【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容1602液晶模塊的讀寫操作，屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（說(shuō)明1為高電平，0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H，光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H指令3：光標(biāo)和顯示位置設(shè)置I/D，光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移，S：屏幕上所有文字是否左移或右移，高電平表示有效，低電平表示無(wú)效。指令4：顯示開(kāi)關(guān)控制。D：控制整體的顯示開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表示關(guān)顯示。C:控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C ：高電平時(shí)顯示移動(dòng)的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)為雙行顯示，F(xiàn)：低電平時(shí)顯示5X7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5X10的顯示字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 LCD1602液晶時(shí)序LCD1602液晶基本操作時(shí)序如表43所示。表43 LCD1602液晶時(shí)序讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0—D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E=高脈沖輸出無(wú)讀數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0—D7=數(shù)據(jù)讀和寫操作時(shí)序如圖47和圖48所示。 圖47 讀操作時(shí)序 圖48 寫操作時(shí)序 LCD1602液晶初始化過(guò)程(1)延時(shí)15ms；(2)寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）；(3)延時(shí)5ms；(4)寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）；(5)延時(shí)5ms；(6)寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）；(7)（以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作之前均需檢測(cè)忙信號(hào)）；(8)寫指令38H：顯示模式設(shè)置；(9)寫指令08H：顯示關(guān)閉；(10)寫指令01H：顯示清屏；(11)寫指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置；(12)寫指令0CH：顯示開(kāi)及光標(biāo)設(shè)置； 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路（1）時(shí)鐘電路AT89S52采用CMOS工藝，因此它與80C51系列一樣，內(nèi)部有一個(gè)振蕩器，可以用于CPU的時(shí)鐘源。也允許采用外部振蕩器，由外部振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)加到振蕩信號(hào)的輸入端，作為CPU的時(shí)鐘源。XTAL1和XTAL2兩引腳分別為單級(jí)片內(nèi)反相放大器的輸入輸出端，其頻率范圍為0～33MHz。當(dāng)選擇片內(nèi)振蕩時(shí)，外接晶體振蕩器或者陶瓷振蕩器，還需要外接兩個(gè)小電容后接地。當(dāng)外接的是晶體振蕩器時(shí)，C1=C2=30177。10pF；當(dāng)外接陶瓷振蕩器時(shí)，則C1=C2=40177。10pF。當(dāng)選擇外部振蕩時(shí)，則外部振蕩器輸出信號(hào)接X(jué)TAL1引腳，而XTAL2引腳則懸空。實(shí)際應(yīng)用中一般采用片內(nèi)振蕩，本課題設(shè)計(jì)中也是采用片內(nèi)振蕩方式。時(shí)鐘電路如圖49所示。 圖49 時(shí)鐘電路 圖410 復(fù)位電路（2）復(fù)位電路復(fù)位是使CPU以及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并使系統(tǒng)從初始狀態(tài)開(kāi)始工作。AT89S系列的單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST腳輸入到片內(nèi)的復(fù)位電路，當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，且振蕩器工作穩(wěn)定后，如在RST腳上有從低電平上升到高電平并持續(xù)2個(gè)機(jī)器周期以上，CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)而無(wú)法執(zhí)行程序。因此要求單片機(jī)復(fù)位后能脫離復(fù)位狀態(tài)。常用的復(fù)位方式有：①上電復(fù)位上電復(fù)位要求接通電源后自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。實(shí)現(xiàn)方法是在RST引腳上外接一個(gè)電容C至供電電源Vcc，下接一個(gè)電阻R到地即可。當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電容C加給RST端一個(gè)短的高電平信號(hào)，此高電平隨著Vcc對(duì)電容C的充電過(guò)程而逐漸回落，即RST端上的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容C充電時(shí)間，為了保證系統(tǒng)能可靠的復(fù)位，RST端上的高電平必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。②上電且開(kāi)關(guān)復(fù)位如圖47所示，該電路既可以上電復(fù)位，又可以手動(dòng)復(fù)位。上電后，由于電容充電，使RST持續(xù)一段高電平時(shí)間。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行的時(shí)候，按下復(fù)位鍵也能使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電且開(kāi)關(guān)復(fù)位的操作。其中，電阻、電容的取值隨時(shí)鐘頻率的變化而變化。本課題設(shè)計(jì)就是使用此種復(fù)位方法。③定時(shí)監(jiān)視器（WDT，看門狗）復(fù)位在單片機(jī)應(yīng)用中，由于多種不確定因數(shù)（如干擾、程序BUG等），導(dǎo)致單片機(jī)的運(yùn)行軟件不按預(yù)先規(guī)定的順序執(zhí)行（稱為“程序跑飛”）或進(jìn)入死循環(huán)，從而達(dá)不到設(shè)計(jì)目的，甚至因不可預(yù)測(cè)的原因發(fā)生意外事故（這在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)尤為重要）。特地在單片機(jī)中設(shè)置了一個(gè)專用的硬件定時(shí)器，稱為“watchdog timer（WDT）”即“看門狗”。當(dāng)設(shè)計(jì)者通過(guò)軟件方式啟動(dòng)了WDT后，WDT就開(kāi)始按初始化中設(shè)置的定時(shí)周期做定時(shí)運(yùn)行。一旦定時(shí)結(jié)束，無(wú)論當(dāng)前軟件運(yùn)行到什么地方，將無(wú)條件強(qiáng)制CPU復(fù)位，然后從頭運(yùn)行軟件。這就是WDT的實(shí)際應(yīng)用。實(shí)際上這也就是一種硬件抗干擾的手段。當(dāng)然，為了避免程序在正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)被WDT中斷而干擾正常運(yùn)行，所以，軟件設(shè)計(jì)者必須讓運(yùn)行軟件在正常運(yùn)行中，并且在WDT每一個(gè)定時(shí)周期內(nèi)對(duì)WDT的運(yùn)行做復(fù)位操作。即，使得WDT重新從0開(kāi)始計(jì)時(shí)。這就是所謂“喂狗”。AT89S52內(nèi)置看門狗,它由13位的計(jì)數(shù)器組成。復(fù)位后,調(diào)用喂狗指令清零計(jì)數(shù)器,然后,每個(gè)機(jī)器周期該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1,當(dāng)記數(shù)值達(dá)到8191(1FFF)時(shí),產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào),系統(tǒng)復(fù)位。因此,在啟用看門狗后,至少要在 8191個(gè)機(jī)器周期內(nèi),調(diào)用一次喂狗指令,防止看門狗溢出復(fù)位。另外,系統(tǒng)在掉電模式下,晶振停止了震蕩,看門狗停止。當(dāng)外部中斷喚醒掉電模式時(shí),最好調(diào)用一次喂狗指令,防止看門狗溢出復(fù)位。由于AT89S52向下兼容AT98S51,AT89C51,所以在原有AT98S51,AT89C51的基礎(chǔ)上,可以直接加上看門狗功能,方便了產(chǎn)品的生級(jí)。 報(bào)警電路蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)膜發(fā)聲，因此需要一定的電流才能驅(qū)動(dòng)它，單片機(jī)I/O引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路。S51增強(qiáng)型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板通過(guò)三極管C8550來(lái)放大電流以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。如圖411所示，蜂鳴器的正極接到VCC（＋5V）電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的集電極C，，三極管截止，沒(méi)有電流流過(guò)線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此。，就可以調(diào)整控制蜂鳴器音調(diào)，產(chǎn)生各種不同音色、音調(diào)的聲音。另外，則可以控制蜂鳴器的聲音大小，這些都可以通過(guò)編程實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。圖411 報(bào)警電路5 硬件電路制作隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電路設(shè)計(jì)中的很多工作都可以由計(jì)算機(jī)來(lái)完成。Protel設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一套建立在PC環(huán)境下的EDA電路集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)，由于其高度的集成性與擴(kuò)展性，很快就成為PC平臺(tái)上最流行的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。用Protel進(jìn)行電路設(shè)計(jì)有原理圖的設(shè)計(jì)和PCB圖設(shè)計(jì)兩個(gè)步驟。 原理圖繪制原理圖的繪制是整個(gè)電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，它決定了后面工作的進(jìn)展。根據(jù)原理框圖和查閱的相關(guān)資料而設(shè)計(jì)出的硬件電路如圖51所示。原理圖的設(shè)計(jì)過(guò)程主要有以下幾個(gè)步驟：(1)打開(kāi)Protel 99 SE軟件，；(2)；(3)查找元器件,擺放元器件；(4)電路連線,屬性修改及報(bào)表的生成；(5)元件封裝及網(wǎng)絡(luò)表的生成；(6)保存文件。圖51 硬件原理圖在原理圖的設(shè)計(jì)過(guò)程中，原理圖中的元件庫(kù)中可能找不到自己要找的元件，這時(shí)就需要自己設(shè)計(jì)封裝。在畫原理圖后，將元件自動(dòng)編號(hào)，然后根據(jù)需要更改部分元件的編號(hào)。在定好元件編號(hào)后，使用TOOLS中的ERC進(jìn)行檢查，它會(huì)提示是否有編號(hào)相同的元件等錯(cuò)誤。在ERC檢查無(wú)誤后，便可以開(kāi)始封裝。在封裝好全部元件后，可以生成一個(gè)元器件報(bào)表，在報(bào)表中可以清楚的看到各元件的標(biāo)號(hào)和封裝代號(hào)，在進(jìn)一步檢查完畢后就開(kāi)始建立網(wǎng)絡(luò)表。 PCB圖繪制PCB圖的制作是電路板制作過(guò)程復(fù)雜重要的一個(gè)過(guò)程。制作PCB圖時(shí)應(yīng)該注意線的粗細(xì)，走向和孔的大小等等。以下是PCB的設(shè)計(jì)流程。PCB的設(shè)計(jì)流程分為網(wǎng)表輸入、規(guī)則設(shè)置、元器件布局、布線、檢查、復(fù)查、輸出六個(gè)步驟。（1）網(wǎng)表輸入網(wǎng)表輸入有兩種方法，一種是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能，選擇load Netlist，應(yīng)用OLE功能，可以隨時(shí)保持原理圖和PCB圖的一致，盡量減少出錯(cuò)的可能。另一種方法是直接在PowerPCB中裝載網(wǎng)表，選擇FileImport，將原理圖生成的網(wǎng)表輸入進(jìn)來(lái)。（2）規(guī)則設(shè)置如果在原理圖設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)把PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置好的話，就不用再進(jìn)行設(shè)置這些規(guī)則，因?yàn)檩斎刖W(wǎng)表時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)則已隨網(wǎng)表輸入進(jìn)PCB。如果修改了設(shè)計(jì)規(guī)則，必須同步修改原理圖，保證原理圖和PCB的一致。除了設(shè)計(jì)規(guī)則和層定義外，還有一些規(guī)則需要設(shè)置，比如Pad Stacks，需要修改標(biāo)準(zhǔn)過(guò)孔的大小。注意：PCB設(shè)計(jì)規(guī)則、層定義、過(guò)孔設(shè)置、CAM輸出設(shè)置已經(jīng)作成缺省啟動(dòng)文件，名稱為 ，網(wǎng)表輸入進(jìn)來(lái)以后，按照設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，把電源網(wǎng)絡(luò)和地分配給電源層和地層，并設(shè)置其它高級(jí)規(guī)則。在所有的規(guī)則都設(shè)置好以后，在PowerLogic中，使用OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB功能，更新原理圖中的規(guī)則設(shè)置，保證原理圖和PCB圖的規(guī)則一致。（3）元器件布局網(wǎng)表輸入以后，所有的元器件都會(huì)放在工作區(qū)的零點(diǎn)，重疊在一起，下一步的工作就是把這些元器件分開(kāi)，按照一些規(guī)則擺放整齊，即元器件布局。PCB提供了兩種方法，手工布局和自動(dòng)布局。①手工布局a. 工具印制板的結(jié)構(gòu)尺寸畫出板邊（必須在keepout layer層畫框）。b. 將元器件分散。c. 把元器件一個(gè)一個(gè)地移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，放到板邊以內(nèi)，按照一定的規(guī)則擺放整齊。②自動(dòng)布局 PCB提供了自動(dòng)布局和自動(dòng)的局部簇布局，但對(duì)大多數(shù)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，效果并不理想，不推薦使用。③注意事項(xiàng)a. 布局的首要原則是保證布線的布通率，移動(dòng)器件時(shí)注意飛線的連接，把有連線關(guān)系的器件放在一起將會(huì)使布局和連線更加合理；b. 數(shù)字器件和模擬器件要盡量分開(kāi)；c. 去耦電容盡量靠近器件的VCC；d. 放置器件時(shí)要考慮以后的焊接，不要太密集；e. 多使用軟件提供的Array和Union功能，提高布局的效率。（4）布線布線的方式也有兩種，手工布線和自動(dòng)布線。PCB提供的手工布線功能十分強(qiáng)大，包括自動(dòng)推擠、在線設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC），自動(dòng)布線由Specctra的布線引擎進(jìn)行，通常這兩種方法配合使用，常用的步驟是手工—自動(dòng)—手工。①手工布線，先用手工布一些重要的網(wǎng)絡(luò)，比如高頻時(shí)鐘、主電源等，這些網(wǎng)絡(luò)往往對(duì)走線距離、線寬、線間距、屏蔽等有特殊的要求；另外一些特殊封裝，如BGA，自動(dòng)布線很難布得有規(guī)則，就要用手工布線。，還要用手工布線對(duì)PCB的走線進(jìn)行調(diào)整。對(duì)不合理的地方要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)男薷摹＂谧詣?dòng)布線 手工布線結(jié)束以后，剩下的問(wèn)題就交給自動(dòng)布線器來(lái)自布。選擇ToolsSPECCTRA，啟動(dòng)Specctra布線器的接口，設(shè)置好DO文件，按Continue就啟動(dòng)了Sp