【文章內容簡介】 S1片選1CS2片選2/RES復位信號VEE液晶驅動電源LED+LED背光正電源LEDLED接地端 表35AMPIRE128X64液晶顯示模塊與計算機的接口電路有兩種方式。它與單片機的接口方法分為直接訪問方式和間接控制方式。直接訪問方式是把液晶模塊作為存儲器或I/O設備直接接在單片機的總線上，單片機以訪問存儲器或I/O設備的方式操作液晶顯示模塊的工作。間接控制方式則不使用單片機的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而是利用它的I／0口來實現(xiàn)與顯示模塊的聯(lián)系。即將液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線與單片機的Pl口連接作為數(shù)據(jù)總線，另外三根時序控制信號線通常利用單片機的P3口中未被使用的I／O口來控制。這種訪問方式不占用存儲器空間，它的接口電路與時序無關，其時序完全靠軟件編程實現(xiàn)。本系統(tǒng)采用間接控制方式。液晶顯示工作原理介紹 液晶電路圖 ：1） 顯示質量高：由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。因此，液晶顯示2） 器畫質高且不會閃爍。3） 數(shù)字式接口：液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。4） 體積小、重量輕：液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積5） 的傳統(tǒng)顯示器要輕的多。6） 功耗低：相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內部的電極和驅動IC上，因而耗電量比其他顯示器要少的多。3. LCD按其顯示方式通?？梢苑譃閿嗍?、點字符式、點陣式等。還有黑白、多灰度、彩色顯示等。液晶顯示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，有電就顯示黑色，這樣就可以顯示出圖形。針對于本系統(tǒng)要顯示漢字，字母，數(shù)字等，以及其在一個界面同時要顯示的字數(shù)，本系統(tǒng)要以圖形的形式顯示各運行結果，我們最終選擇AMPIRE128x64型號的LCD。 ⑵ 字符顯示：字符顯示比較復雜，一個字符由16x8點陣組成，即要找到和顯示屏是某幾個位置對應的RAM區(qū)的字節(jié)，再使不同的位置為‘1’其他的為‘0’；為‘1’的點亮，為‘0’的不亮，這樣就顯示出一個字符。：漢字顯示和字符顯示的原理差不多，就是一個漢字一般采用圖形方式，事先從微機中用字模軟件提取要顯示的漢字的點陣碼，每個漢字占32B，為為兩部分，各16B。根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)就可以找出顯示RAM的對應地址，送上漢字要顯示的第一字節(jié)，以此類推，最后送完32B，這樣漢字就顯示出來了。 報警電路 在單片機應用系統(tǒng)中，一般的工作狀態(tài)可以通過指示燈或數(shù)碼顯示來指示，供操作人員參考，了解系統(tǒng)的工作狀況。但對于某些緊急狀態(tài)，比如系統(tǒng)檢測到的錯誤狀態(tài)等，為了使操作人員不至于忽視，及時采取措施，往往還需要有某種更能引人注意，提起警覺的報警信號。這種報警信號通常有三種類型：一是閃光報警，因為閃動的指示燈更能提醒人們注意；二是鳴音報警，發(fā)出特定的音響，作用于人的聽覺器官，易于引起和加強警覺；三是語音報警，不僅能起到報警作用，還能直接給出警報種類的信息。其中，前兩種報警裝置因硬件結構簡單，軟件編程方便，常常在單片機應用系統(tǒng)中使用；而語音報警雖然警報信息較直接，但硬件成本高，結構較復雜，軟件量也增加。單頻音報警 　　實現(xiàn)單頻音報警的接口電路比較簡單，其發(fā)音元件通?？刹捎脡弘姺澍Q器，當在蜂鳴器兩引腳上加3～15V直流工作電壓，就能產(chǎn)生3kHZ左右的蜂鳴振蕩音響。壓電式蜂鳴器結構簡單、耗電少，更適于在單片機系統(tǒng)中應用。壓電式蜂鳴器，約需10mA的驅動電流，可在某端口接上一只三極管和電阻組成的驅動電路來驅動。在圖2中，“1”時，三極管導通，蜂鳴器的通電而發(fā)音，“0”時，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)音。 單頻音報警電路圖 基于本系統(tǒng)的需求和功耗要求，只需要基本的報警功能即可，我選擇采用的是三極管驅動的單音頻報警電路。 圖 硬件仿真環(huán)境介紹Proteus ISIS是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是：①實現(xiàn)了單片機仿真和SPICE電路仿真相結合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動態(tài)仿真、I2C調試器、SPI調試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。②支持主流單片機系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。③提供軟件調試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設置斷點等調試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。④具有強大的原理圖繪制功能。總之，該軟件是一款集單片機和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。本章介紹Proteus ISIS軟件的工作環(huán)境和一些基本操作。 6 Professional圖標進入Proteus ISIS：雙擊桌面上的ISIS 6 Professional圖標（）或者單擊屏幕左下方的“開始”→“程序”→“Proteus 6 Professional” →“ISIS 6 Professional”，表明進入Proteus ISIS集成環(huán)境。工作界面：Proteus ISIS的工作界面是一種標準的Windows界面。包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。 工作界面 第4章 軟件設計對于單片機的開發(fā)應用中，逐漸引入了高級語言，C語言就是其中的一種。匯編語言的可控性較高級語言來說更具優(yōu)越性。程序編寫語言比較常見的有C語言、匯編語言。匯編語言的機器代碼生成效率高，控制性好，但就是移植性不高。C語言編寫的程序比用匯編編寫的程序更符合人們的思考習慣。還有很多處理器都支持C編譯器，這樣意味著處理器也能很快上手。且具有良好的模塊化、容易閱讀、維護等優(yōu)點，且編寫的模塊程序易于移植?；贑語言和匯編語言的優(yōu)缺點，本系統(tǒng)采用C語言編寫方法。軟件編寫的主體思路是將系統(tǒng)按功能模塊化劃分，然后根據(jù)模塊要實現(xiàn)的功能寫各個子程序。整個軟件程序的編寫采用查詢式方式編寫的。 編譯軟件介紹Keil軟件簡介：單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于MCS51單片機的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。　　1. 系統(tǒng)概述　　Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 C51單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結構C51工具包的整體結構，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉換成標準的Hex文件，以供調試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。　　 C51工具包的整體結構圖3. 圖 （1）點擊Project菜單，選擇彈出的下拉式菜單中的New Project， 圖 接著彈出一個標準Windows文件對話窗口，在文件名中輸入您的第一個C程序項目名稱，保存后的文件擴展名為uv2，這是KEIL uVision2項目文件擴展名，以后我們可以直接點擊此文件以打開先前做的項目。（2）選擇所要的單片機，這里我們選擇常用的Ateml公司的AT89C51。完成上面步驟后，我們就可以進行程序的編寫了。（3）首先我們要在項目中創(chuàng)建新的程序文件或加入舊程序文件。如果你沒有現(xiàn)成的程序，那么就要新建一個程序文件。（4）點擊保存新建的程序，也可以用菜單File－Save或快捷鍵Ctrl+S進行保存。，保存在項目所在的目錄中，這時你會發(fā)現(xiàn)程序單詞有了不同的顏色，說明KEIL的C語法檢查生效了。鼠標在屏幕左邊的Source Group1文件夾圖標上右擊彈出菜單，在這里可以做在項目中增加減少文件等操作。我們?quot。Add File to Group 39。Source Group 139。彈出文件窗口，選擇剛剛保存的文件，按ADD按鈕，關閉文件窗，程序文件已加到項目中了。這時在Source Group1文件夾圖標左邊出現(xiàn)了一個小+號說明，文件組中有了文件，點擊它可以展開查看。（5）C程序文件已被我們加到了項目中了，下面就剩下編譯運行了。進入調試模式軟件窗口樣式大致如圖所示。圖中1為運行，當程序處于停止狀態(tài)時才有效，2為停止，程序處于運行狀態(tài)時才有效。3是復位，模擬芯片的復位，程序回到最開頭處執(zhí)行。按4我們可以打開5中的串行調試窗口，這個窗口我們可以看到從51芯片的串行口輸入輸出的字符，這里的第一個項目也正是在這里看運行結果。首先按4打開串行調試窗口，再按運行按鈕。要停止程序運行回到文件編輯模式中，就要先按停止按鈕再按開啟\關閉調試模式按鈕。然后我們就可以進行關閉KEIL等相關操作了 圖 （6）生成HEX文件HEX文件格式是Intel公司提出的按地址排列的數(shù)據(jù)信息,數(shù)據(jù)寬度為字節(jié),所有數(shù)據(jù)使用16進制數(shù)字表示, 常用來保存單片機或其他處理器的目標程序代碼。它保存物理程序存儲區(qū)中的目標代碼映象。一般的編程器都支持這種格式。打開目錄。，彈出項目功能菜單，選Options for Target39。Target139。,彈出項目選項設置窗口，同樣先選中項目文件夾圖標，這時在Project菜單中也有一樣的菜單可選。打開項目選項窗口，轉到Output選項。 　項目選項窗口。 　編譯信息窗口如上圖所示，沒有錯誤，沒有警告才算編譯成功。主程序實現(xiàn)的功能：與硬件相結合實現(xiàn)便攜式甲醛檢測儀的各個功能。主要是檢測與顯示，時間調整與顯示，數(shù)據(jù)存儲。功能子函數(shù)的調用。初始化時鐘初 始 化LCD 屏顯示開機畫面顯示時間顯示主菜單初始化CPU開始讀鍵 ⑴模數(shù)轉換模塊的主要功能就是將經(jīng)放大器放大的模擬電壓信號轉化為MCU能夠處理的數(shù)字信號，并傳送給MCU。⑵ 圖 ⑴按鍵時顯現(xiàn)人機對話的一個控制按鈕，通過按鍵的操作，對系統(tǒng)進行發(fā)送操作指令，后經(jīng)與MCU串行通信，然后在液晶上顯示。⑵按鍵查詢式的流程圖見下圖: 圖 ⑴DS1302模塊主要是用于設置時間和與MCU通信經(jīng)LCD顯示時間。⑵時鐘模塊操作流程圖見下圖： 圖 時鐘模塊操作流程圖⑴LCD模塊在本系統(tǒng)中主要起著開界面漢字顯示，以及各控制效果的顯示。采用直接訪問方式。⑵： 圖 第5章 系統(tǒng)仿真 前面已經(jīng)把單片機系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計完成了，下一步就可以著手進行仿真，因為在設計的