【文章內容簡介】 現(xiàn)字符移動、閃爍等顯示功能。 指令格式與指令功能 LCD 控制器 HD44780 內有多個寄存器，通過 RS 和 WR/ 引腳共同決定選擇哪一個寄存器選擇情況見表 HD44780 內部寄存器選擇表 RS WR/ 寄存器及操作 0 0 指令寄存器寫出入 0 1 忙標志和地址計數(shù)器讀出 1 0 數(shù)據(jù)寄存器寫入 1 1 數(shù)據(jù)寄存器讀出 總共有 11 條指令，它們的格 式和功能如下： （ 1）清屏命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 功能：清除屏幕，將顯示緩沖區(qū) DDRAM 的內容全部寫入空格（ ASCII20H）。 光標復位，回到顯示器的左上角。 地址計數(shù)器 AC 清零。 （ 2）光標復位命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 功能：光標復位，回到顯示器的左上角。 地址計數(shù)器 AC 清零。 顯示緩沖區(qū) DDRAM 的內容不變。 （ 3）輸入方式設置命令 格式： 畢業(yè)設計 RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 功能：設定當寫入一個字節(jié)后，光標的移動方向以及后面的內容是移動的。 當 I/D=1 時，光標從左向右移動， I/D=0 時，光標從右向左移動。 當 S=1 時，內容移動， S=0 時，內 容不移動。 （ 4）顯示開關控制命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 0 1 D C B 功能：控制顯示的開關，當 D=1 時顯示， D=0 時不顯示。 控制光標開關，當 C=1 時光標顯示， C=0 時光標不顯示。 控制字符是否閃爍，當 B=1 時字符閃爍， B=0 時字符不閃爍。 （ 5）光標移位置命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 I S/C R/L ﹡ ﹡ 功能：移動光標或整個顯示字幕移位。 當 S/C=1 時整個顯示字幕移位，當 S/C=0 時只光標移位。 當 R/L=1 時光標右移， R/L=0 時光標左移。 （ 6）功能設置命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 1 DL N F ﹡ ﹡ 功能：設置數(shù)據(jù)位數(shù)，當 DL=1 時數(shù)據(jù)為 8 位， DL=0 時數(shù)據(jù)位為 4 位。 設置顯示行數(shù)，當 N=1 時雙行 顯示， N=0 時單行顯示。 設置字形大小，當 F=1 時 5*10 點陣， F=0 時為 5*7 點陣。 （ 7）設置字庫 CGRAM 地址命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 CGRAM 的地址 功能：設置用戶自定義 CGRAM 的地址，對用戶自定義 CGRAM 的訪問時，要先設定CGRAM 的地址，地址范疇為 063。 （ 8）顯示緩沖區(qū) DDRAM 地址設計命令 格式： 畢業(yè)設計 RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 DDRAM 的地址 功能：設置當前顯示緩沖區(qū) DDRAM 的地址，對 DDRAM 訪問時，要先設定 DDRAM的地址，地址范疇為 0～ 127。 （ 9）讀忙標志及地址計數(shù)器 AC 命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 BF AC 的值 功能：讀忙標志及地址計數(shù)器 AC 命令。 當 BF=1 時表示忙，這時不能接收命令和數(shù)據(jù)： BF=0 時表示不忙。 低 7 位為讀出的 AC 的地址，值為 0～ 127。 （ 10） 寫 DDRAM 或 CGRAM 命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 寫入的數(shù)據(jù) 功能：向 DDRAM 或 CGRAM 當前位置寫入數(shù)據(jù)。對 DDRAM 或 CGRAM 寫入數(shù)據(jù)之前必須設定 DDRAM 或 CGRAM 的地址。 （ 11）讀 DDRAM 或 CGRAM 命令 格式： RS WR/ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 1 讀出的數(shù)據(jù) 功能：從 DDRAM 或 CGRAM 當前位 置中讀出數(shù)據(jù)。當 DDRAM 或 CGRAM 讀出數(shù)據(jù)時，先須設定 DDRAM 或 CGRAM 的地址。 LCD 顯示器的初始化 LCD 使用之前須對它進行初始化，初始化可通過復位完成，也在復位后完成，初始化過程如下： （ 1） 清屏。 （ 2） 功能設置。 （ 3） 開 /關顯示設置。 （ 4） 輸入方式設置。 畢業(yè)設計 4 單元電路設計說明 直流穩(wěn)壓電源 小功率穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個部分組成，如圖 41 所示。 + 電 源 + 整 流 + 濾 波 + 穩(wěn) 壓 + u1 u2 u3 uI U0 _ 變壓器 _ 電 路 _ 電 路 _ 電 路 _ 圖 41 穩(wěn)壓電源的組成框圖 u1 u2 u3 uI U0 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 圖 42 整流與穩(wěn)壓過程 圖 1 穩(wěn)壓電源的組成框圖及整流與穩(wěn)壓過程 本次的設計的穩(wěn)壓電源電路原理圖如圖所示： 圖 43 電源變壓器部分電路設計 電源變壓器作用是將電網(wǎng) 220V 的變流電壓 V1 變換成整流濾波電路所需的畢業(yè)設計 變流電壓 V2。變壓器副邊與原邊的功率比 P2/P1=η，式中η為變壓器的效率。 整流濾波電路設計 整流電路將交流電壓變成單向脈動的直流電壓；濾波電路用來濾除整流后單向脈動電壓中的交流成份，合之成為平滑的直流電壓。 小功率直流電源因功率比較小，通常采用單相交流供電。由于橋式整流電路克服了半波整流的缺點，在 橋式整流電路中，由于每兩只二極管只導通半個周期，故流過每個二極管的平均電流僅為負載電流的一半，與半波整流電路相比較，其輸出電壓提高，脈動成分減小了。 為了獲得平滑的直流電壓，常在整流電路的后面加接濾波電路，以濾去交流成分。濾波電路常見的有電容濾波電路（主要利用電容兩端電壓不能突變的特性，使負載電壓波形平滑，故電容應與負載并聯(lián)）、電感濾波電路及π型濾波電路。本設計采用電容濾波電路。 穩(wěn)壓電路設計 穩(wěn)壓電路的作用是當輸入交流電源電壓波動、負載和溫度變化時，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。由于三端式穩(wěn)壓器只有三 個引出端子，具有應用時外接元件少、使用方便、性能穩(wěn)定、價格低廉等優(yōu)點，因而廣泛應用。三端式穩(wěn)壓器有兩種，一種稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器，另一種稱為可調輸出三端穩(wěn)壓器。它們的基本組成及工作原理都相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。 三端固定輸出集成穩(wěn)壓器通用產(chǎn)品有 CW7800 系列和 CW7900 系列。 正壓系列： CW7800 系列，該系列穩(wěn)壓塊有過流、過熱和調整管工作保護，以防過載而損壞。一般不需要接元件即可工作，有時為改善性能也加少量元件。 負壓系列： CW7800 系列與 CW7900 系列相比，除了輸出電壓極性、引腳定義不同外 ，其他特點都相同。 穩(wěn)壓電源的技術指標分為兩種： 一是特性指標：包括允許的輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調節(jié)范圍等；另一種是質量指標，用來衡量輸出直流電壓的穩(wěn)定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)（或電壓調整流器率）、輸出電阻（或電流調整率）、溫度系數(shù)及紋波電壓等。 單片機時鐘電路 時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，而時序所研究的是指令執(zhí)行中各信號之間的相互關系。單片機本身就如一個復雜的同步時序電路，為了保證同步工作方式的實現(xiàn)，電路應在唯一的時鐘信號控制下嚴格地作。 （ 1）時鐘信號的產(chǎn)生 單片機內 部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，其輸出端為引腳1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e vi s i onS i z eBD a t e : 5 M a y 2020 S he e t of F i l e : C : \ D oc um e nt s a nd S e t t i ngs \ 123\ M y D oc um e nt s \ M y D e s i r a w n B y :C130pFC230pFY16M H zX T A L 2X T A L 1圖 44 時鐘振蕩電路 畢業(yè)設計 XTAL2。而在芯片的外部， XTAL1 和 XTAL2 之間跨接晶體振蕩器和微調電容，從而構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。 電容器 C1 和 C2 的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值的范圍在 5pF∽ 30pF,典型值為 30pF。晶振的頻率通常選擇兩種 6MHz 和 12MHz。只要在單片機的XTAL1和 XTAL2引腳外接晶體振蕩器就構成了自激振蕩器并在單片機內部產(chǎn)生時鐘脈沖信號。 （ 2）時鐘振蕩電路如圖 44 所示。 單片機復位電路 復位電路是使單片機的 CPU 或系統(tǒng)中的其他部件處于某一確定的初始狀態(tài)，并從這上狀態(tài)開始工作。 （ 1）單片機常見的復位電路 通常單片機復位電路有兩種：上電復位電路，按鍵復位電路。上電復位電路：上電復位是單片機上電時復位操作，保證單片機上電后立即進入規(guī)定的復位狀態(tài)。它利用的是電容充電的原理來實現(xiàn)的。按鍵復位電路：它不僅具有上電復位電路的功能，同時它的操作比上電復位電路的操作要簡單的多。如果要實現(xiàn)復位的話，只要按下 RESET 鍵即可。它主要是利用電阻的分壓來實現(xiàn)的 在此設計中，采用的按鍵復位電路。按鍵復位電路如圖 45 所示： （ 2）復位電 路工作原理 上電復位要求接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復位操作。上電瞬間 RESET 引腳獲得高電平，隨著電容的充電， RERST 引腳的高電平將逐漸下降。 RERST 引腳的高電平只要能保持足夠的時間（ 2 個機器周期），單片機就可以進行復位操作。 上電與按鍵均有效的復位電路不僅在上電時可以自動復位，而且在單片機運行期間，利用按鍵也可以完成復位操作。 故本設計選用第二種上電復位與按鍵均有效的各單位電路。 單片機鍵盤電路 鍵盤電路是很多設計中很重要的組成部分。它主要是輸入設備。 單片機應用系統(tǒng)中鍵盤有獨立式和行列式 兩種。 獨立式鍵盤：獨立式鍵盤中，每個按鍵占用一根 I/O 口線，每個按鍵電路相對獨立。 I/O 口通過按鍵與地相連， I/O 口有上拉電阻，無鍵按下時，引腳端為高電平，有鍵按下時，引腳電平被拉低。 I/O 口內部有上拉電阻時，外部可不接上拉電阻。 行列式鍵盤：行列式鍵盤鍵數(shù)比較多，從按一個鍵到鍵功能被執(zhí)行主要包括兩項工作：一是鍵的識別，即在鍵盤中找出被按的是那一個鍵，另一項是鍵功能的實現(xiàn)，第一項是接口電路來實現(xiàn)的，而第二項是通過執(zhí)行中斷服務程序來實現(xiàn)的。具體來說，鍵盤借口應完成以下操作功能： 圖 45 復位電路圖 畢業(yè)設計 ● 鍵盤掃描，以判斷是否有鍵按 下。 ● 鍵識別，以來確定閉和鍵的行列位置。 ● 產(chǎn)生閉和鍵的鍵碼。 ● 排除多鍵，串鍵以及抖動。 本次設計中采用的是獨立式鍵盤，鍵盤電路圖如圖 46 所示： 圖 46 與單片機相連的獨立式鍵盤 超聲波發(fā)射電路 47 超聲波發(fā)射原理圖 畢業(yè)設計 超聲波信號由單片機產(chǎn)生，信號經(jīng)過三極管后驅動超聲波換能器發(fā)送超聲波， 途中碰到障礙物就立即返回 。否則認為沒有探測到物體。 此電路有兩