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精品]基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤實(shí)現(xiàn)-文庫吧資料

2024-11-15 22:53本頁面
  

【正文】 10 第 3章 基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤輸入 系統(tǒng)分析 本次設(shè)計(jì)的便攜式設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)如圖 31所示,從圖中可以看出,對(duì)于任何一種便攜式設(shè)備而言,除了功能傳感器需要具備自身的要求和特點(diǎn)以外,液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊均是通用模塊,其主要的功能也大致相同。 實(shí)現(xiàn)便攜式設(shè)備的結(jié)果輸出:通過液晶顯示模塊,顯示當(dāng)前功能的結(jié)果輸出,例如,當(dāng)按下鍵盤時(shí),顯示設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)數(shù)值等。 實(shí)現(xiàn)按鍵功能的液晶顯示:液晶顯示當(dāng)前被按下的按鍵所對(duì)應(yīng)的功能,例如,當(dāng)按下啟動(dòng)按鍵是,在液晶上顯示 “READY”字樣等。 便攜式設(shè)備的基本情況 液晶顯示模塊和鍵盤輸入模塊作為便攜式設(shè)備的通用器件,在單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)過程中也可以作為常用的程序和電路模塊進(jìn)行整體設(shè)計(jì) [12]。片內(nèi)帶EPROM 的 87C51 價(jià)格偏高,而 89C51 芯片內(nèi)的 4KB 閃爍存儲(chǔ)器可在線編程或使用編安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 9 程器重復(fù)編 程,且價(jià)格較低,因此 89C51受到了應(yīng)用設(shè)計(jì)者的歡迎。閃速存儲(chǔ)器允許在線( +5V)電擦除,電寫入或使用通用編程器對(duì)其重復(fù)編程。 (6)片內(nèi)閃速存儲(chǔ)器型 隨著半導(dǎo)體存儲(chǔ)器制造技術(shù)和大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的發(fā)展, 片內(nèi)帶有閃速( Flash)存儲(chǔ)器的單片機(jī)在我國已得到廣泛的應(yīng)用。 PHILIPS(菲力浦)公司生產(chǎn)的 80C552/87C552/83C552 系列即為此類產(chǎn)品。再如美國 Cypress 公司最近推出的 EZU SR2100單片機(jī),它是在 8051單片機(jī)內(nèi)核的基礎(chǔ)上,又增加了 USB接口,可專門用于 USB串行通信。此類單片機(jī)的功耗低,非常適于電池供電或其他要求低功耗的場合。例如, 8051的功耗為 630mW,而 80C51 的功耗只有 120 mW,它們用于低功耗的便攜式 產(chǎn)品或航天技術(shù)中。它們的內(nèi)部 RAM增到 256B, 8052, 8752的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展到 8KB, 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器增至 3個(gè),具有 6個(gè)中斷源,串行口通信速率提高 5倍。 8031外擴(kuò)一片 4KB EPROM就相當(dāng)于 8751,價(jià)格較低 .集成電路能裝入片內(nèi)的外圍接口電 路也可以是大規(guī)模的。 8751在 8031基礎(chǔ)上,增加了 4KB的 EPROM,它構(gòu)成了一個(gè)程序小于 4KB的小系統(tǒng)。 8051以 8031為基礎(chǔ),片內(nèi)又集成有 4KB ROM作為程序存儲(chǔ)器,是一個(gè)程序不超過 4KB 的小系統(tǒng)。 MCS51系列及 80C51單片機(jī)有多種品種。這些兼容機(jī)與 8051 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (主要是指令系統(tǒng) )相同,采用 CMOS 工藝,因而,常用 80C51 系列來稱呼所有具有 8051 指令系統(tǒng)的單片機(jī),但是,這些公司生產(chǎn)的以 8051為核心的其他派生單片機(jī)卻不能稱為 MCS51系列,只能稱為 8051系列。 20 世紀(jì) 80 年代中期以后 , Intel 公司以專利轉(zhuǎn)讓的形式把 8051 內(nèi)核心技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家,如 ATMEL, PHILIPS, ANALOGDEVICES, DALLAS等。此外,專用化也是單片機(jī)的一個(gè)發(fā)展方向,針對(duì)單一用途的專用單片機(jī)將會(huì)越來越多。 隨著科技的發(fā)展,單片機(jī)將向多功能,高性能,高速度,低電壓,低功耗,低價(jià)格,外圍電路內(nèi)裝化以及 片內(nèi)存儲(chǔ)器增加和 Flash存儲(chǔ)器方向發(fā)展。a。 (5)低功耗和供電范圍加寬 8位單片機(jī)中有一半的產(chǎn)品已 CMOS化。 隨著集成電路技術(shù)及工藝的不斷發(fā)展,裝入片內(nèi)的外圍電路也可以大規(guī)模生產(chǎn)。高檔單片機(jī)的位處理系統(tǒng)能夠?qū)?I/O口進(jìn)行位尋址及位操作,大大加強(qiáng)了 I/O口線的靈活性 ③ 有些單片機(jī)設(shè)置了一些特殊的串型接口功能,為構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)提供了方便條件 (4)外圍電路內(nèi)裝化 早期的單片機(jī)采用 PMOS工藝,接著由 PMOS發(fā)展到 NMOS工藝。這樣可減少外部驅(qū)動(dòng)芯片。單片機(jī)配有串行口,以滿足多機(jī)通信的要求。若要去讀,必須抹去 EEPROM 中的信息,這就達(dá)到了程序保密的目的。為防止復(fù)制,某些公司開始采用 KEPROM(Key_WXedacessEPROM)編程寫入,有的則對(duì)片內(nèi) EPROM 或 EEPROM加鎖。由于閃速存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)寫入后能永久保持,因此,有的單片機(jī)將它們作為片內(nèi) RAM使用,甚至有的單片機(jī)將閃 速存儲(chǔ)器用做片內(nèi)通用寄存器。有的單片機(jī)內(nèi) ROM可達(dá) 128KB。 ④ 串行總線結(jié)構(gòu),菲利浦公司開發(fā)了一種新型總線 IIC 總線 (IntelICbus).該總線是用 3條數(shù)據(jù)線代替現(xiàn)行的 8位數(shù)據(jù)總線,從而大大 減少了單片機(jī)引線,降低了單片機(jī)的成本,目前許多公司都在積極的開發(fā)此類產(chǎn)品。指令以隊(duì)列形式出現(xiàn)在 CPU 中,且具有很快的運(yùn)算速度。 ② 增加數(shù)據(jù)總線寬度,單片機(jī)內(nèi)部采用 16 位數(shù)據(jù)總線,其數(shù)據(jù)處理能力明顯優(yōu)于一般 8位單片機(jī)。 單片機(jī)的最新發(fā)展 為了滿足不同的用戶要求,提 高單片機(jī)的技術(shù)性能,各公司競相推出能滿足不同需要的產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)在市場上的單片機(jī)產(chǎn)品有 50 多個(gè)系列,數(shù)百個(gè)品種。 32位單片機(jī)除了具有更高的集成度外,其主頻可達(dá) 20MHz,數(shù)據(jù)處理速度比 16位單片機(jī)快了許多,性能比 8位, 16位單片機(jī)更加優(yōu)越。片內(nèi)POM, RAM 容量加大,且尋址范圍可打 64KB,有的片內(nèi)還有 A/D 轉(zhuǎn)換器,這類單片機(jī)的典型代表是: Intel 公司的 MCS~51系列, Motorola公司的 6801和 Zilog公司的 Z8等,這類單片機(jī)的性價(jià)比高,仍被廣泛 應(yīng)用,是目前應(yīng)用比較廣泛的單片機(jī)。 (2)低性能單片機(jī)階段( 1976~1978年) 此階段的代表為 Intel 公司制造的 MCS~48單片機(jī), 這種單片機(jī)內(nèi)集成了 8位 CPU,并行 I/O口, 8位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和 RAM, ROM等,其不足之處是無串行口,中斷處理比較簡單,片內(nèi) RAM和 ROM容量較小,且尋址范圍不大于 4KB。例如仙童公司生產(chǎn)的 F8單片機(jī),實(shí)際上只包含 8位 CPU, 64BRAM和 2個(gè)并行口。單片機(jī)根據(jù)其操作處理的位數(shù)可以分為: 1位單片機(jī) , 4位單片機(jī), 8位單片機(jī), 16位單片機(jī), 32位單片機(jī) [8]。 (5)汽車電子與航空航天電子系統(tǒng) 通常在這些電子系統(tǒng)中集中顯示系統(tǒng),動(dòng)力檢測控制系統(tǒng),自動(dòng)駕駛系統(tǒng),通信系統(tǒng)以及運(yùn)行監(jiān)視器 (黑匣子 )等,都要構(gòu)成冗余的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)除一些小型工控機(jī)外,許多 都是以單片機(jī)為核心的單機(jī)或多機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 (2)辦公自動(dòng)化領(lǐng)域 一臺(tái) PC可以嵌入 10個(gè)單片機(jī)系統(tǒng),如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、 CDROM、聲卡、打安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 印機(jī)、軟 /硬盤驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制解調(diào)器等。 (5)指令豐富 單片機(jī)一般都有傳送指令,邏輯運(yùn)算指令,轉(zhuǎn)移指令相加,減運(yùn)算指令,位操作指令。 (3)性能高,速度快 為了提高速度和執(zhí)行效率,單片機(jī)使用 RISC體系結(jié)構(gòu),并行流水線操作和 DSP等設(shè)計(jì)技術(shù),指令運(yùn)行速度大幅提高。 (2)存儲(chǔ)量大 采用 16位地址總線的 8位單片機(jī)可尋址外部 64KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和 64KB程序存儲(chǔ)器。單片 機(jī)主要用于嵌入式應(yīng)用,故又被稱為嵌入式微控制器( MCU Micro Controller Unit),國際上常把單片機(jī)稱為微控制器,而國內(nèi)則比較習(xí)慣稱為 “單片機(jī) ”。 什么是單片機(jī) 單片機(jī)又稱單片微型計(jì)算機(jī),它把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片上,其主要包括微處理器( CPU),存儲(chǔ)器(隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器 RAM)和各種輸入 \輸出接口包括定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、并行 I/O接口、串行口、 A/D轉(zhuǎn)換器以及脈沖寬度調(diào)制。、 姓名 :基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤實(shí)現(xiàn) 4 第 2章 單片機(jī)概述 單片微型計(jì)算機(jī)(以下簡稱單片機(jī))是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展中的一個(gè)重要分支,其發(fā)展十分迅速。 隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及 系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的提高,單片機(jī)還會(huì)不斷產(chǎn)生新的變化和進(jìn)步,最終人們可能發(fā)現(xiàn):單片機(jī)與微機(jī)系統(tǒng)之間的距離越來越小,甚至難以辨認(rèn)。原因是其內(nèi)部已集成上各種應(yīng)用電路,功耗越來越低和模擬電路結(jié)合越來越多。 在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中要求 [7] (1)實(shí)現(xiàn)按鍵內(nèi)容的液晶顯示 (2)實(shí)現(xiàn)按鍵功能的液晶顯示 (3)實(shí)現(xiàn)便攜式設(shè)備的結(jié)果輸出 隨著技術(shù)的發(fā)展,單片機(jī)在目前的發(fā)展形勢下,表現(xiàn)出幾大趨勢: 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 可靠性越來越高,與互聯(lián)網(wǎng)的連接也是一種明顯的趨勢。 (4)有優(yōu)異的性能、價(jià)格比。 (2)系統(tǒng)擴(kuò)展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范,容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng),應(yīng)用系統(tǒng)有較高的軟、硬件利用系數(shù)。 單片機(jī)的出現(xiàn),并在各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域中得到如此迅猛的發(fā)展,與單片機(jī)構(gòu)成計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)所形成的下述特點(diǎn)有關(guān) [4]: (1)單片機(jī)構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有較大的可靠性。 (3)單片機(jī)已成為高科技領(lǐng)域中的有力工具。單片機(jī)的結(jié)構(gòu),外圍器件的配套以及如何更好地滿足工程領(lǐng)域、高技術(shù)領(lǐng)域形形色色的功能要求,會(huì)逐漸形成計(jì)算機(jī)芯片技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面。計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)有可能成為非計(jì)算機(jī)專 業(yè)人員用來實(shí)現(xiàn)一些控制功能的常規(guī)性工具。計(jì)算機(jī)在工程中的應(yīng)用技術(shù)開始為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的廣大工程技術(shù)人員敞開大門。因此,只要外加一些擴(kuò)展電路及必要的通道接口就可以構(gòu)成各種計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng),如工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動(dòng)測試系統(tǒng)、智能儀表、智能接口、功能模塊等 [3]。集成技術(shù)的最新進(jìn)展之一是將 CPU和外圍芯片,如程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、并行、串行、I/時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器及其他控制部件集成在一個(gè)芯片之中,制成單片計(jì)算機(jī)。 隨著時(shí)代的發(fā)展,科技的日新月異,便攜式設(shè)備將得到更大的普及,在生產(chǎn)生活中發(fā)揮更加廣泛的作用。 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的知識(shí)作便攜式設(shè)備的液晶顯示與鍵盤輸入,便攜式設(shè)備有著廣泛的用途,如遠(yuǎn)程監(jiān)控,無損檢測等,目前大部分的數(shù)字便攜式設(shè)備是基于單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)的,在單片機(jī)系統(tǒng)中,除了需要特定的功能算法和傳感器等器件外,還需要輸入,輸出裝置,在便攜式儀表中,輸入裝置一般是鍵盤,而輸出裝置一般是液晶顯示模塊。 在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的單片機(jī)及其外圍器件,使儀表技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的智能化時(shí)代。 在品種眾多的單片機(jī)中, MCS 5l 系列單片機(jī)以其結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)完整、特殊功能寄存器的規(guī)范化以及指令系統(tǒng)的控制功能等特色,成為單片機(jī)中的主流機(jī)型。它們互相區(qū)別,但又互相融合,互相促進(jìn)。 MCS48系列,特別是 MCS51系列單片機(jī)的出現(xiàn),確立了單片機(jī)作為微控制器( MCU)的地位,引起了微型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域新的變革。在 20世紀(jì) 70年代中期,微型計(jì)算機(jī)家族中又分支出一個(gè)小小的派系 ——單片機(jī)。 Keyboard 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) III 目 錄 引 言 .................................................................................................................................... 1 第 1章 緒論 .............................................................................................................................. 2 第 2章 單片機(jī)概述 .................................................................................................................. 4 什么是單片機(jī) ..................................................................................................................... 4 單片機(jī)的特點(diǎn) ..................................................................................................................... 4 單片機(jī)的應(yīng)用 ..................................................................................................................... 4 單片機(jī)的歷史 ..................................................................................................................... 5 8位單片機(jī)的主要生產(chǎn)廠家和機(jī)型 ................................................................................... 5 單片機(jī)的最新發(fā)展 ..................
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