【文章內容簡介】 示的情況。在本設計中，CPU需要測溫，同時也需要PWM調制，根本上不可能實現。方案二:采用1602模塊液晶，模塊內部集成顯示屏（LCDpanel）、控制器（controller）、列驅動器（segmentdriver）和偏壓產生電路。使用時只要將數據總線和控制總線與單片機IO口相連，即可實現顯示。內部集成192個字符，使用時只需指明地址調用，無需自建字庫。內部集成顯示緩沖區(qū)，顯示時無需掃描，暫用CPU資源較小。常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書綜合考慮數碼管和液晶顯示器，從它們的分辨率、視角、可視面積、亮度與對比度、反應速度和色彩等多方面看，液晶屏都比數碼管要好很多，只是在價格上液晶屏要比數碼管貴點。所以我選擇LCD。以下是對1602LCD的功能、特點、管腳和如何使用的介紹：l 主要特性在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示器作為輸出器件有顯示質量高、數字式接口、體積小、質量輕、功耗低等優(yōu)點。l 液晶顯示原理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)模集成電路直接驅動、易于實現全彩色顯示的特點，目前已經被廣泛應用在便攜式電腦、數字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領域。l 1602LCD的基本參數及引腳功能1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應用中并無差別。1602LCD主要技術參數：顯示容量:162個字符芯片工作電壓:—工作電流:()模塊最佳工作電壓:字符尺寸:(WH)mm引腳功能說明1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表27所示:表27 引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數據2VDD電源正極10D3數據3VL液晶顯示偏壓11D4數據4RS數據/命令選擇12D5數據 第2章 設計方案5R/W讀/寫選擇13D6數據 6E使能信號14D7數據7D0數據15BLA背光源正極8D1數據16BLK背光源負極四、1602LCD的指令說明及時序1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令，如表28所示：表28控制命令序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數據存貯器地址001顯示數據存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數器地址10寫數到CGRAM或DDRAM）10要寫的數據內容11從CGRAM或DDRAM讀數11讀出的數據內容1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的。（說明：1為高電平、0為低電平）與HD44780相兼容的芯片時序表如下：常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書表29 基本操作時序表讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0—D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數據輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0—D7=數據寫數據輸入RS=H，R/W=L，D0—D7=數據，E=高脈沖輸出無讀寫操作時序如圖210和211所示： 圖210 讀操作時序 圖211寫操作時序五、1602LCD的ARM地址映射及標準字庫表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模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖212是1602的內部顯示地址。圖2121602LCD內部顯示地址在對液晶模塊的初始化中要先設置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。1602液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經存儲了160個不同的點陣字符圖形，如圖28所示，這些字符有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。六、1602LCD的一般初始化（復位）過程延時15mS寫指令38H（不檢測忙信號）延時5mS寫指令38H（不檢測忙信號）延時5mS寫指令38H（不檢測忙信號）以后每次寫指令、讀/寫數據操作均需要檢測忙信號寫指令38H：顯示模式設置寫指令08H：顯示關閉寫指令01H：顯示清屏寫指令06H：顯示光標移動設置寫指令0CH：顯示開及光標設置 本章講述的是系統(tǒng)總體的方案設計，首先用一個系統(tǒng)的總體框圖來說明本系統(tǒng)的總體方案。然后各個介紹分析各主控芯片的選型，其中包括溫濕度傳感器的選擇，控制器的選擇和顯示屏的選擇。通過本章，我們可以很清晰的了解本次設計的目的，設計目標。第3章 系統(tǒng)硬件設計第3章 系統(tǒng)硬件設計啟動開關閉合，電路導通，開始測量車燈。測車燈電流，單片機只能認識用二進制數表示的電壓信號，采樣電流也要轉換成電壓。基于如此思路，在需要測量的回路中串接一分流器將采樣到的信號調理放大適當幅度。送入ADC芯片的輸入腳或者是單片機的ADC輸入腳通過內部的比較器等將電壓值轉換為二進制數。這樣單片機就測到電流了。還有一個是電壓信號，電壓信號通過A/D轉換送入單片機讀取，不過一般只有5V的量程，要想擴大量程，就要用電阻分壓，然后根據倍數來計算，不過，倍數越大，精度就越小，畢竟A/D的位數有限！還有一個照度信號，經光傳感器將檢測到的照度送入A/D轉換送入單片機讀取。根據上述功能可知測試儀應由主控制器、顯示屏、電源、按鈕等組成。硬件設計要解決的有以下三個主要問題：；；。本次選用的單片機，根據設計過程中用到的輸入輸出點決定；選用其他的各硬件設備時分別從經濟、方便、耐用、安全問題等方面考慮。（1）主控制器選擇，主控制器可采用以單片機為控制核心控制板，這里選用STC系列單片機控制。（2）在主控制器確定后，需要選擇的就是顯示屏，考慮到要顯示電流參數、照度信號，這里選用1602LCD液晶顯示屏。（3）測試儀讀入的信號有三個，一個是照度信號，照度信號由受光器將反映照度的光信號經A/D轉換為電信號（數字信號）送入單片機，一個是車燈燈泡的電流信號，由于單片機只能認識用二進制數表示的電壓信號。采樣電流也要轉換成電壓?；谌绱怂悸?，在需要測量的回路中串接一分流器將采樣到的信號調理放大適當幅度。送入ADC芯片的輸入腳或者是單片機的ADC輸入腳通過內部的比較器等將電壓值轉換為二進制數。這樣單片機就測到電流了。還有一個是電壓信號，電壓信號通過A/D轉換送入單片機讀取。電氣控制系統(tǒng)的核心原件主要是STC系列單片機。光敏電阻的測量信號經轉換電路變?yōu)楣I(yè)標準信號后輸入單片機，經過單片機處理后供液晶屏顯示。同時單片機根據實測電流，電壓判斷安裝是否正確和車燈電流，電壓是否正確。在這一過程中，我充分利用了PROTUES 7所提供的各種仿真圖繪圖工具、各種編輯功能，來實現目的，即得到一張正確、精美的仿真圖。用protues軟件畫系統(tǒng)的硬件電路原理圖如下圖31所示。常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書 圖31仿真圖 圖32單片機最小系統(tǒng)圖第3章 系統(tǒng)硬件設計單片機的最小系統(tǒng)是由組成單片機系統(tǒng)必需的一些元件構成的，除了單片機之外，還需要包括電源供電電路、時鐘電路、復位電路。單片機最小系統(tǒng)電路（單片機電源和地沒有標出）如圖32所示。一 復位電路 圖33復位電路圖無論是在單片機剛開始接上電源時，還是運行過程中發(fā)生故障都需要復位。復位電路用于將單片機內部各電路的狀態(tài)恢復到一個確定的初始值，并從這個狀態(tài)開始工作。單片機的復位條件：必須使其RST引腳上持續(xù)出現兩個（或以上）機器周期的高電平。單片機的復位形式：上電復位、按鍵復位。二 晶振電路 圖34晶振電路圖在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯再串聯一個電容的二端網絡，電工學上這個網絡有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯諧振，較高的頻率是并聯諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的接近，在這個極窄的頻率范圍內，晶振等效為一個電感，所以只要晶振的兩端并聯上合適的電容它就會組成并聯諧振電路。這個并聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振蕩電路，也就是晶振電路。常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書 電流檢測電路設計 圖35電流檢測電路圖在電流檢測的過程中，電流檢測器件與負載串聯。因為單片機不能讀取電流，所以需要將電流轉換為電壓，然后送入單片機。，由于是對電流采樣，所以電阻的阻值較小。這里采樣電阻阻值越小，精度越高。圖36電壓檢測電路圖在電壓檢測的過程中，電壓檢測器件與負載并聯，將檢測到的電壓模擬量送入A/D轉換成數字量，送入單片機讀取。第3章 系統(tǒng)硬件設計 液晶顯示電路設計圖37顯示電路圖顯示電路采用1602LCD顯示，第1腳VSS為地電源。第2腳VDD接5V正電源。第3腳接地，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以串聯一個3K的電阻。第4腳RS為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數據。第6腳E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳D0～D7為8位雙向數據線。第15腳背光源正極。第16腳背光源負極。同時為保證顯示質量，各口采用灌電流帶阻，加入上拉電阻低電平有效。保證LCD顯示器的亮度。常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書 圖38調理電路圖本設計要測試車燈燈的電流，由于單片機不能測電流，經采樣電阻將電流轉換成電壓，由于單片機測得是采樣電阻上的電壓，采集到的到的電壓大約是車燈亮兩端電壓的1/10,所以要將采集到的電壓經調理電路調理放大10倍，而后經A/D轉換器送入單片機，這時的電流約為I=Vcc/(R1+)。 A/D轉換電路的設計圖39A/D轉換電路圖第3章 系統(tǒng)硬件設計A/D轉換電路由ADC0808支持。ADC0808是采樣分辨率為8位的、以逐次逼近原理進行模/數轉換的器件。其內部有一個8通道多路開關，它可以根據地址碼鎖存譯碼后信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進行A/D轉換。ADC0808是ADC0809的簡化版本，功能基本相同。一般在硬件仿真時采用ADC0808進行A/D轉換，實際使用時采用ADC0809進行A/D轉換。因為電流，電壓，照度是模擬量，單片機是模擬量，所以要送入A/D轉換器進行轉換，轉換成數字量，送入單片機讀取。26,27,28端口，電流電壓照度模擬信號輸入，23,24,24數字信號輸出。 報警電路的設計圖310報警電路圖 本設計采用軟件處理報警，利用有LED燈進行報警輸出，采用直流供電。當所測電流，電壓，照度值超過或低于所預設的參數時，數據口相應拉高電平，報警輸出。報警電路如圖34所示。 按鍵電路的設計圖311按鍵電路圖車等參數測試儀參數設置包括四個按鍵：（1）模式切換鍵：進行模式之間的切換，模式包括設置電流，電壓，照度參數模式，每次按下該鍵就在這三種模式間切換。（2）測試鍵：規(guī)定車燈測試與否。常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書（3）加減鍵：增加減少設定車燈電流電壓照度的值。 焊接電路板本次焊接當然是純手工焊接，手工焊接握電烙鐵的方法,有正握、反握及握筆式三種。焊接元器件及維修電路板時以握筆式較為方便。 手工焊接一般分四步驟進行。①準備焊接:清潔被焊元件處的積塵及油污,再將被焊元器件周圍的元器件左右掰一掰,讓電烙鐵頭可以觸到被焊元器件的焊錫處,以免烙鐵頭伸向焊接處時燙壞其他元器件。焊接新的元器件時,應對元器件的引線鍍錫