【正文】 PU 和外設兩者在信息的類型和電平的差異。 [11]圖24 　 　 顯示接口電路 ? CS：片選信號輸入端（帶上拉電阻） ，負責控制數據是否發(fā)送輸出。但當CS為邏輯低電平時，控制器與 CS1621之間可以傳輸數據和命令。WRITE 時鐘輸入端（帶上拉電阻） 。? DATA：串行數據輸出端（帶上拉電阻） ，負責數據存儲或者發(fā)送輸出單元。? VDD：正電源，接直流電源。天津大學仁愛學院 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）7第三章　　電導率儀顯示模塊顯示器件　CS1621LCD 顯示驅動電路　　CS1621是一種128點陣式存儲映射多功能 LCD驅動電路。CS1621是一種具有微控制器接口，由 RAM映射的324點陣式LCD驅動器。該電路為點陣式LCD驅動顯示，各SEG端是相互獨立的，并容易對 RAM數據進行修改，所以顯示點陣內容靈活，可隨用戶任意定制。CS 為邏輯高電平時，數據和命令不能讀出和寫入，并且串行接口電路復位。? RD：READ 時鐘輸入端（帶上拉電阻） 。? WR：WRITE 時鐘輸入端（帶上拉電阻） 。? DATA：串行數據輸出端（帶上拉電阻） 。? VLCD：LCD 電源輸入。? IRQ：時間基準或WDT溢出標志，NMOS開漏輸出端。? SEG0~SEG31：LCD SEG輸出端。本設計是模擬電導率儀實際測定顯示被測液體電導率、溫度、PH值等數據的一部分。系統(tǒng)以 Atmega8515 單片機為核心，在了解掌握 Atmega8515 和定制液晶顯示器顯示模塊 CS1621 各引腳功能以及二者之間采用的 IIC 協議進行數據的交互方式后，通過編寫程序然后將要顯示的數據送入定制液晶顯示器顯示模塊 CS1621 進行數據顯示，最后實現液晶顯示器顯示電導率、溫度等數據的目的。圖34　　CS1621LCD顯示界面天津大學仁愛學院 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）10表31　　CS1621LCD顯示界面顯示位　　由圖 34 以及表 31 對應可知 CS1621LCD 顯示界面的顯示數據控制驅動碼控制顯示界面的工作方式，CS1621LCD 顯示驅動碼是 0滅；1 亮。例如顯示內容為 12．34μs/cm 以及 25℃則：　　顯示第一位字符 1 時應設置 1BC 位置 1；　　顯示第二位字符 2 時應設置 2A、2B、2D、2E、2G 共五位置 1；　　顯示第三位字符小數點時應設置 DOT 位置 1；　　顯示第四位字符 3 時應設置 3A、3B、3C、3D 、3G 共五位置 1；　　顯示第五位字符 4 時應設置 4B、4C、4F 、4G 共四位置 1；　　顯示第六位字符電導率單位時應設置 T4 位置 1；　　顯示第七位字符 2 時應設置 5A、5B、5D、5E、5G 共五位置 1；　　顯示第八位字符 5 時應設置 6A、6C、6D、6F、5G 共五位置 1；　　顯示第九位字符溫度單位時應設置 T1 位置 1。最后，若要求顯示的數字為負數時，則獎對應控制驅動碼 1G 置 1，就能顯示出負號，接下來的數字顯示如上。IIC 即 InterIntegrated Circuit(集成電路總線） ，這種總線類型是由菲利浦半導體公司在八十年代初設計出來的，主要是用來連接整體電路(ICS)，IIC 是一種多向控制總線，也就是說多個芯片可以連接到同一總線結構下，同時每個芯片都可以作為實施數據傳輸的控制源。隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，把 CPU 和一個單獨工作1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16PINCOM1COM2COM3COM4SEG1SEG2SEG3SEG4SEG5SEG6SEG7SEG8SEG9SEG10SEG11SEG12COM1COM1 2A 2B 3A 3B 4A 4B T2 5A 5B 6A 6BCOM2COM2 2F 2G 3F 3G 4F 4G T3 5F 5G 6F 6GCOM3COM3 2E 2C 3E 3C 4E 4C T4 5E 5C 6E 6CCOM4COM4 2DDOT 3D 1BC 4D 1G 5D 6D T1天津大學仁愛學院 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）11系統(tǒng)所必需的 ROM、RAM、 I/O 端口、A/D、D/A 等外圍電路集成在一個單片內而制成的單片機或微控制器愈來愈方便。其中包括各種字長的 CPU，各種容量的 ROM、RAM 以及功能各異的 I/O 接口電路等等，但是，單片機的品種規(guī)格仍然有限，所以只能選用某種單片機來進行擴展。由于串行總線的連線少，結構簡單，往往不用專門的母板和插座而直接用導線連接各個設備。PHILIPS 公司早在十幾年前就推出了 I2C 串行總線，利用該總線可實現多主機系統(tǒng)所需的裁決和高低速設備同步等功能?！IC 總線的硬件結構　 　 I2C 串行總線一般有兩根信號線，一根是雙向的數據線 SDA，另一根是時鐘線 SCL。為了避免總線信號的混亂，要求各設備連接到總線的輸出端時必須是漏極開路（OD）輸出或集電極開路（OC）輸出。而串行時鐘線也應是雙向的，作為控制總線數據傳送的主機，一方面要通過 SCL 輸出電路發(fā)送時鐘信號，另一方面還要檢測總線上的 SCL 電平，以決定什么時候發(fā)送下一個時鐘脈沖電平；作為接受主機命令的從機，要按總線上的 SCL 信號發(fā)出或接收 SDA 上的信號，也可以向 SCL 線發(fā)出低電平信號以延長總線時鐘信號周期。任一設備輸出的低電平都將使相應的總線信號線變低，也就是說：各設備的 SDA 是“與”關系，SCL 也是 “與”關系。所謂主機是指啟動數據的傳送（發(fā)出啟動信號） 、發(fā)出時鐘信號以及傳送結束時發(fā)出停止信號的設備，通常主機都是微處理器。為了進行通訊，每個接到 I2C總線的設備都有一個唯一的地址，以便于主機尋訪。凡是發(fā)送數據到總線的設備稱為發(fā)送器，從總線上接收數據的設備被稱為接受器。為了保證數據可靠地傳送，任一時刻總線只能由某一臺主機控制，各微處理器應該在總線空閑時發(fā)送啟動數據，為了妥善解決多臺微處理器同時發(fā)送啟動數據的傳送（總線控制權）沖突，以及決定由哪一臺微處理器控制總線的問題，I2C 總線允許連接不同傳送速率的設備。天津大學仁愛學院 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）12　IIC 總線的數據傳輸　　 在 I2C 總線傳輸過程中，將兩種特定的情況定義為開始和停止條件：當SCL 保持“高 ”時，SDA 由“高”變?yōu)椤暗汀睘殚_始條件；當 SCL 保持“高”且 SDA 由“低”變?yōu)椤案摺睍r為停止條件。使用硬件接口可以很容易地檢測到開始和停止條件，沒有這種接口的微機必須以每時鐘周期至少兩次對 SDA 取樣，以檢測這種變化。輸出到 SDA 線上的每個字節(jié)必須是 8位，每次傳輸的字節(jié)不受限制，但每個字節(jié)必須要有一個應答 ACK。數據傳送具有應答是必須的。當尋址的被控器件不能應答時，數據保持為高并使主控器產生停止條件而終止傳輸。合法的數據傳輸格式如下：I2C 總線在開始條件后的首字節(jié)決定哪個被控器將被主控器選擇，例外的是“通用訪問”地址，它可以在所有期間尋址。如果相同，該器件即認為自己被主控器尋址，而作為被控接收器或被控發(fā)送器則取決于 R/W 位。CS為1時，主控制器和CS1621之間數據和命令被禁止和初始化。數據線時串行輸入 /輸出線。RD線是 READ時鐘輸入。主控制器在天津大學仁愛學院 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）13READ信號上升沿和下一個下降沿之間讀出正確數據。數據線上的數據、地址、命令在WR信號上升沿全被讀到 CS1621。接著開始下一個讀數據的過程。天津大學仁愛學院 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）14第四章　　電導率儀顯示模塊的軟件設計　軟件設計系統(tǒng)總框圖　　電導率儀顯示模塊的軟件設計即為控制電導率顯示模塊顯示相應內容的軟件編程，是控制顯示模塊最終顯示內容的直接指令，軟件設計所編寫的指令是根據上文分析的定制液晶顯示器顯示模塊 CS1621顯示原理以及連接Atmega8515和定制液晶顯示器顯示模塊 CS1621二者之間采用的 IIC 協議要求綜合編寫，通過編寫程序然后將要顯示的數據送入定制液晶顯示器顯示模塊CS1621進行數據顯示，最后實現液晶顯示器顯示電導率、溫度等數據的目的。 [6]圖 41　　電導率儀顯示模塊軟件設計系統(tǒng)總框圖電導率儀顯示模塊軟件設計系統(tǒng)工作時序是先由電導率儀探頭測定被測試液體的數據，然后將采集的數據轉換為 CS1621 液晶顯示器顯示模塊的顯示數據驅動碼，接著講轉換成的驅動碼送入 RAM 區(qū)，RAM 區(qū)的首地址是$98，最后將 RAM 區(qū)的驅動碼通過 IIC 總線傳輸到 CS1621 液晶顯示器顯示模塊，CS1621 液晶顯示器顯示模塊接收到顯示驅動碼顯示相應的數據。由于每次只能傳輸顯示一個數字或者符號，所以這個過程會不停重復以獲取顯示全部的數據，例如顯示內容為12．34μs/cm 以及 25℃，顯示過程就是先傳輸顯示第一位 1 的顯示驅動碼，一直到 CS1621 液晶顯示器上顯示相應的顯示數字 1，第二位 2 以及后面的單位、數字顯示同第一位顯示一樣的原理，值得注意的地方就是小數點、單位的獲取顯示與數字的顯示一樣，因此每個小數點、單位也應該進行同樣的獲取驅動碼操作，直到最后 CS1621 液晶顯示器上正確顯示。天津大學仁愛學院 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）17圖 44　　IIC 總線寫數據時序流程圖　　該框圖是傳輸 CS1621 液晶顯示器顯示模塊控制指令以及起始地址框圖，首先 CS 以及 WR 清 0，DATA 置 1，之后 WR 置 1，以完成主控制器和天津大學仁愛學院 2022 屆本科生畢業(yè)設計（論文）18CS1621 之間數據和命令禁止傳輸數據和初始化。WR 置 1 表示后面將發(fā)送六位地址數據代碼，循環(huán)6 次即為六位地址數據代碼，且為其實數據的地址即$98，再發(fā)送 4 位顯示數據驅動碼完成第一位顯示數據的傳輸。　　CS1621 液晶顯示器顯示模塊通過 IIC 總線與 Atmega8515 單片機控制器件連接起來，以特定的程序語言控制從最初采集被測液體數據到轉換成顯示驅動碼最后控制顯示模塊 CS1621 顯示電導率、溫度。通過畢業(yè)設計，了解了 AVR 單片機和電導儀的基本概念以及工作原理ATmega8515 單片機各端口功能、編程指令的基本語法、應用程序開發(fā)的基本方法，以及 CS1621LCD 接口及其指令系統(tǒng)，了解了 IIC 總線傳輸協議。隨著我國國民經濟的發(fā)展，二次供水的水質監(jiān)測分析儀表—電導率測量分析儀表顯得更為重要。人們更加關心身體健康問題，當然對生活中的環(huán)境、水質等也更加關心，電導率測量分析儀針對人們所關心的水質等進行檢測，讓人們實實在在的了解自己的生活水水質狀況，電導率測量分析儀必然會在日后的日常生活中得到更加廣泛的應用，同樣電導率測量分析儀也會在醫(yī)療、工業(yè)等關系國計民生的行業(yè)得到更加廣泛的應用。 moreover a parison of the behavior of AVR microcontroller in fault injection experiments against some mon microprocessors is done. Results of fault analyzing will be used in the future research to propose the faulttolerant AVR microcontroller.Key words：AVR microcontroller，transient faults， VHDL language，sensitivity leve，faulttolerant AVR microcontrollerIn recent years, reliability is being the major factor in designing microprocessor and microcontroller architectures [1]. After critical bugs in Pentium FDIV in 1994 and Sun Microsystems in early 2022 [2] designers are concentrated to include faulttolerant techniques or alternatively they need an estimation of behavior of designed architecture against various faults. First step to design a faulttolerant architecture is to analyze the effects and propagations of faults in designed architecture. One of the best methods to estimate behavior of architecture against various faults is simulationbased fault injection that described the architecture in one of HDL