【文章內(nèi)容簡介】 來表示漢字的區(qū)域當 lr 0 表示左區(qū) lr 1 表示中區(qū) lr 2 表示右區(qū) X 表示頁面 Y表示列地址則 就可以定義出這個字在屏上的實際位置以第一行的智字為例這個字位于模塊的左區(qū)則 lr 0 精確地表示出它的位置這里要注意的是每個漢字占用的行地址是兩頁如智字占的就是 X0和 X1 即第二行的漢字其 X 2 而不是1 因此第二行的電就應(yīng)該表示為 其它字符依此設(shè)計即可 液晶顯示控制驅(qū)動器 HD61202 及其兼容液晶顯示控制器是一種帶有驅(qū)動輸出的圖形液晶顯示控制器而在小規(guī)模點陣液晶顯示模塊上使用液晶顯示 驅(qū)動器組成液晶顯示驅(qū)動控制系統(tǒng)是非常有益的這將使液晶顯示模塊的硬件電路簡單化從而降低模塊的成本同時也提高了對軟件功能的要求許多顯示功能如光標字符庫閃爍都需要由軟件編制而成 HD61203和 HD61202就是這類液晶顯示驅(qū)動控制器套件之所以稱它們?yōu)樘准且驗?HD61203和 HD61202必須配套使用通常有 12864和 19264兩種規(guī)格其特點如下 1．內(nèi)藏 6464 4096 位顯示 RAMRAM 中每位數(shù)據(jù)對應(yīng) LCD 屏上的一個點的亮暗狀態(tài) 2． HD61202 及其兼容控制器是列驅(qū)動器具有 64 路列驅(qū)動輸出 3． HD61202 及其兼容控制驅(qū)動器讀寫時序與 68 系列微處理妻相符因此它可直接與 68 系列微處理器借口相聯(lián) 4． HD61202 及其兼容控制器的占空比為 132164 液晶顯示模塊的特點 MGLS12864 圖形液晶顯示模塊的驅(qū)動和控制系統(tǒng)是由一片 KS0107B 或兼容驅(qū)動器 HD61203 作為行驅(qū)動器和兩片 KS0108B 或兼容驅(qū)動器 HD61203 作為列驅(qū)動器組成的 它的主要技術(shù)參數(shù)及其供電特點如下 電源 DC5V 模塊內(nèi)自帶用于 LCD 驅(qū)動的負壓電路 顯示內(nèi)容 12864 全屏幕點陣 指令形式七種指令 接口形式與控制器 采用 8 位數(shù)據(jù)總線和 8 位控制線相連 工作環(huán)境－ 1050℃ 模塊應(yīng)用有三種電源邏輯電源液晶驅(qū)動電壓背光電壓 本次選用的模塊是雙電源供電 VDDV0 需要提供一個液晶驅(qū)動電壓用以調(diào)節(jié)對比度接在液晶模塊的 V0 引腳上由于液晶的對比度會隨著溫度的變化而相應(yīng)變化所以其液晶顯示驅(qū)動電壓值應(yīng)隨著溫度作相應(yīng)的調(diào)整這里采用了一個電位器調(diào)整電壓值 背光供電為 3841V 的支流電源選用電源太大不僅增加功耗更有可能損壞背光燈和縮短模塊的使用壽命 MGLS12864 的邏輯電路圖如下 圖 28 MGLS12864 的邏輯電路圖 MGLS12864 液晶顯示模塊一共有 20 個引腳它的接口定義如下 表 22 MGLS12864 的接口電路 序號 符號 狀態(tài) 功 能 １ D7 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 ２ D6 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 ３ D5 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 4 D4 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 5 D3 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 6 D2 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 7 D1 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 8 D0 三態(tài) 數(shù)據(jù)總線 9 E 輸入 RW LE 的下降沿鎖存數(shù)據(jù)線 RW HE 為 H 時數(shù)據(jù)由控制器輸出至數(shù)據(jù)線 10 RW 輸入 RW LE H 數(shù)據(jù)由控制器輸出數(shù)據(jù)線 RW HE 的 下降沿數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線輸入到控制器 11 DI 輸入 DI L 表示DB7DB0 為顯示數(shù)據(jù) DI H 表示 DB7DB0 為顯示指令 12 V0 液晶顯示器驅(qū)動電壓 13 VCC 電源正 14 GND 電源地 15 CS1 輸入 片選信號 16 CS2 輸入 片選信號 17 VOUT LCD 負壓驅(qū)動電壓 18 RET 輸入 復(fù)位信號 19 LED 顯示模塊背光電源 20 LED 顯示模塊背光電源 第四節(jié) 電源電路的設(shè)計 在本次的設(shè)計中要供電給 mega16和 LCD顯示模塊兩部分而一個 LM7805的輸出電流不足所以本人打算將 mega16 和顯示模塊分別供電所以實際電路中用到了兩片 7805 下面就一個電源電路給出設(shè)計方案另一個同樣原理 5V 電源電路的設(shè)計 加圖 圖 29 5V 的電源電路設(shè)計原理圖 上圖是 LM78作為輸出電壓固定的典型電路圖正常工作時輸入輸出電壓差為 38V輸入電壓 PS為 9V電路中接入電容 C5用來實現(xiàn)頻率補償防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩和抑止電路引入的干擾 C11 是有極性的電解電容以減小穩(wěn)壓電壓輸出端由輸入電源引入的電平干 擾 D1 是保護二極管當輸入端短路時給輸出電容器 C11 一個放電電路防止 C11 兩端電壓作用于調(diào)壓管的 be 結(jié)造成調(diào)壓管 be結(jié)擊穿而損壞其中 C5C11 兩個電容只是起濾波作用選用的大小沒有特別的要求 第五節(jié) 硬件電路設(shè)計 經(jīng)過對以上對 ATmega16L 芯片的端口存儲器時鐘電路以及復(fù)位電路和 LCD液晶顯示等原理的介紹后現(xiàn)在就可以完成對這部分硬件電路的設(shè)計了再結(jié)合前面的分析采用間接訪問的方式實現(xiàn)單片機與液晶顯示模塊之間的連接 LCD 模塊的 8 位數(shù)據(jù)線接在了 Atmega16L 芯片 B 口的 8 位數(shù)據(jù)線上這里用了一個 74LS24作為鎖存 器使它們間接連接在一起 LCD的 ENDICS1CS2RW分別連接到 PA3PA7上其詳細的接法見下圖 圖 210 硬件接線圖 第六節(jié) PROTEL99 的應(yīng)用簡介 經(jīng)過前面的努力智能充電器硬件電路的設(shè)計在本人及同組人的共同努力下已經(jīng)完成接下來便是根據(jù)前面的設(shè)計用軟件畫出其原理圖并生成ＰＣＢ板PROTEL99SE是一個全 32位的電路板設(shè)計軟件使用該軟件可以容易地設(shè)計電路原理圖畫元件圖設(shè)計電路板圖畫元件封裝圖和電路仿真 在這里主要用它來繪制電路原理圖和生成印制電路板原理 圖的設(shè)計步驟如下 設(shè)置原理圖設(shè)計環(huán)境其中工作環(huán)境設(shè)置是使用 DesignOptions 和 Tool 和Preferences 菜單進行的畫原理圖環(huán)境的設(shè)置主要包括圖紙大小捕捉柵格電氣柵格模板設(shè)置等 放置元件將電氣和電子元件放置在圖紙上 原理圖布線元件一旦放置在原理圖上不需要用導(dǎo)線將元件連接起來連接時一定要符合電氣規(guī)則 編輯和調(diào)整編輯元件的屬性包括元件名參數(shù)封裝圖等調(diào)整元件和導(dǎo)線的位置等操作 本次設(shè)計所用的主要元件屬性如下 表 23 主要元件表 說明 編號 封裝 元件名稱 單片機 U1 DIP40 Atmega16 LCD J2 DIP20 LCD 模塊 電阻 R AXIAL03 RES2 電容 C RAD01 CAP 鎖存器 U5 DIP20 74LS245 NPN 三極管 Q TO46 2N2222A 晶體 X XTAL1 XTAL 通用運放 U2AU2B DIP8 LM358 檢查原理圖使用電氣規(guī)則功能 ERC 檢查原理圖的連接是否合理和正確給出檢查報告若有錯誤則要根據(jù)錯誤進行改正 生成網(wǎng)絡(luò)表所謂網(wǎng)絡(luò)表就是元件名封裝參數(shù)及元件之間的連接表通過該表可以確認各個元件和它們之間的關(guān)系 打印原理 圖 對電路板的設(shè)計主要分為以下幾個步驟 使用原理圖編輯器設(shè)計原理圖進行電氣檢查 ERC 并生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)表 進入電路板 PCB 環(huán)境使用電路向?qū)Т_定電路板的層數(shù)尺寸等電路板參數(shù) 使用 DesignNetlist 菜單調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表 由于在前面的元件封裝不規(guī)范這里面出現(xiàn)了許多錯誤通過請教老師及自己的不懈努力花了數(shù)天的時間才全部改了出來 布置元件就是將元件合理地分布在電路板上自動布置元件或人工布置元件多次布置直到自己滿意為止 人工布線是畫電路板的基礎(chǔ)但比較耗時和費力另外由于自身經(jīng)驗的不足只得先采用自動布線在此基礎(chǔ)上作了適當?shù)男薷? 完成修飾等工作完成整個電路板的設(shè)計 接下來是焊接的工作這部分相對來說并不陌生在大二時曾進行過電子課程的實習(xí)主要就是完成收音機的焊接雖然以后接觸得比較少但通過幾天的練習(xí)還是基本圓滿地完成了任務(wù)焊接通常要求①焊點接觸良好尤其避免虛焊的產(chǎn)生②焊點要有足夠的機械強度以保證被焊點不致滑落③焊點表面應(yīng)美觀有光澤這塊板子面積不算大 約 90cm70cm 元器件引腳多看起來很密集從焊下來的結(jié)果來看焊點還可以也算比較美觀最 關(guān)鍵的是沒有短路的情況發(fā)生 焊接完成后整個硬件電路原理繪制原理路焊接等工作已全部完成下面轉(zhuǎn)到軟件部分的設(shè)計 第三章 軟件設(shè)計 由于本人主要負責設(shè)計軟件部分而本人之前對 C 語言這門課的學(xué)習(xí)不是非常的精通因此在著手本章之前本人對 C語言以及 AVR單片機與 C語言編程方面的書籍做了認真仔細的回顧學(xué)習(xí)和再研究這樣才對下面設(shè)計工作的開展打下了基礎(chǔ)在本章里本人將先介紹 C語言開發(fā)的優(yōu)勢然后介紹 LCD的顯示原理模塊的軟件特性等接下來便是最主要的整個程序的設(shè)計 開發(fā)單片機的優(yōu)勢 C 語言是一種編譯型的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言具有簡單 的語法結(jié)構(gòu)和強大的處理功能具有運行速度快編譯效率高移植性好和可讀性強等多種優(yōu)點可以實現(xiàn)對系統(tǒng)便件的直接操作用 C 語言來編寫目標系統(tǒng)軟件可以大大縮短開發(fā)周期且明顯地增加軟件的可讀性便于改進和擴充從而開發(fā)出大規(guī)模高性能的應(yīng)用系統(tǒng)其優(yōu)勢如下 可以大幅度加快開發(fā)進度程序量越大用 C 語言就越有優(yōu)勢 無需精通單片機指令集和具體的硬件也能夠編出符合硬件實際專業(yè)水平的程序 可以實現(xiàn)軟件的結(jié)構(gòu)化編程使得軟件的邏輯結(jié)構(gòu)變得清晰有條理便于開發(fā)小組計劃任務(wù)分工合作源程序的可讀性和可維護性都很好 省去了人工分配單片機資源的工作在匯編語言 中要為每一個子程序分配單片機的資源在使用 C 語言后只要在代碼中申明一下變量的類型編譯器就會自動分配相關(guān)資源根本不需要人工干預(yù)從而有效地避免了人工分配單片機資源的差錯 匯編語言的可移植性很差而 C 語言只要將一些與硬件相關(guān)的代碼作適當?shù)男薷木涂梢苑奖愕匾浦驳狡渌N類的單片機上 C語言提供 autostaticflash等存儲類型針對單片機的程序存儲空間數(shù)據(jù)存儲空間及 EEPROM 空間自動為變量合理地分配空間而且 C 語言提供復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型極大地增強了程序處理能力和靈活性 C 編譯器能夠自動實現(xiàn)中斷服務(wù)程序的現(xiàn)場保護和恢復(fù)并且提 供常用的標準函數(shù)庫供用戶使用并且 C 編譯器能自動生成一些硬件的初始化代碼 對于一些復(fù)雜系統(tǒng)的開發(fā)可以通過移植 或 C 編譯器提供 的實時操作系統(tǒng)來實現(xiàn) 正由于 C語言在系統(tǒng)開發(fā)中的優(yōu)勢這次設(shè)計的所有程序設(shè)計都將采用 C語言編寫且通過 ICCAVR 編譯器操作 AVR 的硬件資源 32 液晶顯示漢字或字符的原理 LCD本身不發(fā)光只是調(diào)節(jié)光的亮度目前市面上的 LCD顯示器都是利用液晶的扭曲一向列效應(yīng)制成這是一種電場效應(yīng)夾在兩片導(dǎo)電玻璃電極間的液晶經(jīng)過一定處理它內(nèi)部的分子呈直角扭曲當線性偏振光透過其偏振面便會旋轉(zhuǎn)一個直角當在 玻璃電極上加上電壓后在電場作用下液晶的扭曲結(jié)構(gòu)消失偏振光便可以直接通過當去掉電場后液晶分子又恢復(fù)取扭曲結(jié)構(gòu)把這樣的液晶置于兩個偏振片之間改變偏振片相對位置就可以得到白底黑子或黑底白字的顯示形式結(jié)合以上知識具體顯示原理如下 1 線段的顯示 點陣圖形式液晶由 MN 個顯示單元組成假設(shè) LCD 顯示屏有 64 行每行有 128列每 8 列對應(yīng) 1 字節(jié)的 8 位即每行由 16 字節(jié)共 168 128 個點組成屏上 6416 個顯示單元與顯示 RAM 區(qū) 1024 字節(jié)相對應(yīng)每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)例如屏的第一行的亮暗由 RAM 區(qū)的 00H00FH 的 16 字節(jié)的內(nèi)容決定當 000 FFH時如屏的左上角顯示一條短亮線長度為 8個點當 3FFH FFH時則顯示屏的右下角顯示一條短亮線當 000H FFH 001H 00H 002H FFH 003H 00H 00EH FFH 00FH 00H 時則在屏的頂部顯示一條由 8 段亮線和 8 段暗線組成的虛線這就是LCD 顯示的基本原理 2 字符的顯示 用 LCD顯示一個字符時比較復(fù)雜因為一個字符由 68或 88點陣組成既要找到和顯示屏上某幾個位置對應(yīng)的顯示 RAM區(qū)的 8字節(jié)還要使每字節(jié)的不同的位為 1其它的為 0為 1的點亮為 0的不亮這樣一來就組成某個字符但對于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器 如 HD61202 來說顯示字符就比較簡單了可讓控制器工作在文本方式根據(jù)在 LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示 RAM對應(yīng)的地址設(shè)立光標在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可 3 漢字的顯示 漢字的顯示一般采用圖形方式事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼每個漢字占 32B分左右兩半部各占 16B左邊為 135右邊為 246根據(jù)在 LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找到顯示 RAM 對應(yīng)的地址設(shè)立光標送上要顯示的漢字的一字節(jié)光標位置加 1送第二字節(jié)按行按列對齊送第三字節(jié)直到 32B顯示完就可在 LCD 上得到一個完整的漢字 33 LCD 模塊的指令說明 要完成顯示程序的設(shè)計必須了解 LCD 液晶模塊的指令系統(tǒng)這里采用的 LCD是北京精電蓬遠顯示技術(shù)公司生產(chǎn)的 MGLS 系列圖形液晶顯示模塊其內(nèi)藏KS0108BHD61202 控制器 KS0108B 及其兼容控制驅(qū)動器 HD61202 的指令系