【正文】 最后一 個是，看你讀寫的時序和控制字的電平是否嚴格按照產(chǎn)品說明書
。其次，如果出現(xiàn)黑屏你應該檢查三點兩點，一個是液晶顯示器的初始化，看初始化指令字調(diào)用的順序?qū)Σ粚?，中間必要的延時加沒加。檢查電路后發(fā)現(xiàn)，原來是將 P0_9接為 P0_10，由于 P0_10是管腳 EA/VPP它是接電源的，也就是說給液晶顯示器第 8位數(shù)據(jù)管腳的電平時刻為高，這樣在你將要顯示的字符送給液晶顯示器時，這個字符很可能就不是 ASCII字符，所以無法顯示出現(xiàn)黑屏。但是在一開始調(diào)試液晶的時候，建議將偏壓調(diào)制最小，這樣無論如何它會有所顯示，當你將液晶全都驗證好時再將偏壓調(diào)制適中。本次 29 設計采用的是軟件的方法，將在軟件調(diào)試中進行詳細的論述。一遇到鍵盤都會涉及到鍵盤的防抖動問題，鍵盤的防抖動有兩種方法：一種是硬件方法，那就是在硬件電路里加延時來去掉抖動。最后液晶顯示器的初試化也很重要，應按照 datasheet上面所給的初始化順序和延時時間來嚴格進行，如有不慎，也會出現(xiàn)半邊黑屏的情況。 1602A液晶顯示器的操作時序為： 讀狀態(tài)：輸入： RS=L， RW=H， E=H， 輸出： D0～ D7=狀態(tài)字 寫指令：輸入： RS=L， RW=L， E=高脈沖 H， 輸出：無 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=H， E=H， 輸出： D0～ D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=L， E=高脈沖， 輸出：無 1602A的初始化過程為： (1)延時 15ms； (2)寫指令 38H(不檢測忙信號 )； (3)延時 5ms； (4)寫指令 38H(不檢測忙信號 )； (5)延時 5ms； (6)寫指令 38H(不檢測忙信號以后每次讀 /寫操作之前均要檢測忙信號 )； (7)寫指令 38H顯示模式設置； (8)寫指令 08H顯示關(guān)閉； (9)寫指令 01H顯示清屏； (10)寫指令 6H顯示光標移動設置； (11)寫指令 0CH顯示開及光標設置 液晶顯示器的 VDD和 VO之間接了一個 10K的電位器是用來調(diào)節(jié)對比度用的，在對液晶調(diào)試的過程中應盡量使對比度大，也就是使 VO端的輸出端電壓低。在保證單片機系統(tǒng)正常運行后首先調(diào)試的是液晶，這樣是為了調(diào)試鍵盤做準備。掉電保護方式下， RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。另外， AT89S52可降 28 至 0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上，擁有靈巧的 8位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。使用 Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 外圍數(shù)據(jù)處理與顯示模塊的焊接與調(diào)試 1）所需器件 單片機系統(tǒng)與前面焊接的單片機系統(tǒng)一樣，只不過這里的 CPU用的是 AT89S52，另外還需要型號為 SMC1602A，容量為 16 2個字符的液晶顯示器，和用于輸入用戶需求的 2 3按鍵陣列。最終才發(fā)現(xiàn)上由于該管腳沒有接高電平。（ AT89C2051的其他參數(shù)和指標限于篇幅，不贅述） 4）出現(xiàn)的問題與解決方法 要讓單片機執(zhí)行程序存儲器內(nèi)的指令，必須使單片機的 EA/Vpp管腳置為高電平。掉電方式保存 RAM的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。同時， AT89C2051可降至 0HZ的靜 態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。單片機系統(tǒng)的測試與其它電路的測試不同，需寫一段小的測試程序，編譯后燒寫到單片機的程序存儲器中，看其運行情況，這里做了一個小小的燈光閃爍程序。這里采用石英晶振，它有 6MHz、 12MHz、 ，用戶可以根據(jù)需要進行選擇，一旦確定，單片機的主頻就確定，機器周期為主頻的 1/12。 1）所需器件 AT89C20511個、 30pf陶瓷電容兩個、 12MHz石英晶體振蕩 器 1個用于振蕩電路，按鈕 1個、 10μ f鋁電解 1個、 10K電阻 1個用于復位電路， 1個蜂鳴器用于聲音報警、 2個發(fā)光二極管用于發(fā)光報警。比如在沒有碰到金屬時發(fā)出警報。轉(zhuǎn)換的結(jié)果如圖 53所示 。簡單的處理就是通過一 TTL門電路， TTL門電 路可以將邏輯運算的結(jié)果轉(zhuǎn)換為 TTL電平 (5V)，這里選用的是 74LS08(與門 )，當然史密特出發(fā)器，其它的門電路都可以完成這樣的轉(zhuǎn)換。信經(jīng)此放大電路后變換為與前面正弦波頻率相等的梯形波幅值為 ，如圖 31。這樣可以使同向與反向之間要進行差分放大的部分保持相對不變。由于上面出現(xiàn)的電壓不穩(wěn)定問題，因此這里的放大電路只對信號的交流分量進行無窮放大。 1）所需器件 萬用 PCB板同前面的電路共用，另加 LM358(內(nèi)置兩個放大器 )一片、 74LS08(內(nèi)置4個與門 )一片、 10μf鋁電解一個、 5K、 500K電阻各一個。 這個問題是在信號放大部分采用隔直流 方法解決的。 將 C1()、 C2()的兩個諧振電容進行調(diào)換以后，正弦波的幅值明顯增加，增為 ，頻率不變。振蕩電路的起振都沒有問題，可以產(chǎn)生幅值越為 、頻率接近 33KHz的正弦波。在電感測量儀上測量其電感值大約在 500μH 左右，用手使線圈間距邊小，線圈的電感值會相應的增大，最后用膠帶紙將線圈纏在一起使它們之間的間距相對固定，這樣電感值保持在 500μH，誤差在 10μH 以內(nèi)。 振蕩電路的焊接與調(diào)試 1）所需器件 面包板一個、三極管 (CS9014)一個、 10μf 耦合電容兩個、 47μf 旁路電容一個、諧振電容 和 各一個、自繞電感線圈一只、 33K、 20K、 、 2K 電阻各一個。然而這個階段也是最鍛煉人的階段，這一部分的經(jīng)歷最深刻最有意思。 首先需要準備器件，一次是絕對不會準備好所有的器件的，因為在調(diào)試時時常會發(fā)生與預想的結(jié)果不一致的情況，或許在這個階段還要進行方案的局部修改。 圖 45 陣列鍵盤原理圖 24 2）單片機系統(tǒng) 單片機使用的是有 8K容量 FLASH的 AT89S52[11]，由于在這個模塊要引進算法對數(shù)據(jù)進行再處理，在加上液晶和鍵盤的驅(qū)動程序，所以需要比較大的程序空間，故沒有使用內(nèi)部存儲器小的 AT89S51。例如給 P1的低 5位的電平信號為 11000，假如現(xiàn)在第 2個按鈕按下則此時的管腳電平信號為 01000，所以判斷為第一行。 1）鍵盤輸入 鍵盤采用的是 2 3的按鍵陣列，如圖 45所示。再根據(jù)頻率的變化激活相應的發(fā)光二極管和峰鳴器進行報警。由于本次金屬探測器的設計，包括前端金屬探測部分和后臺數(shù)據(jù)處理和顯示兩個部分，因此在前斷只需要一個容量不大的單片機進行振蕩頻率的測量 、報警和通信， 2K的 AT89C2051足以滿足需求。 2）蜂鳴器 在給蜂鳴器的正極和負極分別通上高電平和低電平時蜂鳴器就會發(fā)聲，因此你可以通過給蜂鳴器不同頻率的電平來使它發(fā)出不同的聲音。 圖 43 波形轉(zhuǎn)換 單片機系統(tǒng) 圖 44就是單片機處理系統(tǒng)，將頻率探測、報警和通訊幾個模塊程序組合起來燒寫進去，它就會按你事先編寫好的步驟進行工作。 門電路選用的是 74LS08(與門 )，用史密特觸發(fā)器替換也可以，它對輸入的梯形波進行邏輯運算在以 TTL電平出運算結(jié)果，因此可以將梯形波轉(zhuǎn)換成適合于單片機進行處理的脈沖波。 將集成運放的輸出端和它的反向輸入端相連就構(gòu)成了電壓跟隨器，由于它的電壓增益為“ 1”所以叫電壓跟隨器，它的特點是輸入阻抗高輸出阻抗低，因此起到隔離的作用，對其后的工作電路如同一個恒壓源，又由于它的輸入阻抗高就相當與對前級電路開路，這里引入電壓跟隨器的目的也是為了使振蕩信號的產(chǎn)生和處理分開，使其互不影響。從振蕩回路傳過來的正弦波信號經(jīng)過電壓跟隨器傳送到差分放大電路針對其交流信號進行放大，放大后產(chǎn)生的電壓信號送給 TTL門電路對其進行整形以產(chǎn)生規(guī)則的脈沖波送入單片機。 放大電路和脈沖變換電路 放大電路和脈沖產(chǎn)生電路合起來產(chǎn)生一定頻率的脈沖供單片機進行處理。電容三點式振蕩電路的頻率為 ： 21 ccccf Lf 21210 /2 1 ??? ? (31) 使用諧振回路中的電感線圈進行金屬探測，當遇見金屬是電感 L1 的 Q 值將發(fā)生變化，由電容三點式振蕩電路的頻率計算公式可以看出，電感增加時諧振頻率減小，電感減小時諧振頻率增加。電路中晶體管的放大倍數(shù)比較大且 C1和 C2的比值小于 ，都有利于起振。組裝調(diào)試后振蕩電路的實際頻率為 33KHz滿足我們的要求 。偶合電容選用兩個 10μf的獨石電容，旁路電容 Cb3選用 47μf的鋁電解電容。因此諧振回路中電容 CC2和電感 L的取值分別為 、 、 500μh。這部分的電路圖如圖 41所示。這一部分的設計直接與實現(xiàn)緊密聯(lián)系，器件參數(shù)的確定，電路板的焊接與調(diào)試，以及到最后的性能分析，都要用到這一部分的設計結(jié)果，因此這一部分的設計最有實際價值。 O N / O F F 按 下 ？S E T 按 下 ？A D D 按 下 ？D E C 按 下 ？O K 按 下 ？C A N C E L 按 下 ？F _ S E T = = 1 ？F _ S E T = = 1 ？F _ S E T = = 1 ？F _ S E T = = 1 ？F _ O K = = 1 ？F _ S E T = ~ F _ S E Tn _ p l u s + +n _ p l u s 發(fā) 送 設 置 結(jié) 果n _ p l u s = 0返 回F _ S T A R T = ~ F _ S T A R T建 立 連 接F _ S E T = 0n _ p l u s = 0否否否否否否 否否否否否是是是是是是是是是是是 圖 35 鍵盤接受處理程序流程圖 19 S E T = 0F _ O K = = 1 ?延 時F _ O K = 0n _ p l u s 0 ？n _ p l u s 0 ?S E T = 1延 時F _ O K = = 1 ?F _ O K = 0設 置 成 功返 回設 置 失 敗在 A D D 口 發(fā) 送n _ p l u s 個 脈 沖在 D E C 口 發(fā) 送 n _ p l u s 個 脈 沖否是否否否是是是 圖 36 設置數(shù)據(jù)與前端單片機的通訊圖 20 4 硬件電路設計 單元電路設計是在硬件總體設計的指導下完成一個個小的功能電路的設計，在將各個部分組合起來實現(xiàn)一個整體的功能，因此每一個功能電路設計的好壞都將影響系統(tǒng)的整體功能。同時鍵盤處理模塊也展現(xiàn)出了系統(tǒng)提供給用戶的所有功能。鍵盤接受模塊的程序流程圖如圖 45所示。由于鍵盤普遍存在抖動現(xiàn)象，如果抖動現(xiàn)象處理不好，會發(fā)生意想不到的結(jié)果。 2）鍵盤接收 鍵盤是輸入設備，用它來實現(xiàn)人機交互，讓機器更好的按人的要求去工作。 17 ( 4 0 , 4 1 H ) + P R I S E H → ( 4 4 , 4 5 H )( 4 2 , 4 3 H ) + P R I S E L → ( 4 6 , 4 7 H )( 4 4 , 4 5 H ) ( 4 2 , 4 3 H ) ?( 4 4 , 4 5 H ) ( 4 6 , 4 7 H ) ?F _ C O M P = 0返 回F _ C O M P = 1否是否是 圖 33 頻率比較程序流程圖（有起始框，不規(guī)范） S E T = = 0 ?A D D = = 0 ?D E C = = 0 ?返 回P R I S E N + 4 → P R I S E HP R I S E L + 1 → P R I S E LP R I S E N + 4 → P R I S E HP R I S E L + 1 → P R I S E LA D D = = 0 ?D E C = = 0 ?否否否否是是是是是 圖 34 精度設置程序流程圖 外圍數(shù)據(jù)處理與顯示模塊設計 1）液晶顯示 液晶顯示模塊是嚴格按照產(chǎn)品操作的時序圖編寫的驅(qū)動函數(shù)，共分為兩大類函數(shù)，指令的讀寫和數(shù)據(jù)的讀寫，只要將操作位和數(shù)據(jù)位按照時序嚴格的結(jié)合在一起就可以完成數(shù)據(jù)的顯示。 15 初 始 化基 準 頻 率 測 定F _ F R = = 1 ?探 測 當 前 頻 率F _ C O M M = = 1 ?調(diào) 用 精 度 設 置頻 率 比 較F _ C O M P = = 1F _ C O M M = = 1 ?發(fā) 送 頻 率報 警是否是否是否是否 圖 31 前端金屬探測主程序流程圖 16 延 時R 0 = 1 0當 前 頻 率 → F獲 得 當 前 頻 率 F 1F 1 2 F F 1 + 2F = F 1R 0 1 → R 0R 0 = = 0 ?返 回是否是否 圖 32 基準