【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 S1片選1CS2片選2/RES復(fù)位信號(hào)VEE液晶驅(qū)動(dòng)電源LED+LED背光正電源LEDLED接地端 表35AMPIRE128X64液晶顯示模塊與計(jì)算機(jī)的接口電路有兩種方式。它與單片機(jī)的接口方法分為直接訪問(wèn)方式和間接控制方式。直接訪問(wèn)方式是把液晶模塊作為存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備直接接在單片機(jī)的總線上，單片機(jī)以訪問(wèn)存儲(chǔ)器或I/O設(shè)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(jī)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，而是利用它的I／0口來(lái)實(shí)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(jī)的Pl口連接作為數(shù)據(jù)總線，另外三根時(shí)序控制信號(hào)線通常利用單片機(jī)的P3口中未被使用的I／O口來(lái)控制。這種訪問(wèn)方式不占用存儲(chǔ)器空間，它的接口電路與時(shí)序無(wú)關(guān)，其時(shí)序完全靠軟件編程實(shí)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(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)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(diǎn)。因此，液晶顯示2） 器畫質(zhì)高且不會(huì)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(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。4） 體積小、重量輕：液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)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(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)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?？梢苑譃閿嗍健Ⅻc(diǎn)字符式、點(diǎn)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(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就顯示黑色，這樣就可以顯示出圖形。針對(duì)于本系統(tǒng)要顯示漢字，字母，數(shù)字等，以及其在一個(gè)界面同時(shí)要顯示的字?jǐn)?shù)，本系統(tǒng)要以圖形的形式顯示各運(yùn)行結(jié)果，我們最終選擇AMPIRE128x64型號(hào)的LCD。 ⑵ 字符顯示：字符顯示比較復(fù)雜，一個(gè)字符由16x8點(diǎn)陣組成，即要找到和顯示屏是某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)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(diǎn)亮，為‘0’的不亮，這樣就顯示出一個(gè)字符。：漢字顯示和字符顯示的原理差不多，就是一個(gè)漢字一般采用圖形方式，事先從微機(jī)中用字模軟件提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼，每個(gè)漢字占32B，為為兩部分，各16B。根據(jù)在LCD上開(kāi)始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)就可以找出顯示RAM的對(duì)應(yīng)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(lái)了。 報(bào)警電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，一般的工作狀態(tài)可以通過(guò)指示燈或數(shù)碼顯示來(lái)指示，供操作人員參考，了解系統(tǒng)的工作狀況。但對(duì)于某些緊急狀態(tài)，比如系統(tǒng)檢測(cè)到的錯(cuò)誤狀態(tài)等，為了使操作人員不至于忽視，及時(shí)采取措施，往往還需要有某種更能引人注意，提起警覺(jué)的報(bào)警信號(hào)。這種報(bào)警信號(hào)通常有三種類型：一是閃光報(bào)警，因?yàn)殚W動(dòng)的指示燈更能提醒人們注意；二是鳴音報(bào)警，發(fā)出特定的音響，作用于人的聽(tīng)覺(jué)器官，易于引起和加強(qiáng)警覺(jué)；三是語(yǔ)音報(bào)警，不僅能起到報(bào)警作用，還能直接給出警報(bào)種類的信息。其中，前兩種報(bào)警裝置因硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軟件編程方便，常常在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用；而語(yǔ)音報(bào)警雖然警報(bào)信息較直接，但硬件成本高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軟件量也增加。單頻音報(bào)警 　　實(shí)現(xiàn)單頻音報(bào)警的接口電路比較簡(jiǎn)單，其發(fā)音元件通常可采用壓電蜂鳴器，當(dāng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗電少，更適于在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用。壓電式蜂鳴器，約需10mA的驅(qū)動(dòng)電流，可在某端口接上一只三極管和電阻組成的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)。在圖2中，“1”時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器的通電而發(fā)音，“0”時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)音。 單頻音報(bào)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(bào)警功能即可，我選擇采用的是三極管驅(qū)動(dòng)的單音頻報(bào)警電路。 圖 硬件仿真環(huán)境介紹Proteus ISIS是英國(guó)Labcenter公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)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(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)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(hào)發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)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(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)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(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVision2等軟件。④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)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(biāo)進(jìn)入Proteus ISIS：雙擊桌面上的ISIS 6 Professional圖標(biāo)（）或者單擊屏幕左下方的“開(kāi)始”→“程序”→“Proteus 6 Professional” →“ISIS 6 Professional”，表明進(jìn)入Proteus ISIS集成環(huán)境。工作界面：Proteus ISIS的工作界面是一種標(biāo)準(zhǔn)的Windows界面。包括：標(biāo)題欄、主菜單、標(biāo)準(zhǔn)工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對(duì)象選擇按鈕、預(yù)覽對(duì)象方位控制按鈕、仿真進(jìn)程控制按鈕、預(yù)覽窗口、對(duì)象選擇器窗口、圖形編輯窗口。 工作界面 第4章 軟件設(shè)計(jì)對(duì)于單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用中，逐漸引入了高級(jí)語(yǔ)言，C語(yǔ)言就是其中的一種。匯編語(yǔ)言的可控性較高級(jí)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)更具優(yōu)越性。程序編寫語(yǔ)言比較常見(jiàn)的有C語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言的機(jī)器代碼生成效率高，控制性好，但就是移植性不高。C語(yǔ)言編寫的程序比用匯編編寫的程序更符合人們的思考習(xí)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(hù)等優(yōu)點(diǎn)，且編寫的模塊程序易于移植?；贑語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)采用C語(yǔ)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(shí)現(xiàn)的功能寫各個(gè)子程序。整個(gè)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(jiǎn)介：?jiǎn)纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開(kāi)軟件，我們寫的匯編語(yǔ)言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，單片機(jī)的開(kāi)發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開(kāi)發(fā)MCS51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)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(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運(yùn)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)?！　?. 系統(tǒng)概述　　Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 C51單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開(kāi)發(fā)流程。開(kāi)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(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。　　 C51工具包的整體結(jié)構(gòu)圖3. 圖 （1）點(diǎn)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)Windows文件對(duì)話窗口，在文件名中輸入您的第一個(gè)C程序項(xiàng)目名稱，保存后的文件擴(kuò)展名為uv2，這是KEIL uVision2項(xiàng)目文件擴(kuò)展名，以后我們可以直接點(diǎn)擊此文件以打開(kāi)先前做的項(xiàng)目。（2）選擇所要的單片機(jī)，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(jìn)行程序的編寫了。（3）首先我們要在項(xiàng)目中創(chuàng)建新的程序文件或加入舊程序文件。如果你沒(méi)有現(xiàn)成的程序，那么就要新建一個(gè)程序文件。（4）點(diǎn)擊保存新建的程序，也可以用菜單File－Save或快捷鍵Ctrl+S進(jìn)行保存。，保存在項(xiàng)目所在的目錄中，這時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)程序單詞有了不同的顏色，說(shuō)明KEIL的C語(yǔ)法檢查生效了。鼠標(biāo)在屏幕左邊的Source Group1文件夾圖標(biāo)上右擊彈出菜單，在這里可以做在項(xiàng)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(guān)閉文件窗，程序文件已加到項(xiàng)目中了。這時(shí)在Source Group1文件夾圖標(biāo)左邊出現(xiàn)了一個(gè)小+號(hào)說(shuō)明，文件組中有了文件，點(diǎn)擊它可以展開(kāi)查看。（5）C程序文件已被我們加到了項(xiàng)目中了，下面就剩下編譯運(yùn)行了。進(jìn)入調(diào)試模式軟件窗口樣式大致如圖所示。圖中1為運(yùn)行，當(dāng)程序處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)才有效，2為停止，程序處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)才有效。3是復(fù)位，模擬芯片的復(fù)位，程序回到最開(kāi)頭處執(zhí)行。按4我們可以打開(kāi)5中的串行調(diào)試窗口，這個(gè)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(gè)項(xiàng)目也正是在這里看運(yùn)行結(jié)果。首先按4打開(kāi)串行調(diào)試窗口，再按運(yùn)行按鈕。要停止程序運(yùn)行回到文件編輯模式中，就要先按停止按鈕再按開(kāi)啟\關(guān)閉調(diào)試模式按鈕。然后我們就可以進(jìn)行關(guān)閉KEIL等相關(guān)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(jìn)制數(shù)字表示, 常用來(lái)保存單片機(jī)或其他處理器的目標(biāo)程序代碼。它保存物理程序存儲(chǔ)區(qū)中的目標(biāo)代碼映象。一般的編程器都支持這種格式。打開(kāi)目錄。，彈出項(xiàng)目功能菜單，選Options for Target39。Target139。,彈出項(xiàng)目選項(xiàng)設(shè)置窗口，同樣先選中項(xiàng)目文件夾圖標(biāo)，這時(shí)在Project菜單中也有一樣的菜單可選。打開(kāi)項(xiàng)目選項(xiàng)窗口，轉(zhuǎn)到Output選項(xiàng)。 　項(xiàng)目選項(xiàng)窗口。 　編譯信息窗口如上圖所示，沒(méi)有錯(cuò)誤，沒(méi)有警告才算編譯成功。主程序?qū)崿F(xiàn)的功能：與硬件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)便攜式甲醛檢測(cè)儀的各個(gè)功能。主要是檢測(cè)與顯示，時(shí)間調(diào)整與顯示，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。功能子函數(shù)的調(diào)用。初始化時(shí)鐘初 始 化LCD 屏顯示開(kāi)機(jī)畫面顯示時(shí)間顯示主菜單初始化CPU開(kāi)始讀鍵 ⑴模數(shù)轉(zhuǎn)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(hào)轉(zhuǎn)化為MCU能夠處理的數(shù)字信號(hào)，并傳送給MCU。⑵ 圖 ⑴按鍵時(shí)顯現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的一個(gè)控制按鈕，通過(guò)按鍵的操作，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)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(jiàn)下圖: 圖 ⑴DS1302模塊主要是用于設(shè)置時(shí)間和與MCU通信經(jīng)LCD顯示時(shí)間。⑵時(shí)鐘模塊操作流程圖見(jiàn)下圖： 圖 時(shí)鐘模塊操作流程圖⑴LCD模塊在本系統(tǒng)中主要起著開(kāi)界面漢字顯示，以及各控制效果的顯示。采用直接訪問(wèn)方式。⑵： 圖 第5章 系統(tǒng)仿真 前面已經(jīng)把單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)完成了，下一步就可以著手進(jìn)行仿真，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的