【文章內容簡介】 指移動總體或光標； 6） 功能設置： DL 接口數位， L 指顯示行數， F 顯示字型；如 DL=1： 8 位 =0， 4位 N=1： 2 行 =0： 1 行 ， G=1： 510=0： 57(點陣 ) RS R/W 操作 0 0 寫命令操作 (初始化，光標定位等 ) 0 1 讀狀態(tài)操作 (讀忙標志位 ) 1 0 寫數據操作 (要顯示內容 ) 1 1 讀數據操作 (可以把顯示存儲區(qū)中的數據反讀出來 ) 第 11頁 共 31頁 7） CGRAM 地址設制：相當于一個數據庫，可以在其中選擇所需要的符號； 8） DDRAM 地址設制：顯示定位； 9） 讀 BF 和 AC： B 為最高位忙的標志， F 為標志位； 10） 寫 數據：將數據按要求寫入到對應的單元； 11） 讀數據：讀相應單元內的數據； 表 32 命令字 指令名稱 控制信號 控制代碼 RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 歸 HOME位 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 輸入方式設制 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 顯示狀態(tài)設制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 無標畫面滾動 0 0 0 0 0 1 S/C RL * * 功能設置 0 0 0 0 1 DL N F * * CGRAM地址設制 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 DDRAM地址設制 0 0 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 讀 BF和 AC 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 寫數據 1 0 數 據 讀數據 1 1 數 據 (3)寫命令字 由表 32 可知當 RS=0， R/W=0 時，才可以通過單片機或用戶指令把數據寫到 LCD模塊，此時就對 LCD 進行調制。可采用查詢方式：先讀入狀態(tài)字，再判斷忙標志位，最后寫命令字。圖 310 所 示 為寫命令字的流程圖。 第 12頁 共 31頁 圖 310 寫命令字流程圖 1） 定義光標位置 顯示數據的某位，就是把顯示數據寫在相應的 DDRAM 地址中， DDRAM 地址占 7 位。 Set DDRAM address 命令如表 33 所示。光標定位，寫入一個顯示字符后，DDRAM 地址會自動加 1 或減 1，加或減由輸入方式設置。 表 33 Set DDRAM address 命令 RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 第 1 行 DDRAM 地 址與第 2 行 DDRAM 地址并不連續(xù) ， 如表 34 所示 。 表 34 DDRAM 地址 row 1 2 3 4 5 … 14 15 16 line1 80H 81H 82H 83H 84H … 8dH 8eH 8fH line2 0c0H 0c1H 0c2H 0c3H 0c4H … 0cdH 0ceH 0cfH 2） LCD 初始化 從通電開始延時，先經過判忙后再進行功能設置，過一段時間后可以設制顯示狀態(tài)（如設制行、位或陣列）再經過延時清屏后才可以設置輸入方式，具體實現(xiàn)過程如圖 311 所示。 第 13頁 共 31頁 圖 311 LCD 初始化流程圖 2． LCD 顯示程序設計 LCD 顯示程序的設計一般先要確定 LCD 的初始化、光標定位、確定顯示字符后，顯示流程 如圖 312 顯示。 圖 312 LCD 顯示程序流程圖 第 14頁 共 31頁 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 根據需要，可將系統(tǒng)軟件按照功能劃分為 4 個模塊，分別是主程序模塊、 A/D 轉換模塊、液晶顯示模塊、中斷服務程序模塊 (改變顯示的小數點位置 )，各模塊的功能關系如圖 41 所示。編寫系統(tǒng)軟件時，可首先編寫各模塊的底層驅動程序，而后是系統(tǒng)聯(lián)機調試，編寫上層主程序。 圖 41 系統(tǒng)軟件框圖 主程序設計 圖 42 主程序流程圖 系統(tǒng)主程序 液晶管顯示 A/D轉換 中斷服務 . 第 15頁 共 31頁 主程序主要負責各個模塊的初始化工作：設置定時器、寄存器的初值，啟動 A/D轉換，讀取轉換結果，處理量程轉換響應，控制液晶實時顯示等，其流程圖如圖 42所示。 A/D 轉換程序 A/D 轉換程序的功能是采集數據，在整個系統(tǒng)設計中占有很高的地位。當系統(tǒng)設置好后，單片機掃描轉換結束管腳 的輸入電平狀態(tài)，當輸入為高電平則轉換完成，將轉換的數值轉換并顯示輸出。若輸入為低電平，則繼續(xù)掃描。程序流程圖如圖43 所示。 圖 43 A/D 轉換程序流程圖 中斷服務程序 中斷服務程序的功能是為 ADC0808 提供時鐘信號，當中斷發(fā)生時將 AT89C51單片機的 管腳將輸出信號取反，為 ADC0808 提供 12kHz 時鐘信號。 第 16頁 共 31頁 第 5 章 系統(tǒng)仿真與調試 在進行電路的局部調試之后，我又進行了系統(tǒng)整機調試。首先為 ADC0808 接上+12V 的電壓，為其它芯片接上 +5V 的工作電壓。另外還要輸入待測的模擬電壓，該電壓從 200mV 以下的電壓開始輸起，依次增大，直到達到待測電壓的上限 50V 為止，記錄測量數據并分析系統(tǒng)性能。 分局部調試 1． 檢查 ADC0808 是否工作 ADC0808 集成了三個控制端。如果某一控制端為高電平則對應的開關將接通。為測量其是否工作，我們將它的三個控制端用導線引出分別接高低電平，發(fā)現(xiàn)測量結果與理論分析結果一致， ADC0808 工作正常。 2． 各量程調節(jié) 這一步調試是建立在上述兩步調試的基礎上的。針對不同的檔位，我們通過接入不同待測的模擬量來調節(jié)電壓。 整機調試 本系統(tǒng)的測試采用 Proteus 軟件，系統(tǒng)在 Proteus 軟件中仿真時使用的元件如表51 所示。測試表明，系統(tǒng)運行正常，能準確將直流模擬信號的電壓轉換成數值顯示，并 能精確到 5 位有效數字，達到了設計的要求。 表 51 元件 名稱 及屬性 序號 元件名 屬性 序號 元件名 屬性 1 AT89C51 單片機 7 LM016L LCD1602 3 CAP 電容 8 ADC0808 8 位 A/D 轉換器 4 CAPELEC 電解電容 9 PULLUP 上拉電阻 5 CRYSTAL 晶振 10 SWPOT4 4 路模擬開關 6 RES 電阻 11 74LS02 與非門 第 17頁 共 31頁 系統(tǒng)仿真 采用 Keil編譯器進行源程序編譯及仿真調試，調好程序后將目標程序導入 Proteus進行軟 硬件調試，基于單片機實現(xiàn)的數字電壓表測試值見表 52 所示。 表 52 測試值與真實值 電壓表測得值 /V 絕對誤差 /V + + + + + + + + 電壓表測得值 /V 絕對誤差 /V + + + + + + + + + 從表中可以看出，電壓表測得值誤差均在 以內，這與采用 8 位 A/D 轉換器所能達到的理論誤差精度相比較接近，因此在一般的應用場合都可以滿足要求。 第 18頁 共 31頁 結 論 本設計以 AT89C51 單片機為控制核心，通過集成摸數轉換芯片 ADC0808 將被測信號轉換成數字信號，經單片機內部程序處理后，由液晶顯示器 LCD1602 顯示測量結果。 仿真測試表明，系統(tǒng)性能良好，測量讀數穩(wěn)定易讀、更新速度合理，直流電壓測量范圍為 0～ 50V，最小分辨率為 ，滿足任務 書指標要求。但是，該系統(tǒng)也存在一定程度的不足，例如： 輸入電壓易發(fā)生干擾不穩(wěn)定，且驅動能力可能存在不足，需在被測信號的輸入端加上一部分驅動電路，比如將量程轉換電路改成帶放大能力的自動量程轉換電路，將幅值較小的信號經適當放大后再測量，可顯著提高精度； 輸出量可用平均值算法來改善，使測量準確度更高。 若能將測量的電壓值實時保存，使用時將更方便。 ADC0808 可實現(xiàn)對 8 個通道的輸入信號輪流轉換，本設計僅僅使用了其中一個通道，造成了較大的資源浪費。若能對電路稍加改進，實現(xiàn)對多路信號的輪流測量并自動 保存相應結果，其應用價值將會更大。 第 19頁 共 31頁 致 謝 本文是在 **老師的精心指導下完成的。在此向他表示衷心的感謝。感謝同學的鼓勵和幫助，讓我順利完成本次設計任務。通過短暫的畢業(yè)設計，從而提高了我的理論水平，真正做到學有所用，雖然在其過程中我也遇到一些困難，但是從中我也得到了很多的幫助，沒有半途而廢，沒有灰心喪氣，我都一一克服了，這些都是一種收獲，最讓我感到高興的是終于按質按量的完成了畢業(yè)設計。 感謝我的指導老師，他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡啟迪。本次 畢業(yè)設計的每一個細節(jié)都離不開您的細心指導。 感謝同學、朋友的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ 第 20頁 共 31頁 參考文獻 [1] 徐愛鈞 ． 智能化測量控制儀表原理與設計（第二版） ． 北京：北京航空航天大學出版社， 2021 [2] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉 ． 8051 單片機實踐與應用 ． 北京：清華大學出版社，2021 [3] 黃智偉 ． 全國大學生電子設計競賽訓練教程 ． 北京：電子工業(yè)出版社，