【文章內(nèi)容簡介】 選線上輸出相應(yīng)位要顯示字符的段碼。這種顯示方式占用的I/O口個數(shù)為8＋N，相對靜態(tài)顯示少了很多，但需占用大量的CPU資源，當CPU處理別的事情時，顯示可能出現(xiàn)閃爍或者不顯示的情況。在本設(shè)計中，CPU需要測溫，同時也需要PWM調(diào)制，根本上不可能實現(xiàn)。方案二:采用1602模塊液晶，模塊內(nèi)部集成顯示屏（LCDpanel）、控制器（controller）、列驅(qū)動器（segmentdriver）和偏壓產(chǎn)生電路。使用時只要將數(shù)據(jù)總線和控制總線與單片機IO口相連，即可實現(xiàn)顯示。內(nèi)部集成192個字符，使用時只需指明地址調(diào)用，無需自建字庫。內(nèi)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(shè)計說明書綜合考慮數(shù)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(yīng)速度和色彩等多方面看，液晶屏都比數(shù)碼管要好很多，只是在價格上液晶屏要比數(shù)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(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口、體積小、質(zhì)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(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)域。l 1602LCD的基本參數(shù)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(yīng)用中并無差別。1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：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(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù) 第2章 設(shè)計方案5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù) 6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極四、1602LCD的指令說明及時序1602液晶模塊內(nèi)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(guān)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(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)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(xiàn)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(shè)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(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0—D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，D0—D7=數(shù)據(jù)，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寫操作時序第2章 設(shè)計方案五、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(nèi)部顯示地址。圖2121602LCD內(nèi)部顯示地址在對液晶模塊的初始化中要先設(shè)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(yù)。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(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)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(shù)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(fù)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(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號寫指令38H：顯示模式設(shè)置寫指令08H：顯示關(guān)閉寫指令01H：顯示清屏寫指令06H：顯示光標移動設(shè)置寫指令0CH：顯示開及光標設(shè)置 本章講述的是系統(tǒng)總體的方案設(shè)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(shè)計的目的，設(shè)計目標。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計啟動開關(guān)閉合，電路導(dǎo)通，開始測量車燈。測車燈電流，單片機只能認識用二進制數(shù)表示的電壓信號，采樣電流也要轉(zhuǎn)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(diào)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(nèi)部的比較器等將電壓值轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。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(zhuǎn)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(jù)倍數(shù)來計算，不過，倍數(shù)越大，精度就越小，畢竟A/D的位數(shù)有限！還有一個照度信號，經(jīng)光傳感器將檢測到的照度送入A/D轉(zhuǎn)換送入單片機讀取。根據(jù)上述功能可知測試儀應(yīng)由主控制器、顯示屏、電源、按鈕等組成。硬件設(shè)計要解決的有以下三個主要問題：；；。本次選用的單片機，根據(jù)設(shè)計過程中用到的輸入輸出點決定；選用其他的各硬件設(shè)備時分別從經(jīng)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(shù)、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(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為電信號（數(shù)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(shù)表示的電壓信號。采樣電流也要轉(zhuǎn)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(diào)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(nèi)部的比較器等將電壓值轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。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(zhuǎn)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(jīng)轉(zhuǎn)換電路變?yōu)楣I(yè)標準信號后輸入單片機，經(jīng)過單片機處理后供液晶屏顯示。同時單片機根據(jù)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(xiàn)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(shè)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(shè)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(gòu)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(fù)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(fù)位電路 圖33復(fù)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(fù)位。復(fù)位電路用于將單片機內(nèi)部各電路的狀態(tài)恢復(fù)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(fù)位條件：必須使其RST引腳上持續(xù)出現(xiàn)兩個（或以上）機器周期的高電平。單片機的復(fù)位形式：上電復(fù)位、按鍵復(fù)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(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學上這個網(wǎng)絡(luò)有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當?shù)慕咏?，在這個極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構(gòu)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(shè)計說明書 電流檢測電路設(shè)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(lián)。因為單片機不能讀取電流，所以需要將電流轉(zhuǎn)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(lián)，將檢測到的電壓模擬量送入A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，送入單片機讀取。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 液晶顯示電路設(shè)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(chǎn)生“鬼影”，使用時可以串聯(lián)一個3K的電阻。第4腳RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。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(shù)據(jù)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(zhì)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(shè)計說明書 圖38調(diào)理電路圖本設(shè)計要測試車燈燈的電流，由于單片機不能測電流，經(jīng)采樣電阻將電流轉(zhuǎn)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(jīng)調(diào)理電路調(diào)理放大10倍，而后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器送入單片機，這時的電流約為I=Vcc/(R1+)。 A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計圖39A/D轉(zhuǎn)換電路圖第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計A/D轉(zhuǎn)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(shù)轉(zhuǎn)換的器件。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換，實際使用時采用ADC0809進行A/D轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)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(shù)字信號輸出。 報警電路的設(shè)計圖310報警電路圖 本設(shè)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(yù)設(shè)的參數(shù)時，數(shù)據(jù)口相應(yīng)拉高電平，報警輸出。報警電路如圖34所示。 按鍵電路的設(shè)計圖311按鍵電路圖車等參數(shù)測試儀參數(shù)設(shè)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(shè)置電流，電壓，照度參數(shù)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(shè)計說明書（3）加減鍵：增加減少設(shè)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