【正文】 圖 512 循環(huán) 右移指令 例 ： DpRamB~DpRam0= “ 87654321” 其中 “ 3” 閃爍 ， Sc。 (4) 循環(huán)右移指令 如圖 512 所示。 執(zhí)行指令 00110001B 后 ， DpRamB~DpRam0=“ 432165” 。 圖 511 循環(huán)左移 指令 與左移指令類似 ， 不同的是在每移動一位后 原最左位的顯 示數據和屬性轉移到最右位 ?！?3” 閃爍 ， 高四位無顯示 。 例 ： DpRamB~DpRam0=“ 87654321” 其中 “ 3” 閃爍 ， ScanNum =5（“ 87” 不顯示 ） ?！?4” 閃爍 ， 高 兩位和低兩位無顯示 (2) 右移指令 如圖 510 所示。 例 ： DpRamB~DpRam0=“ 87654321” 其中 “ 4” 閃爍 ScanNum= 5（“ 87” 不顯示 ） 。 設計用到的指令如下 ： (1) 左移指令 如圖 59 所示。一個有效的指令由一字節(jié)操作碼和數個操作數組成，只有操作碼的指令稱為純指令，帶操作數的指令稱為復合指令。命令解釋控制是指通過解釋命令緩沖區(qū) (CmdBuf0~CmdBuf1)中的指令，間接訪問底層寄存器實現擴展控制功能。 用于傳輸指令 。 命令緩沖區(qū) (CmdBuf0 ~CmdBuf1)地址 07H~ 08H。 功能鍵寄存器 (FunctionKey)地址 03H， 復位值 0FFH。 RepeatCnt=0 時 ， 表示單擊鍵RepeatCnt 大于 0 時 ， 表示鍵的連擊次數 。 當 Key=0時 ， 表示沒有鍵被壓按 下。 鍵值寄存器 (Key)地址 ： 01H， 復位值 00H。 功能分位描述如下 ： KeyAvi ()置 1 時表示有效的按鍵動作 (通鍵的單擊 ， 連擊和功能鍵狀態(tài)變化 )， /INT 引腳信號有效 (變?yōu)榈碗娖?)； 清 0 表示無按鍵動作 /INT 引腳信號無效 (變?yōu)楦咦钁B(tài) )。系統(tǒng)寄存器 (StemReg)地址為 00H，位值 11110000B。 圖 58 I2C 總線完整數據傳輸時序圖 ZLG7290 軟件設計 ZLG7290 的 I2C 接口傳輸速率可達 32kbit/s 容易與處理器接口，并提供鍵盤中斷信號 提高主處理器時間效率。但是如果主機仍希望在總線上通訊，它可以產生重復起始條件 Sr 和尋址另一個從機 ， 而不是首先產生一個停止條件 。這個地址共有 7 位緊接著的第 8 位是數據方向位 R/W。 南京師范大學電氣與自動化工程學院畢業(yè)設計論文 30 圖 57 I2C 總線響應 數據的傳輸遵循圖 58 所示的格式。如果從機接收器響應了從機地址但是在傳輸了一段時間后不能接收更多數據字節(jié)，主機必須再一次終止傳輸。當從機不能響應從機地址時（例如它正在執(zhí)行一些實時函數不能接收或發(fā)送 ）從機必須使數據線保持高電平。在響應的時鐘脈沖期間，接收器必須將 SDA 線拉低，使它在這個時鐘脈沖的高電平期間保持穩(wěn)定的低。 但是沒有這種接口的微控制器在每個時鐘周期至少要采樣 SDA 線兩次來判別有沒有發(fā)生電平切換 。 符號 S 將作為一個通用的術語既表示起始條 件又表示重復起始條件 。 如果產生重復起始 Sr 條件而不產生停止條件 ， 總線會一直處于忙的狀態(tài) 。 當 SCL 是高電平時 SDA 線由低電平向高電平切換表示停止條件起始和停止條件一般由主機產生 。 南京師范大學電氣與自動化工程學院畢業(yè)設計論文 29 圖 55 直接式 I2C 總線原理圖 在 I2C 總線中 ， 唯一出現的是被定義為起始 S 和停止 P 條件見圖 56 的情況 。圖中的電阻 R 為隔離電阻， C 為抗干擾電容，主要是為了提高 I2C 總線上數據傳輸的可靠性，防止誤動作進人維修狀態(tài)和防止由于外部干擾信號改變 I2C 總線數據。 直接式 I2C 總線是指被控集成電路直接或通過電阻掛在 I2C 總線上，其電路工作原理圖如圖 55 所示。 主機是初始化總線的數據傳輸并產生允許傳輸的時鐘信號的器件此時任何被尋址的器件都被認為是從機。 而且都可以作為一個發(fā)送器或接收器 ， 由器件的功能決定很明顯 LCD 驅動器只是一個接收器 。 鍵盤管理模塊軟件設計 I2C 總線軟件設計 I2C 總線支持任何 IC 生產過程 (NMOS、 CMOSC、 雙極 性 )兩線――串行數據 SDA和串行時鐘 SCL 線在連接到總線的器件間傳遞信息 。 12864 點陣型液晶對應的 DDRAM 有 1024 個地址，無論是顯示字符還是圖片，靈活設置起始頁地址和 Y 地址，可以達到想要的結果。 南京師范大學電氣與自動化工程學院畢業(yè)設計論文 28 圖 54 顯示漢字所占的 DDRAM （ 7）顯示一張圖 片 對于圖片，必然從第 0 頁第 0 列開始，可以一頁一頁（不分左右屏）顯示，也可以先寫左半屏后寫右半屏。 （ 5）指定位置顯示一個 ASCII 碼 ① 首先將起始頁地址和起始 Y 地址設置好，寫入 ASCII 碼的上半部分（ 8 個字節(jié)數據） ② 重新設置起始頁地址和起始 Y 地址，寫入 ASCII 碼的下半部分（另 8 個字節(jié)數據） （ 6） 指定位置顯示漢字 同顯示 ASCII 碼基本相似，只是上下部分分別有 16 個字節(jié)數據需要寫入 DDRAM。具體可查閱 12864的 PDF 資料。 注意：無論是寫數據還是讀數據一定要先查忙（對左右半屏讀命令），只有在 BF=0 時才能對 LCD 進行操作 （ 3） LCD 初始化 包含開顯示（ 0x3F），起始行（ 0xC0)，設置起始頁地址（ 0xB8）和 Y 地址（ 0x40），即分別向 LCD 的左右半屏寫命令。 寫數據 a， WD1=a 或者 WD2=a。 讀左半屏數據： data=RD1（ data 存儲讀取到的數據 ）。 C 文件中定義如下： define WD1 XBYTE[0xF5FF]， 定義了總線地址后，對外部地址的操作變得非常簡單 。則當向 12864 的左半屏（ CS1=1,CS2=0）寫（ R/W=0）數據（ RS=1）時，總線地址為 0x1111010111111111。 當然 程序的編寫與硬件是分不開的。因此存儲單元地址包括頁地址（ Xpage， 0~7）和列地址（ Yaddress， 0~63）。（需要注意：二進制的高低有 效位順序與行號對應關系因不同商家而不同）存放一個顯示塊的 RAM 區(qū)稱為存儲頁。 圖 53 液晶顯示地址 為了使液晶點位置信息與存儲地址的對應關系更直觀關，將 64*64 液晶屏從上至下8 等分為 8 個顯示塊，每塊包括 8 行 *64 列個點陣。 顯示時通過向指定顯示位置對應的 DDRAM 中寫數據來顯示字符。 512*8 bits RAM 中某個存儲單元的地址由頁地址（ Xpage， 0~7）和列地址（ Yaddress，0~63）確定。單片機先根據 鍵盤的按鍵判斷是選擇是設定增益還是帶寬鍵，然后根據輸入的數字顯示在液晶顯示屏上， 同時確定設定值后給出相應的控制信號 ，軟件流程圖如圖 52 所示 。 南京師范大學電氣與自動化工程學院畢業(yè)設計論文 24 圖 416 系統(tǒng)供電穩(wěn)壓電源電路 南京師范大學電氣與自動化工程學院畢業(yè)設計論文 25 第 5 章 系統(tǒng)的軟件設計 系統(tǒng)總體軟件設 計 本課題 采用 MSP430F169 作為系統(tǒng)微處理器，系統(tǒng) 軟件 功能 框 圖如圖 51 所示 。 為了保護電源由于輸出電流過高而被燒壞，在變壓器和整流電路的中間加上規(guī)格為 3A 的保險絲。在數字電源端口和模擬電源端口之間經過電感隔離后，還經過電容隔離，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定。 15V 直流電壓。在經過三端集成穩(wěn)壓器 (7805， 7905， 7815， 7915)整出穩(wěn)定 177。例如本課題 信號有效值在 10mV， 如果電源的紋波有 1 mV， 在增益為 60dB 時即放大 1000倍，會 造成 1V 的失調電壓，從而導致信號的失真。 15V 直流電壓，作為系統(tǒng)的供電電壓 。 南京師范大學電氣與自動化工程學院畢業(yè)設計論文 23 圖 415 鍵盤管理芯片 ZLG7290 電路圖 穩(wěn)壓電源 電路 由于設計要求自制穩(wěn)壓電源，從 220V 交流電要得到177。 經過實際應用發(fā)現 ZLG7290 的電源要接 ，不然會給單片機帶來不穩(wěn)定因素。晶振通常取值 8MHz，調節(jié)電容 C3 和 C4 通常取值在 10pF 左右。為了使電源更加穩(wěn)定，一般要在 Vcc 到 GND 之間接入 47～ 470uF 的電解電容 C30。 ZLG7290 的 I2C總線通信接口主要由 3 個引腳構成： SDA、 SCL 和 INT，引腳接口如圖 414 所示。 ZLG7290 的 I2C 接口傳輸速率可達 32kbit/s 容易與處理器接口并提供鍵盤中斷信號 提高主處理器時間效率。 SCL 為其與微機的時鐘接口而 SDA 為其與微機的數據接口。ZLG7290 的從地址為 70H，器件內部通過 I2C 總線訪問的寄存器地址范圍為 00H~17H，任一寄存器都可按字節(jié)直接讀寫，并支持自動增址功能和地址翻轉功能。另外 ZLG7290B 內部還設置有連擊計數器，能夠使某鍵按下后不松手而連續(xù)有效。 能夠直接驅動 8 位共陰 數碼管（或 64 只獨立的 LED） ，同時還可以掃描管理多達 64 只按鍵?？紤]上述因素決定采用成熟的鍵 盤接口芯片， 經過查找最終選用 鍵盤接口管理芯片 ZLG7290 作為鍵盤和單片機中間級，大大節(jié)省了單片機接口資源。 南京師范大學電氣與自動化工程學院畢業(yè)設計論文 21 圖 412 液晶接口電路 鍵盤接口電路 系統(tǒng)為方便輸入輸出，才用 4*4 的陣列式鍵盤作為 本課題 的輸入設置端口。液晶接口連接圖如圖 412 所示，通過調節(jié) 滑動電位器 R1 可以調節(jié)液晶屏的亮度，從而選擇適宜的亮度來進行顯示。 該液晶采用 8 位數據口， 2 組電源和地控制， 5 位命令控制端口和 3 位液晶屏亮度控制接口共 20 個接口端。左右半屏驅動電路及存儲器分別由片選信號 CS1和 CS2 選擇。圖形或漢字的點陣信息當然由自 己設計，問題的關鍵就是顯示點在液晶屏上的位置（行和列）與其在存儲器中的地址之間的關系。存儲這些點陣信息的 RAM 稱為顯示數據存儲器。 該液晶 12864 點陣液晶顯示模塊就是由 128*64 個液晶顯示點組成的一個 128 列 *64 行的陣列。 最終選用一片 OPA603 和 2 片 BUF634 搭配從而能較好滿足題設的要 求，最終設計電路如 圖 411 所示 圖中 OPA642 提供 16 dB 的電壓增益，通過和 BUF634 的搭配，提供至少 300mA 的電流輸出。 ~18V 電壓下供電正常工作。 BUF634 是超寬帶高壓高速緩沖器 ， 內部原理圖如圖 410 所示 。設計要求能帶動 50?的負載，并且 最大輸出電壓正弦波有效值 ≥10V，這就要求最大電流為 300 mA。 圖 49 OPA603 內部原理圖 南京師范大學電氣與自動化工程學院畢業(yè)設計論文 19 能在 177。2） ?，在通頻帶內的起伏控制在 1 dB 以內，且最高頻率能達到 10MHz。通過單片機給信號控制一組繼電器來實現系統(tǒng)的的 帶寬的變化，電路設計如圖 48 所示。而當系統(tǒng)的截止頻率為 5MHz 時 R=R1=R2=?， C=C1=C2=15pF。 設計要求截止頻率為 10MHz 和 5MHz。 Q 點決定電路幅頻特性曲線的穩(wěn)定度。 電路的截止頻率 f=1/2πRC ，電路的增益 K=31/Q=1+R4/R3。避免了一般濾波電路中兩個參數互相影響，造成電路設計的困難。 經過比較，選擇二階有源巴特沃斯濾波器作為 本課題 濾波器，經典濾波電路如圖 47 所示 。 圖 46 MAX539 產生控制電壓電路 濾波電路設計 設計要求 放大器的帶寬 在 5MHz、 10MHz 兩點可預置并顯示。 表 41 MAX539 輸入數字量和輸入電壓值的關系 輸入數字量 輸出電壓值 1111 1111 1111 +2(VREFIN)*4095/4096 1000 0000 0001 +2(VREFIN)*2049/4096 1000 0000 0000 +2(VREFIN)*2048/4096=+VREFIN 0111 1111 1111 +2(VREFIN)*2047/4096 0000 0000 0001 +2(VREFIN)*1/4096 0000 0000 0000 0 南京師范大學電氣與自動化工程學院畢業(yè)設計論文 17 而控制電壓由 MAX539 產生，在 MAX539 的基準電壓腳接 2V電壓這樣在 0~1V 之間便有 1024 個檔位，實現 60/1024= dB 的步進，完全滿足設計中的要求 。 圖 45 MAX539 內部電路圖 MAX539 采用單極性輸出 ， 輸出電壓范圍為 0V～ 2VREFI N， VREFI N 不能大于 VDD 2V， 當輸入為 FFFH 時 ， 輸出電壓為 (2VREFI N 4095) / 4096 ， 當輸入為