【正文】 SCM by LCD1602 LCD screen, keyboard, indicator system, part. Software in under the environment of keil with C51 language, including time set, time display, simple calculation shows, etc. In the programming process found on existing knowledge to finish writing task difficult, the teachers and students of help to finish the program part of the code. Keyword： AT89S52； LCD1602。這一切都在潛移默化地影響著我，為我以后進(jìn)入工作崗位樹立了良好的榜樣。待人平和、工作認(rèn)真、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃o我留下了很深刻的印象。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期，首先給我們分析了一下課題的基本含義，也介紹了不少有用的資料和書籍；在硬件設(shè)計(jì)等方面給予悉心地指導(dǎo)；在調(diào)試的過程中，孫老師給每個(gè)出現(xiàn)的問題也給予了及時(shí)的指導(dǎo)。 23 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到指導(dǎo)老師孫老師的熱心指導(dǎo)，在這里對孫老師表示最衷心的感謝。這不但擴(kuò)展了有關(guān)單片機(jī)領(lǐng)域的眼界，而且完善了以往的知識體系。 更重要的是在實(shí)際設(shè)計(jì)和試驗(yàn)中形成了更加科學(xué)合理的認(rèn)識，不斷形成更為合理和具有科學(xué)性的思想方式。這樣一來，因?yàn)檎Z句較少，程序調(diào)試也比較方便，功能模塊可以逐一地調(diào)試，充分體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化編程的優(yōu)勢。所以，在編寫程 序的過程中，也就完善了硬件的設(shè)計(jì)。在圖書館查閱了一些相關(guān)資料后，就開始寫程序。 板子按照自己的設(shè)計(jì)焊完之后，應(yīng)開始設(shè)計(jì)自己的軟件程序了。主要是在系統(tǒng)還沒有到設(shè)計(jì)完全的時(shí)候就開始很心急地買元器件及動(dòng)手焊板子。 仿真與實(shí)物圖 22 結(jié)束語 通過基于 89S52單片機(jī)簡易計(jì)算器的設(shè)計(jì)，加深了我對單片機(jī)的了解，學(xué)以致用，不但回顧了過去所學(xué)，更 使我了解現(xiàn)在的不足，彌補(bǔ)了一些知識漏洞。 開 始初 始 化 參 數(shù)初 始 化 L C D 顯 示數(shù) 值 運(yùn) 算L C D 顯 示 圖 541 主程序框圖 軟件的可靠性設(shè)計(jì) 提高本儀器其可靠性措施主要有： (1) 為防止程序跑飛，軟件中設(shè)置了軟件陷阱。 顯示模塊的流程圖如圖 ： 開 始初 始 化 參 數(shù)初 始 化 L C D 顯 示本 次 功 能 鍵 ？讀 取 鍵 碼數(shù) 字 鍵 清 零 鍵 功 能 鍵鍵 入 數(shù) 值 狀 態(tài) 清 零根 據(jù) 上 次 功 能 鍵 和 輸 入的 數(shù) 據(jù) 計(jì) 算 結(jié) 果結(jié) 果 送 顯 示 緩 沖L C D 顯 示有 否 有 鍵 值 ？數(shù) 值 送 顯 示 緩 沖結(jié) 果 送 顯 示 緩 沖等 待 數(shù) 值 鍵 入 等 待 數(shù) 值 鍵 入結(jié) 果 送 顯 示 緩 沖等 待 數(shù) 值 鍵 入YNYN 圖 模塊的流程圖 21 主程序的設(shè)計(jì) 主程序主要是用來對 LCD液晶顯示屏進(jìn)行初始化的?！睘橹?，都是采用相同的方法去賦值的。 以此類推，之后一直到“ case 0x77: key=15。 break。 ???? } 20 在以上的程序中 ， 其中的 “ key=0?? key=15” 是按鍵 “ 0 +、 、 *、 /、 =、 ON/C” 16個(gè)鍵。 ?????? case 0x77: key=15。 case 0xde: key=1。 //_crol_為左移函數(shù) ???? { case 0xee: key=0。i4。 uint i。 鍵盤模塊程序也可相當(dāng)于一個(gè)中斷服務(wù)子程序，如圖 441所示。 系統(tǒng)中連接的是 4*4行列式按鍵鍵盤，其中“ 09”為數(shù)字鍵；“ +、 、 *、 /、 =”為符號鍵；“ ON/C”為功能鍵（清屏鍵），在程序中會加入一個(gè)記憶功能鍵，而與其搭配的硬件按鍵為符號鍵中的“ =”，以為求方便。 讀鍵程序使用的是反轉(zhuǎn)法讀鍵，不管鍵盤矩陣的規(guī)模大小，均進(jìn)行兩次讀鍵。然后鍵值并顯示緩存。 最終電路如圖 ： 圖 LCD液晶顯示屏 顯示 18 5 計(jì)算器的軟件設(shè)計(jì) 計(jì)算器的軟件規(guī)劃 簡易計(jì)算器的程 序主要包括以下功能模塊： ? 定時(shí)查鍵模塊，分為讀鍵程序、判鍵程序段、運(yùn)算操作子程序等部分； ? 基于 LCD液晶顯示屏的 顯示模塊； ? 主模塊，為系統(tǒng)的初始化。如圖 圖 編碼鍵盤 電路 顯示電路的設(shè)計(jì) 當(dāng)系統(tǒng)需要顯示少量數(shù)據(jù)時(shí)，采用 LCD液晶顯示屏 進(jìn)行顯示是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。非編碼鍵盤成本低廉。在智能儀器中，使用并行接口芯片 8279或串行接口芯片 HD7279均可以組成編碼鍵盤，同時(shí)還可以兼顧數(shù)碼管的顯示驅(qū)動(dòng)，其相關(guān)的接口電路和接口軟件均可在芯片資料中得到。編碼鍵盤是較多按鍵（ 20個(gè)以上）和專用驅(qū)動(dòng)芯片的組合，當(dāng)按下某個(gè)按鍵時(shí)，它能夠處理按鍵抖動(dòng)、連擊等問題，直接輸出按鍵的編碼，無需系統(tǒng)軟件干預(yù)。鍵盤部分采用 編碼鍵盤， 顯示部分采用 LCD液晶顯示屏 完全能夠很好的實(shí)現(xiàn)顯示方面的要求。（如圖 所示為整個(gè)系統(tǒng)的原理圖） 圖 計(jì)算器原理圖 前面敘述了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說明，系統(tǒng)采用了比較簡單的設(shè)計(jì)方案，所以該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)的總外圍電路不會產(chǎn)生過多的干擾。 簡易計(jì)算器主要包括：鍵盤電路，顯示電路。 該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法。 根據(jù)第提出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，結(jié) 合以上三條原則，確定了系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)。進(jìn)行功能擴(kuò)展時(shí)，應(yīng)該在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過修改軟件程序和少量硬件完成。 （ 3） 靈活的功能擴(kuò)展 功能擴(kuò)展是否靈活是衡量一個(gè)系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。而且，所用芯片數(shù)量越少，地址和數(shù)據(jù)總線在電路板上受干擾的可能性也就越小。所以，在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)得時(shí)候，在滿足可靠性和實(shí)時(shí)性的前提下，盡可能的通過軟件來實(shí)現(xiàn)硬件功能。 ? LCD液晶顯示屏 顯示輸出。 計(jì)算器硬件方案及硬件資源分配 硬件資源分配 主要用到的硬件： AT89S52 LCD液晶顯示屏 編碼鍵盤 硬件分配： ? P0、 P3口：做為輸出口，控制 LCD液晶顯示屏 顯示數(shù)據(jù)的結(jié)果。 主程序進(jìn)行初始化，其他的程序選擇模塊式的方式。故選擇靜態(tài)顯示和用編碼鍵盤。 表 LCD1602 指令表 指令 1 清顯示 指令碼 01H, 光標(biāo)復(fù)位到地址 00H位置； 指令 2 光標(biāo)復(fù)位 指令碼 02H, 光標(biāo)返回到地址 00H位置 ； 指令 3 光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 14 I/D位 → 光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移； S 位 → 屏幕上所有文字是否左移或者右移，高電平有效，低電平無效； 指令 4 顯示開關(guān)控制 D 位 → 控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電 平表示關(guān)顯示； C 位 → 控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)； B 位 → 控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 ； 指令 5 光標(biāo)或顯示移位 S/C位 → 高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo) 指令 6 功能命令設(shè)置 DL位 高電平時(shí)為 4位數(shù)據(jù)總線，低電平時(shí)為 8位總線； N— 位低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)為雙行顯示； F— 位低電平時(shí)顯示 5x7的點(diǎn)陣字符 ,高電平時(shí)為 5x10的點(diǎn)陣字符； 指令 7 字符發(fā)生器 RAM地址設(shè)置 指令 8 DDRAM地址設(shè)置 指令 9 讀忙信號和光標(biāo)地址 BF位 → 為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù) 指令 10 寫數(shù)據(jù) 指令 11 讀數(shù)據(jù) LCD的特點(diǎn)： （ 1）低壓微功耗； （ 2）平板型結(jié)構(gòu)； （ 3）被動(dòng)顯示型 (無眩光，不刺激人眼，不會引起眼睛疲勞 )； （ 4）顯示信息量大 (因?yàn)橄袼乜梢宰龅煤苄?)； （ 5）易于彩色化 (在色譜上可以非常準(zhǔn)確的復(fù)現(xiàn) )； （ 6）無電磁輻射 (對人體安全，利于信息保密 )； （ 7）長壽命 (這種器件幾乎沒有什么劣化問題，因此壽命極長，但是液晶背光壽命有限，不過背光部分可以更換 )。 第 7～ 14腳 D0～ D7為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 當(dāng) RS和 RW共同為低電平時(shí) （ 00）可以寫入指令或者顯示地址； 當(dāng) RS為低電平 RW為高電平時(shí)（ 01）可以讀入忙信號； 當(dāng) RS為高電平 RW為低電平時(shí)（ 10）可以寫入數(shù)據(jù)。 第 4腳 RS為寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平選擇指令寄存器。 采用的 LCD1602液晶模塊是標(biāo)準(zhǔn) 16針插座，接口電路如 圖 ： 關(guān)于 LCD1602的詳細(xì)資料見表 。 動(dòng)態(tài)特性 (TA=25℃ ) 如表 ： 表 動(dòng)態(tài)特性 參 數(shù) 測 試 條 件 最大 單位 tPLH輸出由低到高傳輸延遲時(shí)間 Vcc=5V,CL=15Pf,RL=2KΩ 15 ns tPHL輸出由高到低傳輸延遲時(shí)間 20 ns LCD1602液晶顯示屏 應(yīng)用簡介 13 模塊內(nèi)部自帶字符發(fā)生存儲器（ CGROM） ,字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“ A”的代碼是（ 41H），顯示時(shí)模塊把代碼 41H發(fā)給液晶模塊，我們就能在液晶上看到字母“ A”。 由于單片機(jī)主要面向工業(yè)控制，工作環(huán)境比較惡劣，入高溫，強(qiáng)電磁干擾，甚至含有腐蝕性氣體，在太空中工作的單片機(jī)控制系統(tǒng)，還必須具有抗輻射能力，這決定了單片機(jī) CPU于通用微機(jī) CPU具有不同的技術(shù)特征和發(fā)展方向： ? 可靠性高； ? 控制功能往往很強(qiáng)，數(shù)值計(jì)算交叉； ? 指令系統(tǒng)比通用微處理器慢的多； ? X系列芯片取代； ? 抗干擾性強(qiáng)，工作溫度 范圍寬。 單片機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向： 單片機(jī)是為了工業(yè)控制需要滿足而誕生的，是自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部件，因而也主要用于工業(yè)控制、智能化儀器儀表、家用電器中 。每個(gè)字節(jié)寫入周期是自身定時(shí)的，大多數(shù)約為 50us。 ④ 將 EA/Vpp端加上 +12V編程電壓。 ② 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。 10 圖 按鍵電平復(fù)位 AT89SXX 系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了 ISP 下載功能，故而取代了 89CXX 系列的下載方式，也是因?yàn)檫@樣，ATMEL 公司已經(jīng)停止生產(chǎn) 89CXX 系列的單片機(jī)，現(xiàn)在市面上的 AT89CXX 多是停產(chǎn)前的庫存產(chǎn)品。復(fù)位后， P0～ P3輸出高電平； SP寄存器為07H；其它寄存器全部清 0；不影響 RAM狀態(tài)。 控制或復(fù)位引腳 RESET 此腳為高電平時(shí)（約 2個(gè)機(jī)器周期）可將單片機(jī)復(fù)位。電容取 20PF左右。內(nèi)部方式時(shí)，時(shí)鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時(shí)鐘頻率就為 6MHz。如 圖 。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 FLASH 存儲器編程時(shí)，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會鎖存 EA端狀態(tài)。 PSEN—— 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器 9 的讀選通信號，當(dāng) AT89S52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。 對 FLASH 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效?？?門狗計(jì)時(shí)完成后，RST 腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。 （ 2）其他引腳說明： RST：復(fù)位輸入。 表 P3 口管腳 備選功能 端口引腳 第二功能 RXD（串行輸入 口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0外部輸入） T1（記時(shí)器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口：