【正文】 LCD 各地址列舉如下表：表 34 LCD1601 161 顯示字的外部地址1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1680 81 82 83 84 85 86 87 C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7注：161 16 字 1 行 1601表 35 LCD1601 的指令組設置碼指 令說 明 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0清除顯示幕 0 0 0 0 0 0 0 0 0 *光標回到原點 0 0 0 0 0 0 0 0 1 *進入模式設定 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S顯示幕 ON/OFF 0 0 0 0 0 0 1 D C B移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *功能設定 0 0 0 0 1 DL N F * *字發(fā)生器地址設定0 0 0 1 AGC設置顯示地址 0 0 0 1 ADD忙碌標志位 BF 0 0 1 BF顯示數(shù)據(jù) 1 0 寫入數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù) 1 1 讀取數(shù)據(jù)本科畢業(yè)設計（論文）32I/D I/D=1 表示加 1， I/D。(1) 顯示地址：內(nèi)部地址計數(shù)器的計數(shù)地址：SB7=0(DB0～DB6)第一行00、002… …等，第二行 442… …等，可配合檢測 DB7=1 (RS=0,R/W=1)讀取目前顯示字的地址，判斷是否需要換行。一個字符由 68 或 88 點陣組成，即要找到和屏上某幾個位置對應的顯示 RAM 區(qū)的 8 個字節(jié)，并且要使每個字節(jié)的不同的位為‘1’，其它的為‘0’ ，為‘1’的點亮，為‘0’的點暗，這樣一來就組成某個字符。本系統(tǒng)顯示部分用的是 LCD 液晶模塊，采用一個 161 的字符型液晶顯示模塊。AT89S52 還有以下主要特點：① 采用了 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲器（NVSRAM ）技術；② 其片內(nèi)具有 256 字節(jié) RAM，8KB 的可在線編程（ISP）FLASH 存儲器；③ 有 2 種低功耗節(jié)電工作方式：空閑模式和掉電模式；④ 片內(nèi)含有一個看門狗定時器（WDT） ，WDT 包含一個 14 位計數(shù)器和看門狗定時器復位寄存器(WDTRST) ，只要對 WDTRST 按順序先寫入 01EH，后寫入0E1H， WDT 便啟動，當 CPU 由于擾動而使程序陷入死循環(huán)或“ 跑飛”狀態(tài)時，WDT即可有效地使系統(tǒng)復位，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。 單片機部分圖 317 89S52 引腳圖單片機選用的是 ATMEL 公司新推出的 AT89S52，如圖 317 所示。 ICL7135 需要外部的時鐘信號，本設計采用 CD4060 來對 4M 信號進行 3 2 分頻得到 125KHz 的時鐘信號?；鶞孰妷?，基準電壓的輸入必須對于模擬公共端 COM是正電壓。當輸入電壓過量程時，各位數(shù)輸出全部為零，這一點在使用時應注意。 ⑧ BBBB1（11113 腳）該四端為轉(zhuǎn)換結果 BCD 碼輸出，采用動態(tài)掃描輸出方式，即當位選信號 D5=“1”時，該四端的信號為萬位數(shù)的內(nèi)容，D4=“1”時為千位數(shù)內(nèi)容，其余依次類推。當輸入電壓過量程時，D5D1 在 AZ 階段開始時只分別輸出一個脈沖，然后都處于低電平，直至 DE 階段開始時才輸出連續(xù)脈沖。⑦ 位驅(qū)動信號 DDDDD1（111120 腳）每一位驅(qū)動信號分別輸出一個正脈沖信號，脈沖寬度為 200 個時鐘周期，其中 D5 對應萬位選通，以下依次為千、百、十、個位。當輸入電壓為正，則 POL等于“1”，反之則等于“0”。該信號在 INT 階段開始時變低。在 DE 階段開始時變低。④ OR（27 腳）當輸入電壓超出量程范圍時，OR 將會變高。③ BUSY（21 腳）在雙積分階段（INT+DE）， BUSY 為高電平，其余時為低電平。需要注意的是，若上一周期為保持狀態(tài)（R/H=“0”）則 ST 無脈沖信號輸出。第一個 ST 負脈沖在上次轉(zhuǎn)換周期結束后 101 個時鐘周期產(chǎn)生。注意：第一次轉(zhuǎn)換周期中的 AZ 階段時間為 900110001 個時鐘脈沖，這是由于啟動脈沖和內(nèi)部計數(shù)器狀態(tài)不同步造成的。因此利用 R/H 端的功能可以使數(shù)據(jù)有保持功能。本科畢業(yè)設計（論文）27圖 314 ICL7135 的波形圖① R/H （25 腳）當 R/H=“1”（該端懸空時為“1” ）時， 7135 處于連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，每 40002 個時鐘周期完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換。7135 一次A/D 轉(zhuǎn)換周期分為四個階段：自動調(diào)零（AZ） ； 被測電壓積分（INT） ；基準電壓反積分（DE） ；積分回零（ZI） 。 ⑨ 采用 28 外引線雙列直插式封裝，外引線功能端排列如圖 313 所示。 ⑦ 輸出為動態(tài)掃描 BCD 碼。⑤ 所有輸出端和 TTL 電路相容。能在但極性參考電壓下對雙極性模擬輸入電壓進行 A/D 轉(zhuǎn)換。② 在每次 A/D 轉(zhuǎn)換前，內(nèi)部電路都自動進行調(diào)零操作，可保證零點在常溫下的長期穩(wěn)定。在常用的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片（如 ADC 080ICL7135 、ICL7109 等）中，ICL7135 與其余幾種有所不同，它是一種四位半的雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換器，具有精度高（精度相當于本科畢業(yè)設計（論文）2614 位二進制數(shù)） 、價格低廉、抗干擾能力強等優(yōu)點。（1）雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理本科畢業(yè)設計（論文）25（a） (b)圖 312 A/D 轉(zhuǎn)換器（a）A/D 轉(zhuǎn)換器原理圖 （b ） 雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器的波形圖雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器的工作原理如圖 312(a)所示：對輸入模擬電壓和基準電壓進行兩次積分，先對輸入模擬電壓進行積分，將其變換成與輸入模擬電壓成正比的時間間隔 T1，再利用計數(shù)器測出此時間間隔，則計數(shù)器所計的數(shù)字量就正比于輸入的模擬電壓；接著對基準電壓進行同樣的處理。本設計采用雙積 A/D 轉(zhuǎn)換器，它的性能比較穩(wěn)定，轉(zhuǎn)換精度高，具有很高的抗干擾能力，電路結構簡單，其缺點是工作速度較低。用上述的理論可以分別計算出各電阻和電容的值，rRn47R具體值看下面的電路。在這里我設計 K=1000， =10, =100。本設計才用兩級反相比例電路的設計，電路的總的放大倍數(shù) 。sr n (313)o0(1)VDFA??式(313)中， 為電路的輸出電阻； 為集成運放的輸出電阻； 為集成soR0RVDA運放的開環(huán)放大倍數(shù)。 為集成運放輸入失調(diào)電流。IDRO= // ， ＜U IO/IIi (310)pFrp式(310)中, 為平衡電阻。本科畢業(yè)設計（論文）22F=1/(1+︱K F︱)= Rr /（R r + RF） (38)式(38)中,F 為反饋系數(shù)。當確定電源電壓后，集成運放最大輸出幅度被稱為飽和輸出電壓（U B） 。反相比例放大器的工作頻率為 0～100kHz 。增加 1M 時很難保證阻值的穩(wěn)定性，而且阻值的絕對誤差較大。K F 取值范圍： ～100。但 KF 越大，閉環(huán)頻帶越窄。通常，根據(jù)與前級（信號源或電路）匹配要求選擇 Rr 的值，R r 阻值較小時可以削弱偏置電流、失調(diào)電流及其漂移的影響。反相比例放大電路的基本電路如圖 38 所示。所以該電路起到了相敏檢波的作用。交流放大器的輸出信號電壓接到振蕩器變壓器中間的抽頭“9”上，在這種電路中只有當“6”點為正周期時，DD5 截止，D6 、D7 導通，才有電流到直流放大電路中放大，因此是一種半坡相敏整流電路。采用上述相同的分析方法不難得到當 Δx0 時, 不論 u2 與 u0 是正半周還是負半周, 負載電阻 RL 兩端得到的輸出電壓 uL 表達式總是為 (36)21()LLun???所以上述相敏檢波電路輸出電壓 uL 的變化規(guī)律充分反映了被測位移量的變化規(guī)律, 即 uL 的值反映位移 Δx 的大小, 而 uL 的極性則反映了位移 Δx 的方向。 其等效電路如圖 35 中（c）所示, 輸出電壓 uL 表達式與式(3 5）相同, 說明只要位移Δx0, 不論 u2 與 u0 是正半周還是負半周，負載 RL 兩端得到的電壓 uL 始終為正。 (31)0012un? (32)2211根據(jù)變壓器的工作原理, 考慮到 O、M 分別為變壓器 T T2 的中心抽頭, 則有 （33）0012un? （34）2211?式中 n1, n2 為變壓器 T T2 的變比。 由圖 36（b）中（a ） 、 （c） 、(d) 可知, 當位移 Δx 0 時, u2 與 u0 同頻同相, 當位圖 35 相敏檢波電路本科畢業(yè)設計（論文）19圖 36 波形圖移 Δx 0 時, u2 與 u0 同頻反相。R L為負載電阻。 輸出信號 uL 從變壓器 T1 與 T2 的中心抽頭引出。 輸入信號 u2(差動變壓器式傳感器輸出的調(diào)幅波電壓)通過變壓器 T1 加到環(huán)形電橋的一個對角線。 相敏檢波電路設計及其說明 相敏檢波電路原理的介紹相敏檢波電路如圖 35 所示。如果在 Q1 的基極輸入一正信號，Ie 就增加，則線圈 2 端的電位比一端為正，所以 3 端為正，1 端為負，因此通過線圈 3 端反饋到晶體管的信號也是為正的，故電路滿足正反饋的條件（相位平衡條件） 。R1 是 Q1 的偏流電阻。穩(wěn)壓管 D3 用來進一步穩(wěn)定振蕩器電源電壓，以保證振蕩器振幅的穩(wěn)定和頻率的穩(wěn)定；R3 是它的限流電阻。因為F＞1，所以能滿足 KF≥1 的振蕩條件，調(diào)節(jié) 的比值可以改變反饋系數(shù) F，使振蕩C器既容易起振，又有較好的波形。反饋信號由 L 的 1，3 端取出，加到C1 和 C2 上， C1，C2 的分壓將反饋信號加到 Q1 的基極上，因而在電感線圈抽頭固定的情況下，可以通過調(diào)整 的比值來調(diào)整反饋的強弱程度。（3）振蕩頻率：考慮 LL 2 間的互感，電路的振蕩頻率可近似表示為：012()fCMC???? 振蕩器電路在本系統(tǒng)中的設計本科畢業(yè)設計（論文）17圖 34 振蕩器設計電路本設計如圖 34 采用電感三點式 LC 振蕩回路，電感線圈 L 和電容 C3 組成振蕩回路。由于 Av 較大，只要適當選201VLA?取 L2/L1 的比值，就可實現(xiàn)起振。根據(jù) 射同基反 的原則，也可以判別三點式振蕩 電路 的相位平衡條件，方法是先畫出交流等效電路如圖 33(b)所示,顯然該電路符合 射同基反的原則，因此滿足相位平衡條件。因此，當 L1 和 L2 的對應端如圖所示，則當選取中間抽頭 2 為參考電位(交流地電位)點時，首 1 尾 3 兩端的電位極性相反。 振蕩器電路設計及其說明 電感三點式振蕩器原理的介紹（1）電路組成 圖 33 電感三點式振蕩器（a） 電感三點式振蕩電路電路 （b） 交流等效電路電感三點式振蕩器電路組成如圖 33(a)由圖可見，這種電路的 LC 并聯(lián)諧振電路本科畢業(yè)設計（論文）16中的電感有首端、中間抽頭和尾端三個端點，其交流通路分別與放大電路的集電極、發(fā)射極(地) 和基極相連，反饋信號取自電感 L2 上的電壓，因此，習慣上將圖 33(a)所示電路稱為電感三點式 LC 振蕩電路，或電感反饋式振蕩 電路。目前，國內(nèi)常用的電感測微儀有指針式和數(shù)字式兩種，存在的問題較多，如高精度測量范圍小，零位調(diào)節(jié)不方便、功能單一和通用性差等。電感測微儀是一種能夠測量微小尺寸變化的精密測量儀器，它由主體和測頭兩部分組成，配上相應的測量裝置（例如測量臺架等），能夠完成各種精密測量。交流阻抗相應地變化，電橋失去平衡從而輸出了一個幅值與位移成正比，頻率與振蕩器頻率相同，相位與位移方向相對應的調(diào)制信號。當銜鐵處于兩線圈的中間位置時，兩線圈的電感量相等，電橋平衡。正弦波振蕩器為電感式傳感器和相敏檢波器提供了頻率和幅值穩(wěn)定的激勵電壓，正弦波振蕩器輸出的信號加到測量頭中由線圈和電位器組成的電感橋路上。（6）電源模塊為各器件提供電壓。由于傳感器輸出的電壓信號比較微弱，輸入單片機的信號很小，不容易捕捉，所以需要對信號進行放大。同時它也為直流放大做準備。（3）相敏檢波電路模塊：從放大器的輸出電壓中，將位移的變化信號解調(diào)出來，并分辨出傳感器的鐵芯位置是向上還是向下。電壓幅度必須穩(wěn)定是因為傳感器橋路的轉(zhuǎn)換靈敏度與激勵電壓幅度成正比；波形失真要小是因為傳感器橋路容易對單一頻率調(diào)到平衡以得到低的零位電壓。（2）振蕩器電路模塊是整個系統(tǒng)中的一個激勵源，它向傳感器和相敏檢波提供合適的激勵電壓，其幅度一般在 12V 以下，頻率數(shù)千赫茲，電壓波為正弦波。如圖 31 所示。經(jīng)上述四種電感傳感器測量電路的分析和比較，交流電橋式測量電路更符合本系統(tǒng)設計的要求，因此，本系統(tǒng)采用了變壓器式交流電橋測量電路的形式。當 L1/(2)fC??變化時，振蕩頻率隨之變化，根據(jù) f 的大小即可測出被測量的值。 調(diào)頻電路的基本原理是