【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制系統(tǒng)中常用的模擬部件和其他數(shù)字外設(shè)及功能部件，而且執(zhí)行速度快。但其價(jià)格較貴以上兩種方案綜合考慮，選擇方案一 顯示方案論證 方案一：采用LED數(shù)碼管。LED數(shù)碼管由8個(gè)發(fā)光二極管組成，每只數(shù)碼管輪流顯示各自的字符。由于人眼具有視覺(jué)暫留特性，當(dāng)每只數(shù)碼管顯示的時(shí)間間隔小于1/16s時(shí)人眼感覺(jué)不到閃動(dòng)，看到的是每只數(shù)碼管常亮。使用數(shù)碼管顯示編程較易，但要顯示內(nèi)容多，而且數(shù)碼管不能顯示字母。 方案二：采用LCD液晶顯示器1602。其功率小，效果明顯，顯示編程容易控制，可以顯示字母。以上兩種方案綜合考慮，選擇方案二。 鍵盤方案論證方案一：矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤的按鍵觸點(diǎn)接于由行、列母線構(gòu)成的矩陣電路的交叉處。當(dāng)鍵盤上沒(méi)有鍵閉合時(shí)，所有的行和列線都斷開(kāi)，行線都呈高電平。當(dāng)某一個(gè)鍵閉合時(shí)，該鍵所對(duì)應(yīng)的行線和列線被短路。方案二：編碼式鍵盤。編碼式鍵盤的按鍵觸點(diǎn)接于74LS148芯片。當(dāng)鍵盤上沒(méi)有閉合時(shí)，所有鍵都斷開(kāi)，當(dāng)某一鍵閉合時(shí)，該鍵對(duì)應(yīng)的編碼由74LS148輸出。以上兩種方案綜合考慮，選擇方案一。該系統(tǒng)采用單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理及控制核心，由單片機(jī)完成人機(jī)界面、系統(tǒng)控制、信號(hào)的采集分析以及信號(hào)的處理和變換，采用按鍵輸入，利用液晶顯示電路輸出數(shù)字顯示的方案。將設(shè)計(jì)任務(wù)分解為按鍵電路、液晶顯示電路等模塊。圖（1）為系統(tǒng)的總體框圖 圖（1） 總體方框圖本設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要是：信號(hào)發(fā)生器硬件部分的設(shè)計(jì)（其它設(shè)計(jì)均在硬件的基礎(chǔ)上進(jìn)行）。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，硬件要實(shí)現(xiàn)的主要功能是：1）單片機(jī)將信號(hào)的采樣值或信號(hào)值寫入到存儲(chǔ)器（RAM）中。2）在信號(hào)值寫入后，發(fā)出控制信號(hào)，使地址發(fā)生器有效。3）地址發(fā)生器產(chǎn)生周期性的地址信號(hào)，對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀操作，并將數(shù)據(jù)輸出到數(shù)模轉(zhuǎn)換器中。4）數(shù)模轉(zhuǎn)換器將轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)放大器處理轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后輸出。5）對(duì)電路進(jìn)行仿真并通過(guò)示波器觀察和驗(yàn)證波形。6）可以通過(guò)頻率、幅值控制器更改波形的主要參數(shù)。該控制器應(yīng)能提供一個(gè)簡(jiǎn)易的人機(jī)界面來(lái)對(duì)波形的頻率和幅值進(jìn)行更改。軟件的主要功能實(shí)現(xiàn)：軟件的主要功能包括：①信號(hào)值的選取及各參數(shù)的初始化，如：三角函數(shù)表的制作等；②數(shù)據(jù)傳送軟件，將信號(hào)值送入到存儲(chǔ)器中；③判斷軟件，判斷數(shù)據(jù)是否傳送完畢；④啟動(dòng)控制軟件，啟動(dòng)地址發(fā)生器有效，讀取存儲(chǔ)器中的值送入數(shù)模轉(zhuǎn)化器中。⑥監(jiān)聽(tīng)軟件，用來(lái)監(jiān)聽(tīng)頻率、幅值控制器的改變，實(shí)時(shí)的將更改后的數(shù)據(jù)送到單片機(jī)中處理。4部分功能模塊 LCD5110模塊的概述 液晶顯示模塊是一類專門用于顯示字母，數(shù)字，符號(hào),圖形等的點(diǎn)陣型液晶顯示模塊。液晶顯示模塊是在一塊雙面印刷線路板上，它的一面用導(dǎo)電橡膠將電路與液晶顯示器件連接，另一面裝配所需要的驅(qū)動(dòng)器和控制器以及驅(qū)動(dòng)所需的分壓電路。與LED 顯示方式相比，耗電省，因此在移動(dòng)通訊、儀器儀表、電子設(shè)備、家用電器、高低檔人機(jī)介面等工業(yè)用、民用各方面有著日益廣泛的應(yīng)用。,顯示的信息量大,編程接口簡(jiǎn)單,提供詳細(xì)的硬件接口電路和二次軟件開(kāi)發(fā)板,可以方便的直接嵌入你的設(shè)備系統(tǒng)。良好的技術(shù)支持,為你的順利開(kāi)發(fā)提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。與其它類型的產(chǎn)品相比， 該模塊具有以下特點(diǎn)：84x48的點(diǎn)陣LCD，4行漢字可以被顯示，利用主處理器與串行口進(jìn)行通信，大幅度地減少了接口信號(hào)線數(shù)量，其中也的信號(hào)線也包括電源和地在內(nèi)僅有9條。多種串行通信協(xié)議可以被至此（如AVR單片機(jī)的SPI、MCS51 的串口模式0 等），高達(dá)4Mbps傳輸速率，沒(méi)有等待時(shí)間，可全速入顯示數(shù)據(jù)。可通過(guò)導(dǎo)電膠連接印制版和模塊，避免了連接電纜的麻煩，模塊被金屬鉤固定在印制板上，所以顯得非常便于安裝和更換。模塊的體積非常小，LCD控制器／驅(qū)動(dòng)器芯片已綁定到LCD晶片上。使用低電壓供電的方式，電流在200μA以下為正常顯示時(shí)的工作，而且同時(shí)是具有掉電模式。LCD5110模塊使用說(shuō)明電源供電電壓：—，也可使用5V，但是經(jīng)測(cè)試在5V供電時(shí)部分屏幕背景顏色發(fā)黑。數(shù)據(jù)接口電平：—5V背光電源電壓：模塊尺寸大小：（橫豎）安裝孔徑大?。?mm電路原理圖：管腳名稱及功能：管腳編號(hào) 管腳名稱 功能1 RST 復(fù)位2 CE 片選3 DC 數(shù)據(jù)/指令選擇4 DIN 串行數(shù)據(jù)線5 CLK 串行時(shí)鐘線6 電源正極7 LIGHT 背光控制，接地時(shí)背光燈亮。8 GND 電源負(fù)極在單片機(jī)系統(tǒng)中，液晶顯示是單片機(jī)系統(tǒng)反映系統(tǒng)輸出和操縱輸入的有效。液晶顯示模塊是一種將液晶顯示器件、連接件、集成電路、PCB線路板、背光源、結(jié)構(gòu)件裝配在一起的組件。英文名稱叫：“LCD Module”，簡(jiǎn)稱“LCM”，中文一般稱為“液晶顯示模塊”。 液晶顯示模塊在單片機(jī)系統(tǒng)中有許許多多優(yōu)點(diǎn) （1）高質(zhì)量的顯示效果 陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新亮點(diǎn)但是液晶顯示器卻是每一個(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。所以達(dá)到了了高畫質(zhì)的顯示效果并且不會(huì)閃爍。 （2）數(shù)字式接口 單片機(jī)系統(tǒng)的接口簡(jiǎn)單，液晶顯示器都是數(shù)字式的，操縱也更加方便。 （3）在重量和體積上有明顯優(yōu)勢(shì) 液晶顯示器在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器件要輕得多完全得益于它自身通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示目的。 （4）與同類器件相比更小的功耗 液晶顯示器得功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器件也要小得多。 通過(guò)對(duì)各類液晶顯示模塊得比較，本設(shè)計(jì)選擇了廣州銅鏵電子有限公司圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，型號(hào)為TG12864E，這是控制驅(qū)動(dòng)器集行、列驅(qū)動(dòng)器和控制器與一體，被廣泛應(yīng)用于小規(guī)模液晶顯示模塊，這種LCD有兩種接口方式：串行接口方式和并行接口方式，在本設(shè)計(jì)中，因?yàn)椴杉降臄?shù)據(jù)點(diǎn)不需要進(jìn)行存儲(chǔ)，直接處理顯示，而且輸入信號(hào)的頻率越高，需要的采樣數(shù)率越快，所以選用并行接口的方式，如圖41所示。 液晶顯示模塊在設(shè)計(jì)時(shí)需要解決的主要問(wèn)題在于2方面：（1）液晶示模塊的驅(qū)動(dòng)和編程（2）是在編程過(guò)程中涉及匯編語(yǔ)言的編程技術(shù) ATP89C51單片機(jī)模塊概述 AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。1．主要特性：與MCS51 兼容4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年全靜態(tài)工作：0Hz24Hz三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路2．管腳說(shuō)明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。