【正文】 H：寫入 DDRAM 后，地址指針加一，比如第一個(gè)字符寫入 80H，則下一個(gè)字符會(huì)寫入 81H；屏幕上的內(nèi)容也是不滾動(dòng)。這應(yīng)該是最常用的一種顯示 方式。 07H：寫入 DDRAM 后，地址指針加一，同上一種情況；每一個(gè)字符寫入以后，屏幕上的內(nèi)容向左滾動(dòng)一個(gè)字符位。 ④ 屏幕開關(guān)、光標(biāo)開關(guān)、閃爍開關(guān)。 08H、 09H、 0AH、 0BH：關(guān)閉顯示屏，實(shí)質(zhì)上是不把 DDRAM 中的內(nèi)容對(duì)應(yīng)顯示在屏幕上，對(duì) DDRAM的操作還是在進(jìn)行的，執(zhí)行這條指令，接著對(duì) DDRAM 進(jìn)行寫入，屏幕上沒有任何內(nèi)容，但是接著執(zhí)行下面的某條指令，就能看到剛才屏幕關(guān)閉期間，對(duì) DDRAM 操作的效果了。 0cH：打開顯示屏，不顯示光標(biāo)，光標(biāo)所在位置的字符不閃爍。 0dH：打開顯示屏，不顯示光標(biāo)，光標(biāo) 所在位置的字符閃爍。 0eH：打開顯示屏，顯示光標(biāo)，光標(biāo)所在位置的字符不閃爍。 0fH：打開顯示屏，顯示光標(biāo)，光標(biāo)所在位置的字符閃爍。 關(guān)于光標(biāo)的位置：光標(biāo)所在的位置指示了下一個(gè)被寫入的字符所處的位置，加入在寫入下一個(gè)字符前沒有通過指令設(shè)置 DDRAM 的地址，那么這個(gè)字符就應(yīng)該顯示在光標(biāo)指定的地方。 ⑤ 設(shè)置光標(biāo)移動(dòng)（本質(zhì)就是 AC 的增加還是減少）、整體畫面是否滾動(dòng)。 10H：每輸入一次該指令， AC 就減一，對(duì)應(yīng)了光標(biāo)向左移動(dòng)一格。整體的畫面不滾動(dòng)。 14H：每輸入一次該指令， AC 就加一，對(duì)應(yīng)了光標(biāo)向右移動(dòng)一格。整 體的畫面不滾動(dòng)。 18H：每輸入一次該指令，整體的畫面就向左滾動(dòng)一個(gè)字符位。 1CH：每輸入一次該指令，整體的畫面就向右滾動(dòng)一個(gè)字符位。畫面在滾動(dòng)的時(shí)候，每行的首尾是連在一起的，也就是每行的第一個(gè)字符，若左移 25 次，就會(huì)顯示在該行的最后一格。在畫面滾動(dòng)的過程中， AC 的值也是變化的。 ⑥ 顯示模式設(shè)定指令，設(shè)定了顯示幾行，顯示什么樣的點(diǎn)陣字符，數(shù)據(jù)總線占用幾位。 21 20H： 4 位總線，單行顯示，顯示 57 的點(diǎn)陣字符。 24H： 4 位總線，單行顯示，顯示 510 的點(diǎn)陣字符。 28H： 4 位總線，雙行顯示，顯示 57 的點(diǎn)陣 字符。 2CH： 4 位總線，雙行顯示，顯示 510 的點(diǎn)陣字符。 30H： 8 位總線，單行顯示，顯示 57 的點(diǎn)陣字符。 34H： 8 位總線，單行顯示，顯示 510 的點(diǎn)陣字符。 38H： 8 位總線，雙行顯示，顯示 57的點(diǎn)陣字符。這是最常用的一種模式。 3CH： 8 位總線，雙行顯示，顯示 510 的點(diǎn)陣字符。 22 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 8051 軟核對(duì)測頻和測周模塊進(jìn)行控制。具體編程參照 等精度頻率計(jì)測頻時(shí)序圖（圖47）和 等 精度頻率計(jì)測周時(shí)序圖 （ 圖 48）。 通過按鍵來控制測頻、測周及占空比的選擇。具體過程主控制流程圖（圖 51）。 具體程序見附件 2。 初 始 化液 晶 屏 設(shè) 置掃 描 按 鍵判 斷 有 鍵 按 下 ？鍵 值 ？處 理 按 鍵 得 鍵 值測 頻 測 周 占 空 比0 1 H0 4 H0 2 HNY顯 示 圖 51 系統(tǒng)主流程圖 測頻及測周程序設(shè)計(jì) 通過對(duì) 等精度頻率計(jì)測頻時(shí)序圖（圖 47）和 等精度頻率計(jì)測周時(shí)序圖 （ 圖 48）。 具體的測周及測 23 頻過程見圖 52. 啟 動(dòng) 測 頻開 始 計(jì) 數(shù)啟 動(dòng) 測 周S t a r t = 0 ？計(jì) 數(shù) 頻 率 數(shù)將 計(jì) 數(shù) 值 送 到 單 片機(jī)E E N D = 1 ?NYNY計(jì) 算 頻 率 值 計(jì) 算 周 期 值將 計(jì) 數(shù) 值 送 到單 片 機(jī)顯 示 頻 率 值 顯 示 頻 率 值測 周 子 程 序測 頻 子 程 序 圖 52 測頻和測周子程序流程圖 24 顯示程序設(shè)計(jì) 參照 1602 的芯片資料及時(shí)序。 1602 的顯示流程圖如圖 53. 入 口讀 狀 態(tài) 字B U S Y = 0 ?讀 指 令 代 碼 或 顯 示 數(shù)據(jù) 讀 顯 示 數(shù) 據(jù)退 出NY 圖 53 液晶顯示控制流程圖 25 第六章 系統(tǒng)整體調(diào)試 本系統(tǒng)調(diào)試分為軟件調(diào)試和硬件調(diào)試。 一． 硬件調(diào)試方法： 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的．許多硬件故障只有通過軟。硬件聯(lián)調(diào)才能發(fā)現(xiàn)，但一般是先排除系統(tǒng)中比較明顯的硬件故障后才和軟件一起聯(lián)調(diào)。 對(duì)本系統(tǒng)先對(duì) 8051 軟核進(jìn)行調(diào)試。具體過程見第四章。由于 8051 核調(diào)試不像傳統(tǒng)的單片機(jī)那樣， 在設(shè)置 PLL 模式下， 8051 核 的 I/O 默認(rèn)為上拉電阻。對(duì)頻率計(jì)模塊的測試在此不做過多的介紹。頻率模塊的仿真波形必須要達(dá)到我們?cè)O(shè)計(jì)的功能。本設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)要求的功能。 二．軟件調(diào)試 軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)有關(guān)，如果采用模塊程序設(shè)計(jì)技術(shù)，則逐個(gè)模塊調(diào)好后再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)。如果采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，一般是逐個(gè)任務(wù)進(jìn)行調(diào)試。 對(duì)于模塊結(jié)構(gòu)程序．要一個(gè)個(gè)子程序分別調(diào)試。調(diào)試時(shí)，一定要符合入口條件和出口條件，調(diào)試可用單步運(yùn)行和斷點(diǎn)運(yùn)行方式，通過檢查用者系統(tǒng)的 CPU 現(xiàn)場情況。 RAM 的內(nèi)容和 I／ O 口的狀態(tài)，檢測程序執(zhí)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求，有無循 環(huán)錯(cuò)誤。有無機(jī)器碼錯(cuò)誤以及轉(zhuǎn)移地址的錯(cuò)誤，同時(shí)，還可以發(fā)現(xiàn)用者系統(tǒng)中存在的硬件設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和軟件算法錯(cuò)誤。 各程序模塊通過后，則可以把相關(guān)功能塊連在一起進(jìn)行總調(diào)。這個(gè)階段若有故障，可以考慮各子程序運(yùn)行時(shí)是否破壞了現(xiàn)場，緩沖單元。工作寄存器是否發(fā)生沖突，標(biāo)志位的建立和清除是否有誤，堆棧區(qū)是否有溢出，輸入設(shè)備的狀態(tài)是否正常等等，若用者系統(tǒng)是在開發(fā)機(jī)的監(jiān)控程序下運(yùn)行時(shí)，還要考慮用者緩沖單元是否和監(jiān)控程序的工作單元發(fā)生沖突。 整個(gè)系統(tǒng)包括硬件平臺(tái)和軟件功能實(shí)現(xiàn)兩部分。硬件包括 MCU 核心系統(tǒng)和外圍輔助電路。軟件包括程序 調(diào)試器軟件、 8051 IP 核 控制頻率模塊及顯示。 整個(gè)系統(tǒng)測試包括硬件平臺(tái)測試和軟件功能測試。 在硬件驗(yàn)證時(shí)， FPGA采用 ALTERA公司 CYCLONE系列的 EP2C5TP144C8,雙時(shí)鐘頻率，測頻模塊的標(biāo)準(zhǔn)頻率為 40MHz,其它部分 (含 MC8051)邏輯工作時(shí)鐘頻率為 12MHz,系統(tǒng)建立后實(shí)現(xiàn)了對(duì) MC8051 定時(shí)器定時(shí)功能的驗(yàn)證。頻率計(jì)模塊進(jìn)行測試。 本系統(tǒng) 體調(diào)試結(jié)果如下： 表 61 測頻數(shù)據(jù)表 輸入頻率（ HZ） 20M 示波器上值 (HZ) 600 系統(tǒng)測值（ HZ） 誤差 由表 61 可以看出本頻率計(jì)的 測頻精度：測頻全域相對(duì)誤差恒為百萬分之一 。 經(jīng)過測試 測頻范圍為～ 100MHz 脈寬測試范圍 s～ 1s，測試精度 s。 占空比測試（顯示）精度 1％～ 99％（注，計(jì)算精度比此高）。 26 結(jié)束語 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 分 兩個(gè) 階段： VHDL 語言設(shè)計(jì)硬件電路。 8051 單片機(jī)的 IP 核下的設(shè)計(jì) 控制頻率控制模塊 。 SOPC 技術(shù)以中硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的內(nèi)核 (IP Core)復(fù)用和超深亞微米技術(shù)為支撐，采用 SOPC 技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的芯片是面向特定用戶的芯片，它能最大程度滿足嵌入式系統(tǒng)的要求，與傳統(tǒng)的板上系統(tǒng)相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)： ①充分利用 IP技術(shù)，減少了產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜性和開發(fā)成本，縮短了產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間； ②單芯片集成電路可以有效地降低系統(tǒng)功耗； ③減少了芯片對(duì)外引腳數(shù)，簡化了系統(tǒng)加工的復(fù)雜性； ④減少了外圍驅(qū)動(dòng)接口單 元及電路板之間的信號(hào)傳遞，加快了數(shù)據(jù)傳輸和處理的速度； ⑤內(nèi)嵌的線路可以減少甚至避免電路板信號(hào)傳送時(shí)所造成的系統(tǒng)信號(hào)串?dāng)_。 在本設(shè)計(jì)中由于采用了 SOPC 技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性有了很大提高。因此，SOPC 技術(shù)及應(yīng)用的特點(diǎn)決定它可以為復(fù)雜的板上系統(tǒng)提供了一種更高效更穩(wěn)定的解決方案 。 通過本系統(tǒng)設(shè)計(jì)，熟悉了 VHDL 語言，熟悉了 8051 軟核的使用。 理解了等精度測頻的基本原理。熟悉了一個(gè)系統(tǒng)開發(fā)的過程。 深刻體會(huì)到 基于 IP 設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 的優(yōu)點(diǎn)。 27 致 謝 28 參考文獻(xiàn) [3]朱耀東 ， 經(jīng)亞枝 ， 張煥春 . 基于 FPGA 的 LCDamp。VGA 控制器設(shè)計(jì) .《電子技術(shù)應(yīng)用》 .2021， 6. 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[7] [8] [9] [10] 29 附 錄 附件 IO/ASDO1IO/nCSO2IO3IO4VCCIO5GND6IO7IO8IO9TDO10TMS11TDI13TCK12DATA014DCLK15nCE16CLK017CLK118GND19nCONFIG20CLK220CLK322VCCIO23IO24IO25IO26IO27IO28VCCIO29IO30IO31IO32GND33GND34VCCINT/PLL35GND36V CC I N T37GND38GND39IO40IO41IO42IO43IO44IO45V CC I O46IO47IO48GND49V CC I N T50IO51IO52IO53V CC I O54IO55GND56IO57IO58IO59IO60GND61V CC I N T62IO63IO64IO65V CC I O66IO67GND68IO69IO70IO71IO72GND108VCCINT107GND106GND105IO104IO103VCCIO102IO101IO100IO99GND98IO97IO96VCCIO95IO94IO93IO92CLK491CLK590CLK689CLK788IO87IO86MSEL085MSEL184CONF_DONE83nSTATUS82IO81IO80IO79GND78VCCIO77IO76IO75IO74IO73IO1 4 4IO1 4 3IO1 4 2IO1 4 1GND1 4 0IO1 3 9V CC I O1 3 8IO1 3 7IO1 3 6IO1 3 5IO1 3 4IO1 3 3IO1 3 2V CC I N T1 3 1GND1 3 0IO1 2 9GND1 2 8V CC I O1 2 7IO1 2 6IO1 2 5V CC I N T1 2 4GND1 2 3IO1 2 2IO1 2 1IO1 2 0IO1 1 9IO1 1 8GND1 1 7V CC I O1 1 6IO1 1 5IO