序，經(jīng)過編譯連接后產(chǎn)生可執(zhí)行文件（.HEX文件）。打開STC ISP軟件，在菜單MCU Type選項(xiàng)中選擇器件STC89C52RC。電路連接好，并將調(diào)試程序代碼燒寫到單片機(jī)上后，接上+5V電源開始調(diào)試。在電源顯示正常的情況下看電磁閥是否正常工作[21]。 創(chuàng)建原理圖 啟動Proteus軟件，單擊挑選元件按鈕，在元件庫中選出所需元器件，： 繪制仿真原理圖 系統(tǒng)調(diào)試 ，在Program File一欄中選取仿真項(xiàng)目的源程序代碼，點(diǎn)擊確定。 系統(tǒng)調(diào)試當(dāng)作線性處理，即每段小區(qū)間對應(yīng)著一個線性映射關(guān)系在要作不同線性轉(zhuǎn)換電壓區(qū)間范圍和對應(yīng)的線性轉(zhuǎn)換關(guān)系確定好了以后，根據(jù)所對應(yīng)的關(guān)系，修改數(shù)據(jù)處理程序部分，建立輸入信號和壓力之間的關(guān)系。使最終顯示的數(shù)據(jù)為壓力值。根據(jù)編寫的數(shù)據(jù)處理程序，