【文章內容簡介】 示開關及光標設置： (初始化 ) 0000 1DCB D 光標顯示 (1 有效 )、 C 光標顯示 (1 有效 )、 B 光標閃爍 (1 有效 ) 0000 01NS N=1(讀或寫一 個字符后地址指針加 1 amp。光標加 1)， N=0(讀或寫一個字符后地址指針減 1 amp。光標減 1) S=1 且 N=1 (當寫一個字符后，整屏顯示左移 ) s=0 當寫一個字符后，整屏顯示不移動 數(shù)據(jù)指針設置： 數(shù)據(jù)首地址為 80H，所以數(shù)據(jù)地址為 80H+地址碼 (027H， 4067H) 其他設置： 01H(顯示清屏，數(shù)據(jù)指針 =0，所有顯示 =0)； 02H(顯示回車，數(shù)據(jù)指針 =0)。 通常推薦的初始化過程： 延時 15ms 寫指令 38H 延時 5ms 寫指令 38H 延時 5ms 寫指令 38H 延時 5ms （以上都不檢測忙信號） （以下都要檢測忙信號） 寫指令 38H 寫指令 08H 關閉顯示 寫指令 01H 顯示清屏 寫指令 06H 光標移動設置 畢業(yè)設計論文 第 11 頁 共 32 頁 寫指令 0cH 顯示開及光標設置 單片機通過以上指令集和相應的 ASCII 碼表顯示數(shù)據(jù)。 圖 LM016L 的 ASCII 碼表 LM016L 與單片機接口設計 單片機與 LM016L可用以圖 的接法連接： E 7E 0E 1E 2E 3E 4E 5E 6d7d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6r sr wersrweE0E7 E1E2E3E4E5E6addaaddbaddcstoealeale1XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U6AT89C51D 71 4D 61 3D 51 2D 41 1D 31 0D 29D 18D 07E6R W5R S4V S S1V D D2V E E3LCD1LM016L234567891RP1RESPACK8C130pfC230pfX1CRYSTAL 圖 LM016L 與單片機的接口 畢業(yè)設計論文 第 12 頁 共 32 頁 電流系統(tǒng)的轉化電路 單片機 I/O 端口介紹 轉換電路的主要部分是單片機 AT89C51，它也屬于 51 單片機中的一類。 AT89C51 能處理各類信號，在信號送達后單片機內的各個存儲器和寄存器開始相應的動作來完成所要求的結果。 AT89C51 有四個端口， P0， P1， P2， P3 四個口，每個端口內部結構相同，但是所屬職能有所不同。圖 為單片機的引腳圖： 圖 單片機引腳圖 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I／ O 口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅動 8 個 TTL邏輯門電路，對端口 P0 寫 “l(fā)”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程 序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。在 Flash 編程時， P0 口接收指令字節(jié)。而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 P1 口： P1 是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口， P1 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL邏輯門電路。對端口寫 “l(fā)”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 畢業(yè)設計論文 第 13 頁 共 32 頁 與 AT89C5l 不同之處是， 和 還可分別 作為定時／計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ／ T2）和輸入（ ／ T2EX）。 Flash編程和程序校驗期間， Pl 接收低 8 位地址。 P2 口： P2 是一個帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口， P2 的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口 P2 寫 “l(fā)”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX@DPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX@RI 指令）時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內容。 Flash編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和一些控制信號。 P3 口： P3 口是一組帶有內部上拉電阻的 8 位雙向 I／ O 口。 P3 口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對 P3 口寫入 “l(fā)”時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P3 口除了作為一般的 I／ O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如 表 所示： 表 P3口引腳 的第二功能 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入口） TXD（穿行輸出口） INT0（外部中斷 0） INT1（外部中斷 1） T0（定時器 /計數(shù)器 0） T1（定時器 /計數(shù)器 1） WR（外部數(shù)據(jù)儲存器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)儲存器讀選通） 此外， P3 口還接收一些用于 Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 畢業(yè)設計論文 第 14 頁 共 32 頁 單片機除了 4 個端口外，還有其他引腳，在這里簡單介紹一下： RST：復位輸入。當振蕩器工作時， RST 引腳 出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ALE／ PROG：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 l／ 6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。對 Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能 將ALE 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 禁止位無效。 PSEN：程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。 EA／ VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復位時內部會鎖存 EA 端狀態(tài)。如 EA 端為高 電平（接 Vcc 端）， CPU則執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。 Flash存儲器編程時，該引腳加上 +12V的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 畢業(yè)設計論文 第 15 頁 共 32 頁 3 電流檢測系統(tǒng)軟件設計 AD 轉換和數(shù)據(jù)采集程序設計 數(shù)據(jù)采集是由 ADC0808 實現(xiàn)的， ADC0808 是以逐次逼近原理進行模 /數(shù)轉換的器件。其內部有一個 8 通道多路開關，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8路模擬輸入信號中的一個進行 A/D 轉換為了使 ADC0808 據(jù)采集和轉換工作，需要給ADC0808 引腳發(fā)入觸發(fā)信號：為了使 ADC0808 工作起來，需要有時鐘信號 clk，為了使 ADC0808 能夠開始轉換數(shù)據(jù)需要使 st 和 ale 有下降沿信號發(fā)生，因而需要為 st 和ale 端口提供下降沿信號；為了能使轉換完的數(shù)據(jù)輸出，需要為 ADC0808 提供輸出信號，即 oe 管腳需要高電平。在數(shù)據(jù)輸出完成后， oe 管腳要置于低電平，以為下次數(shù)據(jù)輸出做準備。 電流檢測系統(tǒng)的顯示子程序 電流系統(tǒng)的結果顯示是有 LM016L 液晶顯示器顯示出來。液晶顯示器共有 16 個管腳 ，數(shù)據(jù)指令傳送端 D0~D7，還有數(shù)據(jù)和地址命令切換端 rw， rs。當 rs 為高電平時，D0~D7 端口傳送地址信號，當 rw 為高電平時， D7~D0 傳送指令信號。在此期間， D7管腳除了傳輸數(shù)據(jù)和指令還兼做判斷 busy flag（以下簡稱 bf）寄存器的指示端。當 bf為 0 時，不執(zhí)行指令，只傳輸同一種類型的數(shù)據(jù)；當 bf 為 1 時，執(zhí)行指令，開始切換數(shù)據(jù)傳輸?shù)念愋汀?bf 的置位由液晶顯示器自動執(zhí)行。 e 管腳是使能信號輸入端，當為1 時，能為 LM016L傳送數(shù)據(jù)，當為 0 時不能傳送數(shù)據(jù)。 單片機內部數(shù)據(jù)傳輸程序和外部中斷程序 單片 機在執(zhí)行數(shù)據(jù)顯示的程序時，有 P0 口傳送到 P2 的數(shù)據(jù)和單片機內本身傳送給 P2 的 “current flow”數(shù)據(jù)，為了防止兩個數(shù)據(jù)發(fā)生干擾，于是選擇應用中斷程序。因為 ADC0808 完數(shù)據(jù)之后會由 eoc 管腳發(fā)出一個脈沖信號來提示單片機轉換完成，所以可以用這個信號成為單片機的 INT0 外部中斷。這樣單片機內部的數(shù)據(jù)和 P0 口傳到P2 口的數(shù)據(jù)之間不會產生干擾，可以分時傳送數(shù)據(jù)。 畢業(yè)設計論文 第 16 頁 共 32 頁 4 數(shù)據(jù)轉換計算 數(shù)據(jù)標定 在未將數(shù)據(jù)轉換之前， ADC0808 的顯示范圍為 0~255（十進制數(shù)），為了能使顯示的數(shù)據(jù)更準確，需要對 未轉換之前的數(shù)據(jù)進行標定，分別將數(shù)據(jù)分為大，中，小 3 部分進行，從而方便采集。標定值為： 0~85,86~170,171~255. 數(shù)據(jù)采集 在標定好數(shù)據(jù)之后，從標定的范圍中選取三組數(shù)據(jù)進行數(shù)學分析和計算，從而得出轉換所需要的參數(shù)，表 是所選取的三組數(shù)據(jù)： 表 數(shù)據(jù)采集 實際電流值 I（ mA） 標定范圍 顯示數(shù)據(jù) D 100 0~85 51 180 86~170 92 500 171~255 252 數(shù)據(jù)轉換計算 數(shù)據(jù)在采集好之后，要對其進行處理。根據(jù)圖 可知電流檢測 系統(tǒng)中實際電流值和顯示數(shù)據(jù)之間呈現(xiàn)線性關系： I=kD+b。其中 k和 d 是所求的參數(shù)。將上述采集的數(shù)據(jù)帶入線性關系式之后，解線性方程組可求得 k=,b=。將 k， D 這兩個參數(shù)帶入程序中就可顯示最終的結果。 數(shù)據(jù)驗算 一般而言，最終的顯示結果和真實結果之間的誤差在 1%之內算合格。通過最終驗算，所測數(shù)據(jù) 98%在合格范圍內，能達到一般精度等級。 畢業(yè)設計論文 第 17 頁 共 32 頁 5 子程序流程圖 ad 模數(shù)轉換和數(shù)據(jù)采集流程圖及程序附錄 模 擬 信 號通 道A l e ， s t下 降 沿 ？轉 換 數(shù) 據(jù)O e = 0 ？轉 換 數(shù) 據(jù) 傳 送 到 P 0 口A d d aA d d bA d d c否= 0是! = 0結 束結 束 功能說明：此流程