【文章內(nèi)容簡介】 選擇： 高電平：數(shù)據(jù) D0D7 將送入顯示 RAM； 低電平：數(shù)據(jù) D0D7 將送入指令寄存器執(zhí)行。 5 R/W H/L 讀 \寫選擇： 高電平：讀數(shù)據(jù)；低電平 ： 寫數(shù)據(jù) 7 6 E ，高電平有效，下降沿鎖定數(shù)據(jù) 。 7 DB0 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 8 DB1 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 9 DB2 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 10 DB3 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 11 DB4 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 12 DB5 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 13 DB6 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 14 DB7 H/L 數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 15 CS1 H/L 片選擇信號，低電平時選擇前 64列。 16 CS2 H 片選擇信號，低電平時選擇后 64列。 17 RET L 復(fù)位信號，低電平有效。 18 VEE 10V LCD 驅(qū)動電源 19 BL AC 背光電源 ,LED+ 20 BL AC 背光電源 ,LED (2) 128643A接口說明 ，如表 22 所示。 表 22 12864的接口說明 管腳號 管腳 電平 說明 1 c H 數(shù)碼管 c位 2 dp H 數(shù)碼管 dp位 3 e H 數(shù)碼管 e位 。 4 d H 數(shù)碼管 d位 5 g H 數(shù)碼管 g位 。 6 f H 數(shù)碼管 f位 7 位選 1 L 數(shù)碼管第一位選通位 8 位選 2 L 數(shù)碼管第二位選通位 9 b H 數(shù)碼管 b位 8 指令描述 共陰數(shù)碼管段選碼表 屏顯 數(shù)字 段選碼 abcdefg 0 11000000（ 0xC0） 1 11111001（ 0xF9） 2 10100100（ 0xA4） 3 10110000（ 0xB0） 4 10011001（ 0x99） 5 10010010（ 0x92） 6 10000010（ 0x82） 7 11111000（ 0xF8） 8 10000000（ 0x80） 9 10010000（ 0x90） HCF4511B 的說明 CD4511 是一個用于驅(qū)動共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼 — 七段碼譯碼器，特點如下： 具有 BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的 CMOS 電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動 LED 顯示器。 HCF4511B 引腳圖： 10 a H 數(shù)碼管 a位 9 其功能介紹如下： BI： 4 腳是消隱輸入控制端，當(dāng) BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 LT ： 3腳是測試輸入端，當(dāng) BI=1， LT=0 時，譯碼輸出全為 1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“ 8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。 LE：鎖定控制端，當(dāng) LE=0 時，允許譯碼輸出。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在 LE=0 時的數(shù)值。 A、 B、 C、 D 為 8421BCD 碼輸入端。 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g：為譯碼輸出端，輸出為高電平 1 有效。 CD4511 的內(nèi)部有上拉電阻，在輸入端與數(shù)碼管筆段端接上限流電阻就可工作 ，其輸出電流大致在 500mA左右。 邏輯功能見表： 選用共陰極數(shù)碼管，對于 CD4511 ，它與數(shù)碼管的基本連接方式如下圖 10 在本設(shè)計中，采用單片機的 P1 口作為 BCD 碼輸入端， P3 口作為位選選通輸入端控制數(shù)碼管顯示， 其中 ~ 控制 HCF4511 芯片的ＢＣＤ碼輸入端，Ｐ３．０～Ｐ３．５控制各數(shù)碼管顯示 。 且直接將芯片的 LT、 BI 引腳置低， LE=1 拉高，譯碼器是鎖定保持狀態(tài)。 具體連接如下圖：（電源與地未標(biāo)出） 11 3 硬件 設(shè)計 硬件主要組成部分 設(shè)計原理圖 ， 如圖 31 所示 。 圖 31 設(shè)計原理圖 本設(shè)計電路，硬件部分共由五個模塊組成：按鍵模塊、復(fù)位電路模塊、晶振電路模塊、發(fā)聲指示模塊、時間顯示模塊。 晶振電路模塊負(fù)責(zé)給單片機提供時鐘周期。復(fù)位單路模塊負(fù)責(zé)上電后自動復(fù)位，或按鍵后強制復(fù)位。上電后，由單片機內(nèi)部定時器計時，同時通過動態(tài)顯示函數(shù)自動將時分秒顯示到數(shù)碼管上。與此同時，按 鍵掃描函數(shù)，一直掃描按鍵引腳狀態(tài)，一旦掃描到按鍵被按下，即進(jìn)入相應(yīng)的功能函數(shù)。如果檢測到定時時間到，則驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲提示。 12 硬件電路說明 按鍵模塊 按鍵模塊 如圖 321所示。 圖 321 按鍵模塊 在該模塊中，采用四個按鍵作為電子時鐘的控制輸入，通過按鍵來實現(xiàn)時鐘的時間設(shè)置、定時、秒表功能。電路中將四個按鍵的一端接公共地，而單片機的 P2 口默認(rèn)為高電平，一旦按鍵被按下，則該按鍵對應(yīng)的額管腳被拉低，通過軟件掃描按鍵即可知道用戶所要實現(xiàn)的功能，調(diào)用相應(yīng)的按鍵子程序來完成該操作。 按鍵的去抖 動由軟件來實現(xiàn)。 單片機的復(fù)位電路 單片機的復(fù)位電路 ,如圖 323 所示。 圖 322 單片機的復(fù)位電路 當(dāng) MCS5l系列單片機的復(fù)位引腳 RST(全稱 RESET)出現(xiàn) 2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電后，保持 RST 一段高電平時間 。 13 單片機的晶振電路 單片機的晶振電路，如圖 324 所示。 圖 323 單片機的晶振電路 石英晶體也連接在晶振引腳的輸入和輸出之間 ， 等效為一個并聯(lián)諧振回路 ， 振蕩頻率應(yīng)該是石英晶體的并聯(lián)諧振頻率 。 晶體旁邊的兩個電容接地 ， 實際上就是電容三點式電路的分壓電容 , 接地點就是分壓點 。 以接地點即分壓點為參考點 ， 振蕩引腳的輸入和輸出是反相的 ， 但從并聯(lián)諧振回路即石英晶體兩端來看 , 形成一個正反饋以保證電路持續(xù)振蕩 。 發(fā)聲指示模塊 發(fā)聲指示模塊 ，如圖 325 所示。 圖 324 發(fā)聲指示模塊 發(fā)聲指示模塊分為發(fā)聲部分，指示部分兩部分。發(fā)聲部分由電源， 380 歐限流電阻 R1，LED 發(fā)光二極管三部分組成。正常情況下， Led引腳（ P2_0）為高電平， LED 兩端沒有電壓差，不發(fā)光，一旦按鍵按下，或定時時間到， Led 引腳（ P2_0） 被拉低， LED 被點亮。發(fā)生部分由蜂鳴器、電源、 9018 三極管、限流電阻組成。蜂鳴器由 PNP 三極管驅(qū)動，當(dāng) BZ管腳（ P2_1）為高時，三極管 be 級沒電壓差，三極管截止；反之，三極管導(dǎo)通，有電 流 14 流經(jīng)蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)聲。 時間顯示模塊 時間顯示模塊 如圖 326 所示。 圖 325 液晶顯示電路 時間顯示部分 的電路也很簡單， 由三個兩位的共陰 8 段 數(shù)碼管、四盞 Led 燈，加上一個 4511 譯碼驅(qū)動電路組成。在顯示過程中，單片機將要顯示的數(shù)字傳遞給 4511 芯片，同時通過位選選通要顯示的數(shù)碼管。 4511 芯片實現(xiàn)將 BCD 碼數(shù)字轉(zhuǎn)換為七段數(shù)碼管段選碼通過其輸出端輸出，同時提供約 500mA 的電流驅(qū)動數(shù)碼管點亮。 圖 326 數(shù)碼管譯碼驅(qū)動驅(qū)動電路 15 4 軟件設(shè)計 程序流程圖 主程序流程圖 ， 如 圖 41所示 。 圖 41 主程序流程圖 按鍵功能子程序 流程圖， 如 圖 42所示 。 16 圖 42 按鍵功能 子程序流程圖 軟件的仿真 軟件測試步驟如下： （ 1） 打開 Proteus 軟件。 （ 2） 選擇 file 菜單下的 open design..選項，找到所需的元器件，按照電路圖連接后并保存。 （ 3） 將用 KEIL 編譯過的 HEX 格式 程序，下載到單片機中： 右擊 51 單片機再左擊，再彈出的對話框中，選擇 program file 文本框或單擊文件圖標(biāo)， 17 瀏覽找到所編譯的程序。單擊確定。 （ 4） 單擊左下角運行按鈕，進(jìn)行軟件仿真 、 調(diào)試，直到出現(xiàn)正確的結(jié)果。 5系統(tǒng) 調(diào)試 硬件調(diào)試 排除元器件失效 造成這類錯誤的原因有兩個：一個是元器件買來時就已壞了 。另一個是由于安裝錯誤 ,造成器件燒壞?？梢圆扇z查元器件與設(shè)計要求的型號、規(guī)格和安裝是否一致。在保證安裝無誤后 ,用替換方法排除錯誤。 排除電源故障 在通電前 ,一定要檢查電源電壓的幅值和極性 ,否則很容易造成集成塊損壞。加電后檢查各插件上引腳的電位 ,一般先檢查 VCC與 GND 之間電位 ,若在 5V～ 之間屬正常。若有高壓 ,聯(lián)機仿真器調(diào)試時 ,將會損壞仿真器等 ,有時會使應(yīng)用系統(tǒng)中的集成塊發(fā)熱損壞。 聯(lián)機仿真調(diào)試 聯(lián)機仿真必須借助仿真開發(fā)裝置、示波器、萬用表等工具。這些工具是單片機開發(fā)的最基本工具。信號線是聯(lián)絡(luò) 8031 和外部器件的紐帶 ,如果信號線連結(jié)錯誤或時序不對 ,那么都會造成對外圍電路讀寫錯誤。 51 系列單片機的信號線大體分為讀、寫信號線、片選信號線、時鐘信號線、外部程序存貯器讀選通信號（ PSEN）、地址鎖存信號（ ALE）、復(fù)位信號等幾大類。這些信號大多屬于脈沖信號 ,對于脈沖信號借助示波器（這里指通用示波器）用常規(guī)方法很難觀測到 ,必須采取一定措施才能觀測到。應(yīng)該利用軟件編程的方法來實現(xiàn)。例如對片 選信號 ,運行下面的小程序就可以檢測出譯碼片選信號是否正常。 軟件調(diào)試 本 設(shè)計 的 軟 件 編譯 是在 Keil uVision3 上 進(jìn) 行的，此 軟 件可以生成 HEX 文件用于下 載到 單 片機上工作。 生成 HEX 文件后可以在 PROTUES 上進(jìn)行仿真調(diào)試。如圖 51 至 54 為仿真截圖。 （以下均為將掃描顯示間隔在 50Ms 下的截圖，實際下載到單片機的程序延時為 18 5MS） 圖 51 仿真截圖一 圖 52 仿真截圖二 19 圖 53 仿真截圖三 20 圖 54 仿真截圖四 21 備注：由于在用 Proteus 作 仿真的時候，軟件并不能完全符合實物的物理特性，所以在本設(shè)計的仿真方面，尤其是動態(tài)掃描方面，效果并不很成功，主要是動態(tài)掃描時，數(shù)碼管出現(xiàn)不能完全點亮，導(dǎo)致只有一部分段選顯示。經(jīng)過調(diào)查了解到，這是由于在 Proteus 仿真時，軟件中，數(shù)碼管只有點亮和不亮兩種狀態(tài)，而實際做動態(tài)掃描時，數(shù)碼管是處于亮與不亮之間，通過二極管的余暉及人眼的視覺延遲來實現(xiàn)的，所以在軟件仿真時并不能完美的展示時鐘時間。不過，通過放慢掃描顯示的頻率，可以看到略顯閃爍的結(jié)果，證明軟硬件的仿真成功。 22 總 結(jié) 通過做這次畢業(yè)設(shè)計，我學(xué)到 了很多東西，首先是對 Proteus 及 Keil 等軟件的運用，并對 數(shù)碼管動態(tài)顯示 方面的知識有了更多的理解，在以前我只是對這些軟件有個大概的了解，但通過這次實踐，是我對這些軟件有了更深刻的了解，在以后的學(xué)習(xí)及工作中將會起到很大的作用，這次我將自己所學(xué)的知識運用到了實踐當(dāng)中，使得理論有了實踐的指導(dǎo)。 但是由于我以前沒有 實際做過按鍵掃描控制數(shù)碼管動態(tài)掃描 這方面的內(nèi)容，所以在有些內(nèi)容的準(zhǔn)備上還有很多不足之處，我希望自己通過這次設(shè)計可以有很大的提高，從這次實踐中學(xué)到一些經(jīng)驗，并在以后的工作中有實踐的指導(dǎo)。 在硬件調(diào)試方面我 也學(xué)到了很多東西，對電路的檢查有了很多的經(jīng)驗，在軟件編譯方面是我有了很好的編譯習(xí)慣，并掌握了一些軟件編譯技巧 。 在論文的編寫方面，讓我有了很好的文字表達(dá)能力及理論到實踐的應(yīng)用能力，并對簡單的文字編譯有了更熟練的掌握。 總之，這次畢業(yè)設(shè)計使我受益匪淺，經(jīng)過認(rèn)真的制作，使 我對本科階段的學(xué)習(xí)有了圓滿的總結(jié)。