【正文】 所以 為了保證傳輸?shù)目煽啃裕?在本設(shè)計(jì)中采取盡可能減少 連線距離和盡可能 增 大 PCB 布線寬度，這樣 可以使電磁波對信號的影響降到 最小。一個(gè)系統(tǒng)既有高速數(shù)字電路，又有模擬電路，為避免數(shù)字電路對模擬電路的工作造成干擾，兩者的接地不要相混，而分別與電源端地線相連。 接地 抗干擾 接地是抑制干擾的重要方法，如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來，就可以解決大部分干擾問題。 加裝濾波器 （ 1）低通濾波器：電源系統(tǒng)的干擾源大部分是高次諧波，因此采用低通濾波器濾 去高次諧波，以改善電源波形。如果無內(nèi)阻存在，任何噪聲都會被電源短路吸收，在線路中不會建立任何干擾電壓。 ，原因是基準(zhǔn)電壓不準(zhǔn)確，調(diào)準(zhǔn)好基準(zhǔn)電壓后，轉(zhuǎn)換精確度提高。 液晶顯示器上只顯示第一行的字母“ Voltage” ,無法 正常 顯示電壓的數(shù)值， 調(diào)試中 LCD1549 的轉(zhuǎn)換輸出有信號，由此判定是軟件的問題，檢查后發(fā)現(xiàn)程序中未將轉(zhuǎn)換結(jié)果送出顯示。 硬件調(diào)試 檢查 過軟件程序及 實(shí)物的布線圖 、 主要 元器件的焊接都無誤后， 在 調(diào)試過程中 發(fā)現(xiàn)了 以下問題： 無時(shí)鐘信號輸入， 檢查后發(fā)現(xiàn) 分頻器輸出端與信號輸入端是用跳線連接， 原因?yàn)?電路虛焊所致。改正后重新編 譯，未出現(xiàn)問題，編譯成功。 第 調(diào)試 軟件調(diào)試 本 軟件程序 是用 C語言 進(jìn)行 編寫的，采用 Microsoft Visual Studio 2021 Express軟件進(jìn)行編譯，采用模塊化編程方式，對各模塊分別進(jìn)行調(diào)試。本 軟件功能強(qiáng)大，人機(jī)界面操作便捷 ，可以 很 容易地設(shè)計(jì) 出 電路原理圖，是業(yè)內(nèi)首選的電路板設(shè)計(jì)工具。 在 整個(gè)設(shè)計(jì)的后期制作 中 ， 軟件程序的編寫作為 最后的 關(guān)鍵 步驟更加需要反復(fù)的 查錯(cuò)與細(xì)心的修正 ， 所以 在 本 設(shè)計(jì)的收尾過程中，自己的程序編寫的能力得到了提高與完善 。 所以 為了盡可能減少錯(cuò)誤的出現(xiàn)和檢查的方便，在 編 寫程序時(shí)， 都 按照規(guī)范的程序?qū)懛ㄈ?，并且加上詳?xì)的注釋 。 其中 要注意的是在程序 編寫與 設(shè)計(jì)上，要根據(jù)電路功能 的 要求和硬件電路 原理 圖畫出程序流圖。各個(gè)功能程序運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行結(jié)果以及運(yùn)行要求都要設(shè)置狀態(tài)標(biāo)志以便查詢，程序的轉(zhuǎn)移、運(yùn)行、控制都可通過狀態(tài)標(biāo)志條件來控制。 3．程序存儲區(qū) 與 數(shù)據(jù)存儲區(qū)要合理規(guī)劃， 這樣 既能節(jié)約內(nèi)存容量，又 可以增強(qiáng)操作 的便捷性 。 2．各程序?qū)崿F(xiàn) 功能 模塊化，子程序化。 應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)的，應(yīng)可靠實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。在本設(shè)計(jì)中，軟件結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，分為 主程序模塊、 LCD顯示模塊、延時(shí)模塊、 AD轉(zhuǎn)換模塊等 。在硬件結(jié)構(gòu)一定的情況下，只要改變軟件 的程序編寫 就能實(shí)現(xiàn)一些不同的功能。另外除了上述器件外，其他的元件如電阻，電容的選擇都是由一些典型電路 設(shè)計(jì)，經(jīng)測試調(diào)節(jié)確定 電路 構(gòu)造 更 容易 于理解和分析，這一點(diǎn)給最后的調(diào)試帶來很大的方便。 F1 為保險(xiǎn)絲，它保證了整個(gè)電路的安全 。 基本操作時(shí)序： 讀狀態(tài) 輸入： RS=L， RW=H， E=H 輸出： DB0～ DB7=狀態(tài)字 寫指令 輸入： RS=L， RW=L， E=下降沿脈沖， DB0～ DB7=指令碼 輸出：無 讀數(shù)據(jù) 輸入： RS=H， RW=H， E=H 輸出： DB0～ DB7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入： RS=H， RW=L， E=下降沿脈沖， DB0～ DB7=數(shù)據(jù) 輸出：無 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 AC 輸入電路 交直流輸入電路，即被測電壓輸入電路，整個(gè)電路以整流橋?yàn)橹饕Y(jié)構(gòu)，被測信號經(jīng)由此電路變?yōu)榉€(wěn)定模電信號，送入 TLC1549AD 轉(zhuǎn)換電路 ，其電路原理圖如下： 圖 交直流輸入電路 其中 J4 測量交流電路電壓值 ,J5 測量直流電路電壓值 ,而 整流橋的 功能 是把交流電變?yōu)橹绷麟姟? 2 將用戶自己設(shè)計(jì)的圖形存入 CGRAM。 2 讀取 地址計(jì)數(shù)器 (AC)的內(nèi)容。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 表 讀取忙信號或 AC地址指令 指令功能 指令編碼 執(zhí)行 時(shí)間 /us RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 讀取忙信號或 AC 地址指令 0 1 FB AC內(nèi)容（ 7位） 40 功能： 1 讀取忙碌信號 BF的內(nèi)容， BF=1 表示液晶顯示器忙，暫時(shí)無法接收單片機(jī) 送來的數(shù)據(jù)或指令 。參數(shù)設(shè)定的情況如下： 位名 設(shè)置 DL 0=數(shù)據(jù)總線為 4位 1=數(shù)據(jù)總線為 8 位 N 0=顯示 1 行 1=顯示 2行 F 0=5 7點(diǎn)陣 /每字符 1=5 10點(diǎn)陣 /每字符 表 設(shè)定 CGRAM 地址指令 指令功能 指令編碼 執(zhí)行 時(shí)間 /us RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 設(shè)定 CGRAM 地址 0 0 0 1 CGRAM 的地址（ 6 位） 40 功能：設(shè)定下一個(gè)要存入數(shù)據(jù)的 CGRAM 的地址。參數(shù)設(shè)定的情況如下： 位名 設(shè)置 D 0=顯示功能關(guān) 1=顯示功能開 C 0=無光標(biāo) 1=有光標(biāo) B 0=光標(biāo)不閃爍 1=光標(biāo)閃爍 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 表 設(shè)定顯示屏或光標(biāo)移動方向指令 指令功能 指令編碼 執(zhí)行 時(shí)間 /us RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 設(shè) 定顯示屏 或光標(biāo)移動 0 0 0 0 0 1 S/C R/L X X 40 功能：使光標(biāo)移位或使整個(gè)顯示屏幕移位。 表 輸入模式設(shè)置指令 指令功能 指令編碼 執(zhí)行 時(shí)間 /us RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 進(jìn)入模式設(shè)置 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 40 功能：設(shè)定每次寫入 1位數(shù)據(jù)后光標(biāo)的移位方向，并且設(shè)定每次寫入的一個(gè)字符是否移動。 2 把地址計(jì)數(shù)器 (AC)的值設(shè)置為 0。 3 將地址計(jì)數(shù)器 (AC)的值設(shè)為 0。對應(yīng)如下 表 ： 表 DDRAM 地址與顯示位置的對應(yīng)關(guān)系 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH 0CH 0DH 0EH 0FH 40H 41H 42H 43H 44H 45H 46H 47H 48H 49H 4AH 4BH 4CH 4DH 4EH 4FH （ 4） 對 DDRAM 的內(nèi)容和地址操作， HD44780 的指令集及其設(shè)置說明，共有 11條指令： 1602 基本操作時(shí)序： 讀狀態(tài) 輸入： RS=L， RW=H， E=H 輸出： DB0～ DB7=狀態(tài)字 寫指令 輸入： RS=L， RW=L， E=下降沿脈沖， DB0～ DB7=指令碼 輸出：無 讀數(shù)據(jù) 輸入 ： RS=H,RW=H,E=H 輸出： DB0～ DB7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入： RS=H， RW=L， E=下降沿脈沖， DB0～ DB7=數(shù)據(jù) 輸出：無 表 清屏指令 指令功能 指令編碼 執(zhí)行 時(shí)間 /ms RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 功能： 1 清除液晶顯示器，即將 DDRAM 的內(nèi)容全部填入 “ 空白 ” 的字符碼 20H。一行有 40 個(gè)地址在 1602 中我們就用前 16 個(gè)就行了。共 80 個(gè)字節(jié)，其地址和屏幕的對應(yīng)關(guān)系如 表 ： 表 其地址和屏幕的對應(yīng)關(guān)系 顯示位置 1 2 3 4 5 6 7 ?? 40 DDRAM 地址 第一行 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H ?? 27H 第二行 40H 41H 42H 43H 44H 45H 46H ?? 67H 也就是說想要在 LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個(gè) “A” 字 ,就要向 DDRAM的00H 地址寫入 “A” 的代碼就行了。 （ 2） 1602 引腳說明： 表 1602 引腳說明 引腳號 引腳名 電平 輸入 /輸出 作用 1 Vss 電源地 2 Vcc 電源（ +5V） 3 Vee 對比調(diào)整電壓 4 RS 0/1 輸入 0=輸入指令 1=輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 0=向 LCD 寫入指令或數(shù)據(jù) 1=從 LCD 讀取信息 6 E 1,1→ 0 輸入 使能信號， 1時(shí)讀取信息， 1→ 0（下降沿）執(zhí)行命令 7 DB0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line0(最低位 ) 8 DB1 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line 9 DB2 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line 10 DB3 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line 11 DB4 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line 12 DB5 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line 13 DB6 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line 14 DB7 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line 15 A +Vcc LCD背光電源正極 16 K 接地 LCD背光電源負(fù)極 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 （ 3） 1602 與單片機(jī)連接原理圖： 圖 1602 與單片機(jī)連接原理圖 HD44780 內(nèi)置了 DDRAM（顯示數(shù)據(jù)存儲 RAM）、 CGROM（字符存儲 ROM）和 CGRAM（用戶自定義 RAM）。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱?所以它 不能顯示圖形 。 （ 2） 7805 功能框圖： 圖 7805 功能框圖 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 （ 3） 穩(wěn)壓電源 電路 原理圖： 圖 穩(wěn)壓電源電路原理圖 聲光提示電路 聲光提示電路工作原理： P37為低電平時(shí)，三極管 Q1 導(dǎo)通，蜂鳴器響， LED 燈亮 ，其作用是在 以后的擴(kuò)展中 供光電及聲音提示 。 短路保護(hù) 。 輸出電壓有： 5V； 6V； 8V； 9V； 10V； 12V； 15V； 18V； 24V。 （ 1） 穩(wěn)壓電源電路相關(guān) 三端穩(wěn)壓器 7805 是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點(diǎn)，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件 。整個(gè)轉(zhuǎn)換過程調(diào)整 VRF和 VRF+以便從數(shù)字 0 至 1跳變的電壓 為 ，滿度跳變電壓為 ，即 1LSB＝ 。如果總節(jié)點(diǎn)的電壓大于門限檢測器 的電壓（大約 Vcc 的一半 ） ，“ 0”被送至輸出寄存器，此 時(shí) 512weight 的電容連接到 REF。其詳細(xì)步驟為：門限檢測器檢測第一只電容（ weight=512）的電壓．該電容的節(jié)點(diǎn) 512 連接到 REF+。 使其接近參考電 壓。在轉(zhuǎn)換過程的第一階段，模擬輸入量同時(shí)關(guān)閉 SC 和 ST 進(jìn)行充電采樣，這一過程使所 有電容的充電電壓北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 之和達(dá) 到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓。 對于連續(xù)逐次逼近型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 TLC1549。由于可能破壞輸出數(shù)據(jù)，所以在接近轉(zhuǎn)換完成時(shí)要小心防止 CS被拉至低電平。如果 I/O CLOCK 傳送大于 10個(gè)時(shí)鐘長度，那么在的 10 個(gè)時(shí)鐘的下降沿，內(nèi)部邏輯把 DATA OUT 拉至低電平以確保其余位的值為零。 10位數(shù)據(jù)通過 DATA OUT 被發(fā)送到主機(jī)串行接口。前 10 個(gè)時(shí)鐘為采樣模擬輸入提供控制時(shí)序 。然后，串行接口向 I/O CLOCK 提供時(shí)鐘序列，并從 DATA OUT 接收先前轉(zhuǎn)換的結(jié)果。 (4)工作原理 ： 當(dāng)芯片選擇（ CS）無效（高）時(shí)， I/O CLOCK 跟先前一樣禁止以及 DATA OUT 為高阻抗?fàn)顟B(tài)。 30mA。 (2)TLC1549 的極限參數(shù) ： 電源電壓范圍： 至 ； 輸入電壓范圍