【文章內(nèi)容簡介】 。它可以顯示84行1616點(diǎn)陣的漢字，在本次設(shè)計(jì)中主要用其直觀顯示出某用戶家里所使用水表、電表和煤氣表的讀數(shù)。 引腳功能簡介LCD12864通常有20條引腳線，其中的2條線是背光電源線。 LCD12864引腳功能管腳號管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC+5V電源正3V0對比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7——DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7——DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7——DB0R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線10DB3H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線11DB4H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式16NC空腳17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效18VOUTLCD驅(qū)動電壓輸出端19AVDD背光源正端（+5V）20KVSS背光源負(fù)端 顯示模塊引腳連接。 顯示模塊引腳連接圖 鍵盤模塊根據(jù)設(shè)計(jì)需要，本系統(tǒng)設(shè)定鍵盤按鍵與主控機(jī)進(jìn)行信息交換。由于遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)涉及小區(qū)的每個用戶的電表、水表、煤氣表數(shù)據(jù)的采集，所以如果每家每戶都采用鍵盤控制的話，按鍵數(shù)量相對較多。但考慮本次設(shè)計(jì)的實(shí)際因素，本系統(tǒng)設(shè)定將4個鍵盤按鍵，只模擬采集3個用戶的電表、水表和煤氣表的數(shù)據(jù)信息。這4個按鍵分別為：清零按鍵、顯示1號用戶的數(shù)據(jù)按鍵、顯示2號用戶的數(shù)據(jù)按鍵、顯示3號用戶的數(shù)據(jù)按鍵。： 鍵盤模塊的電路圖由于目前使用的開關(guān)都是機(jī)械彈性開關(guān)，開關(guān)觸點(diǎn)的合、斷操作就對應(yīng)一個電壓信號，但是通常因?yàn)闄C(jī)械開關(guān)觸點(diǎn)的彈性作用，當(dāng)鍵盤閉合時，不會馬上很穩(wěn)定地接通，而按鍵斷開時，也不會馬上斷開，這樣就出現(xiàn)了“抖動”現(xiàn)象（時間一般為5~10ms）。所以，在設(shè)計(jì)鍵盤模塊時，怎樣消除抖動時設(shè)計(jì)中必須考慮的問題。針對抖動這個問題可從硬件、軟件兩方面予以考慮。硬件去抖通常采用基本RS觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)。軟件去抖即，在檢測到有按鍵按下時，執(zhí)行一個10ms以上（延時子程序的延時時間應(yīng)大于按鍵的抖動時間）的延時子程序后，再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，若仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認(rèn)該鍵處于閉合狀態(tài)[12] ；同理，在檢測到該鍵釋放后，也應(yīng)采用相同的步驟進(jìn)行確認(rèn)，從而可消除抖動的影響。由于軟件去抖可以節(jié)省硬件，處理靈活，所以本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用軟件去抖。鍵盤處理程序的任務(wù)主要是：確定是否有鍵被按下；如果有，判斷是哪個鍵；依據(jù)鍵的功能，轉(zhuǎn)相應(yīng)的處理程序；形成鍵編碼。 存儲模塊在單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的家用電器、儀器儀表、工業(yè)控制等諸多系統(tǒng)中，不僅要求能夠在線修改某些狀態(tài)參數(shù)，而且斷電后能保持該參數(shù)，這樣在上電后就可方便恢復(fù)系統(tǒng)狀態(tài)。本設(shè)計(jì)為了確保系統(tǒng)斷電后數(shù)據(jù)不丟失，選用I2C總線進(jìn)行E2PROM串行擴(kuò)展，I2C總線只需要兩根線，即串行時鐘線SCL和串行數(shù)據(jù)線SDA，便可以實(shí)現(xiàn)器件之間的全雙工數(shù)據(jù)傳送。它還采用器件地址的硬件設(shè)置方法，這樣就避免了通過軟件尋址器件片選線的方法。由于E2PROMAT24CXX有單電源供電，工作電壓范圍寬等特點(diǎn)，符合本次設(shè)計(jì)的要求，所以本系統(tǒng)存儲芯片選用24C02芯片。 管腳。 24C02芯片管腳圖 24C02芯片管腳功能管腳名稱功能A0 、A A2器件地址選擇SDA串行數(shù)據(jù)/地址SCL串行時鐘WP寫保護(hù)Vcc+ 工作電壓Vss地 存儲模塊電路。 存儲模塊電路圖 通信模塊并行通信和串行通信是計(jì)算機(jī)CPU與外部進(jìn)行交換信息的兩種方式。將所有的數(shù)據(jù)同時傳遞就是并行通信，它的優(yōu)點(diǎn)就是效率高，傳送速度快，可要傳送多少位數(shù)據(jù)就需多少根傳輸線，所以成本非常高。并行傳遞的距離通常小于30m。并行的數(shù)據(jù)傳送應(yīng)用在集成電路芯片的內(nèi)部、同一機(jī)箱內(nèi)各個插件板之間、同一插件板上各個部件之間等。串行通信是數(shù)據(jù)按順序傳輸，所以它的特點(diǎn)是只需一對傳輸線即可，速度慢、成本低、效率低，可是傳輸距離可以從幾米甚至到幾千公里。在計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)中，由于測控對象與控制中心之間距離一般較遠(yuǎn)，因此，一般都采用串行方式[13]，根據(jù)對數(shù)據(jù)流的分界，定時及同步的方法不同，串行通信又可分為同步串行方式和異步串行通信方式。異步串行方式即一個字符一個字符地傳送，是以字符為信息單位傳送的，一幀信息只包含一個字符，所以每次傳送的信息量少，而同步串行通信是以數(shù)據(jù)塊為信息單位傳送，每幀信息包含成百上千字符，每次傳送的位信息量大[14]，所以異步串行通信通常用于數(shù)據(jù)傳輸率要求不是很高和傳送數(shù)據(jù)量較少的場合。在設(shè)計(jì)通訊接口時，為了保證通訊的通訊速度，可靠性，抗干擾能力和通訊距離等問題，要根據(jù)需要選擇使用哪個標(biāo)準(zhǔn)接口，同時考慮傳輸介質(zhì)，通訊控制芯片和電平轉(zhuǎn)換等問題。在計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通訊主要采用異步串行通訊方式。每個串行標(biāo)準(zhǔn)接口有著各自的特點(diǎn)，具體的選擇原則是：通訊信道的抗干擾能力；通訊速度和通訊距離；可靠性。 RS232接口標(biāo)準(zhǔn)RS232最初是為遠(yuǎn)程通信直接數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE與數(shù)據(jù)通信設(shè)DCE而制定的，它是串行通訊中目前應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線，該標(biāo)準(zhǔn)適用于DCE和ETE之間點(diǎn)對點(diǎn)的串行二進(jìn)制通信，通信速率為4800，9600，192006bps等，[15]，在通信速率不高于20kbps時、RS232所能連接的最遠(yuǎn)距離為15m，驅(qū)動器的負(fù)載電容應(yīng)小于2500pf[15]，為保證設(shè)備控制準(zhǔn)確的完成、二進(jìn)制數(shù)據(jù)能夠正確傳送，有必要使所用的信號電平保持一致，為此RS232規(guī)定+3—+15V之間的任意數(shù)據(jù)表示邏輯“0”電平，3—150之間的任意電壓表示邏輯“1”電平。 RS485接口標(biāo)準(zhǔn)RS485接口標(biāo)準(zhǔn)與RS422標(biāo)準(zhǔn)一樣，也是一種平衡傳輸方式的串行接口標(biāo)準(zhǔn)，它在RS422A的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展。RS485標(biāo)準(zhǔn)允許在電路中有多個發(fā)送器，允許一個發(fā)送器驅(qū)動多個負(fù)載設(shè)備，負(fù)載設(shè)備可以是驅(qū)動發(fā)送器，接收器或收發(fā)器組合單元[16]，RS485標(biāo)準(zhǔn)的共線電路結(jié)構(gòu)在一對平衡傳輸線的兩端配置終端電阻，其發(fā)送器，接收器或組合收發(fā)器可掛接在平衡傳輸線上的任何位置，實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸中多個驅(qū)動器和接收器共享同一傳輸線的多點(diǎn)應(yīng)用。RS485標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)有[17]：①由于RS485標(biāo)準(zhǔn)采用差動發(fā)送/接收方式，所以共模抑制比高，抗干擾能力強(qiáng)。②傳輸率速高。它允許的最大傳輸速率可達(dá)10Mbps。③檢測精度高。可檢測到低于200mv的電壓。④傳輸距離遠(yuǎn)。采用雙絞線，當(dāng)傳輸速率為100kbps時。若傳輸速率下降，應(yīng)可以提高傳輸距離。⑤實(shí)現(xiàn)多層對多點(diǎn)的通信。RS485可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布系統(tǒng)最多可以另行掛接32個驅(qū)動器和32個接收器，這樣用戶可以利用單一的RS485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。不僅可以實(shí)現(xiàn)半雙工通信，而且可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信。RS485相比于RS232低成本、驅(qū)動器和接收器價格便宜，并且只需要單一的一個+5V(或者更低)。與之相對應(yīng)，RS232的最小177。5V輸出需要雙電源或者一個價格昂貴的接口芯片。充分考慮到通訊方式主要的選擇原則，如系統(tǒng)通信距離，抗干擾能力和通信速率等，此設(shè)計(jì)選擇具有平衡方式傳輸特性的RS485串行接口方式，MAX485是MAXIM公司生產(chǎn)的用于RS485通信的低功率芯片，采用半雙工的工作模式，芯片內(nèi)包括一個驅(qū)動器和一個接收器，MAX485芯片有8各管腳組成。 MAX485引腳圖 A為RS485總線接口，DI是發(fā)送端，RO為接收端，分別與單片機(jī)串行口的TXD、RXD連接，RE、DE為收發(fā)使能端， RS485芯片最多可掛接64臺驅(qū)動器和接收器，最大傳輸速率10Mbps，當(dāng)傳輸速率為100bps時，最大傳輸距離1200米。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要使AT89C51和上位PC實(shí)現(xiàn)通信，其工作原理為：單片機(jī)先和max485芯片連接，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，經(jīng)過RS485串口再連接一個max485芯片，再次將電平轉(zhuǎn)換為TTL電平，此時，必須再連接一個max232芯片才能與PC機(jī)進(jìn)行連接。經(jīng)過以上描述。 通信模塊連接圖在程序設(shè)計(jì)中，為了確保系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時性，提高數(shù)據(jù)采集器程序的執(zhí)行速度和精度，節(jié)約系統(tǒng)資源，采用C語言編寫，主要是系統(tǒng)控制部分，采用模塊化結(jié)構(gòu)，由各個子程序完成，在程序設(shè)計(jì)上充分考慮系統(tǒng)各功能模塊之間的協(xié)調(diào)，監(jiān)控程序用于控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)。 開 始N 初始化LCD清零等待中斷 信號采集模塊 磁盤模塊 顯示模塊上位機(jī)計(jì)費(fèi) 模塊 N 顯示模塊 Y 結(jié) 束 軟件部分具體編程主要包括：系統(tǒng)主程序、顯示子程序、鍵盤子程序、通信子程序。系統(tǒng)主程序負(fù)責(zé)先完成初始化，再直接或通過中斷的方式調(diào)用子程序，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體功能。顯示子程序負(fù)責(zé)將采集到的數(shù)據(jù)顯示在LCD液晶顯示屏上，可以顯示每個用戶所消耗的水量、電量和煤氣量。鍵盤子程序負(fù)責(zé)掃描鍵盤按鍵，通過不同按鍵實(shí)現(xiàn)不同顯示功能。通信子程序負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)51單片機(jī)和上位機(jī)之間的信息交流。AT89c51單片機(jī)主程序：void main(){ uchar i。 CH=0XFF。//關(guān)閉所有通道 InitLCD()。 Display_PIC(amp。tab_start[0])。//開機(jī)畫面 delay()。//延時5s ClearScreen(0)。 CH=0X01。//打開通道1 InitTimer()。//初始化定時器 while(1) { for(i=1。i=3。i++) { disp_power(i)。 } }} 顯示子程序設(shè)計(jì)顯示子程序主要是實(shí)現(xiàn)用LCD液晶顯示出所采集用戶的水量、電量和煤氣量等相關(guān)信息。主程序一開始運(yùn)行則設(shè)置堆棧起始地址為00H，設(shè)置寄存器，首先系統(tǒng)進(jìn)入主函數(shù)進(jìn)行初始化，使其各個指令、數(shù)據(jù)寄存器的值進(jìn)行清空，屏幕不顯示任何字符。該設(shè)計(jì)包括先在LCD16824上顯示“歡迎使用”，然后根據(jù)按鍵的控制決定顯示哪個用戶的信息，調(diào)用對應(yīng)的中斷。： 開 始 讀 忙N 忙？Y寫顯示內(nèi)容到顯存LCD顯示 顯示子程序流程圖顯示模塊主要代碼如下：/******************************* 寫命令*******************************/void Write_COM(uchar ){ CheckBusy()。//狀態(tài)檢查，LCD是否忙 RS=0。 //向LCD發(fā)送命令。RS=0寫指令，RS=1寫數(shù)據(jù) RW=0。//R/W=L ，E=H→L數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR //_nop_()。 DATA=。 // :命令 //delayms()。 EN=1。//EN下降源 _nop_()。 EN=0。 //delayms()。}/******************************* 寫顯示數(shù)據(jù)*******************************/void Write_DAT(uchar dat) { CheckBusy()。//狀態(tài)檢查，LCD是否忙 RS=1。 // RS=0寫指令，RS=1寫數(shù)據(jù) RW=0。// R/W=L ，E=H→L數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR //_nop_()。 DATA=dat。//dat:顯示數(shù)據(jù) //delayms()。 EN=1。 //EN下降源 _nop_()。 EN=0。 //delayms()。} 鍵盤子程序設(shè)計(jì)鍵盤電路設(shè)計(jì)成矩陣式按鍵，通過按鍵控制顯示用戶的用水量、用電量或用煤氣量。程序設(shè)計(jì)中先判斷按鍵編碼，然后依據(jù)每個編碼把鍵盤所代表的數(shù)值送入相應(yīng)的存儲單元，然后可實(shí)現(xiàn)功能選擇或數(shù)據(jù)處理。 。 初始化掃描P0口，判斷哪個鍵被按下 選擇用戶，數(shù)據(jù)采集處理 顯示子程序 通信子程序設(shè)計(jì)下位主控機(jī)和上位機(jī)之間采用RS485總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，RS485總線只定義了物理層的電氣標(biāo)準(zhǔn)，對上層通信協(xié)議沒有具有的規(guī)定。在單片機(jī)與PC機(jī)進(jìn)行通信之前先約定好波特率并寫入控制字，選中發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)，以便之后進(jìn)行發(fā)送和接收。 開 始串行初始化，設(shè)置波特率及字符格發(fā)送地址N 從機(jī)應(yīng)答？YN與從機(jī)地址相符？Y發(fā)送命令接受從機(jī)狀態(tài)接受數(shù)據(jù)N 數(shù)據(jù)接受完？Y 返 回結(jié) 論隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對家庭環(huán)境的要求越來越來高。人們生活的便捷、安全和舒適都由于科技的發(fā)展和自動化等技術(shù)變得更美好。隨著傳統(tǒng)的儀器逐漸被現(xiàn)代電子儀器所替代，電子儀器的整體水平也發(fā)生巨