【正文】 次數(shù)據(jù)交換。VDD：電源端，VEE：亮度控制端（15V），VSS：接地端。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器(CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，每一個字符都有一個固定的代碼。其電路圖如圖7所示。而此處采用LCD12864顯示屏的主要作用是顯示輸出的電壓信號的波形變化曲線。 LCD12864的顯示原理 通常所說的LCD12864顯示塊是所說的點陣液晶顯示模塊，就是由128*64個液晶顯示點組成的一個128列*64行的陣列，所以也就叫成了12864。存儲這些點陣信息的RAM被稱為顯示數(shù)據(jù)存儲器。圖形或漢字的點陣信息是由自己設計，這時候問題的關鍵是顯示點在液晶屏上的位置與其在存儲器中的地址之間的關系。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。 由于多數(shù)液晶顯示模塊的驅(qū)動電路是由一片行驅(qū)動器和兩片列驅(qū)動器構成，所以12864液晶屏實際上是由左右兩塊獨立的64*64液晶屏拼接而成，每半屏有一個512*8 bits顯示數(shù)據(jù)RAM。（少數(shù)廠商為了簡化用戶設計，在模塊中增加譯碼電路，使得128*64液晶屏就是一個整屏，只需一個片選信號。這是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。（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。因此存儲單元地址包括列地址（Yaddress,0~63）和頁地址（Xpage,0~7）。LCD12864的電源端和接地端分別接+5V電源和接地。當CS1或者CS2為高電平時，則芯片的右半屏或者左半屏被選中，此處與單片機的PB3口和PB4口相連來加以控制。當RS為高電平時，表示DB7~DB0為顯示數(shù)據(jù)，當RS為低電平時，表示DB7~DB0為顯示指令數(shù)據(jù)。LCD12864的RST管腳為復位信號控制端，低電平復位。按鍵電路共運用了四個按鍵，分別與單片機的PC4~PC7相連，其作用主要是為了使LCD1602液晶屏顯示電壓的大小和種類（如有效值、平均值、峰峰值等）。下面會逐步介紹各個模塊的程序設計。因為在外部AD與單片機之間通信過程中會帶來干攏信號，而且不利于快速開發(fā)。而如果我們采用AVR單片機自帶的A/D轉(zhuǎn)換器，我們可以降低AD轉(zhuǎn)換基準的電壓，以獲得較高的精度。由于是單片集成，故其控制更容易，干攏也最小。} 其次是最小值的計算 采樣100次后通過比較得到最小值，源碼如下：if(Ad_Min = adbuffer[i1]) //同上{ Ad_Min = adbuffer[i1]。//作累加 采樣累加完成后： AdAverage /= ADHITS。模擬信號量經(jīng)離散化后。程序中計算該值的算法可簡述如下：先對采樣轉(zhuǎn)換后的每一點數(shù)據(jù)平方，平方后的數(shù)作累加，全部累加完成后，除以采樣的點數(shù)，再將這個數(shù)進行開方運算，所得的結果就是所要求的RMS值。//Ad_adjust是將最最前端輸入的電壓為零伏時信號經(jīng)電平遷移電路抬升后的電壓經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后的值。 } AdMidRms=AdMidRms*AdMidRms。 //作累加AdRms /= 。 //開方，在k LCD1602液晶顯示程序設計 LCD1602的顯示操作LCD有四種基本操作，具體如表1所示。根據(jù)管腳功能，當為有效電平時，狀態(tài)命令字可從LCD模塊傳輸?shù)綌?shù)據(jù)總線。讀狀態(tài)字流程如圖12所示。其指令名稱是指要實現(xiàn)的功能；控制代號是采用的十六進制的數(shù)值表示的。I/D=0：減量方式，S=1：移位方式，S=0：不移位；4）顯示狀態(tài)：D指設置整體顯示開關；C指設置光標顯示開關；B指設置光標的字符閃耀；5）光標畫面滾動：R/L指右移或左移；S/C指移動總體或光標；6）功能設置：DL接口數(shù)位，L指顯示行數(shù)，F(xiàn)顯示字型；如DL=1：8位=0，4位N=1：2行=0：1行，G=1：510=0：57(點陣)；7）CGRAM地址設制：相當于一個數(shù)據(jù)庫，可以在其中選擇所需要的符號；8）DDRAM地址設制：顯示定位；9）讀BF和AC：B為最高位忙的標志，F(xiàn)為標志位；10）寫數(shù)據(jù)：將數(shù)據(jù)按要求寫入到對應的單元；11）讀數(shù)據(jù)：讀相應單元內(nèi)的數(shù)據(jù)；表2 命令字指令名稱控制信號控制代碼RSRWD7D6D5D4D3D2D1D0清屏0000000001歸HOME位000000001*輸入方式設制00000001I/DS顯示狀態(tài)設制0000001DCB無標畫面滾動000001S/CRL**功能設置00001DLNF**CGRAM地址設制0001A5A4A3A2A1A0DDRAM地址設制001A6A5A4A3A2A1A0讀BF和AC01BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0寫數(shù)據(jù)10數(shù) 據(jù)讀數(shù)據(jù)11數(shù) 據(jù)(3)寫命令字由表2可知當RS=0，R/W=0時，才可以通過單片機或用戶指令把數(shù)據(jù)寫到LCD模塊，此時就對LCD進行調(diào)制。圖13所示為寫命令字的流程圖。Set DDRAM address命令如表3所示。表3 Set DDRAM address命令RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0第1行DDRAM地址與第2行DDRAM地址并不連續(xù)，如表4所示。圖14 LCD初始化流程圖 LCD1602顯示程序設計LCD顯示程序的設計一般先要確定LCD的初始化、光標定位、確定顯示字符后，顯示流程如圖15顯示。模塊控制芯片提供兩套控制命令，基本指令和擴充指令如下：表5（RE=0：基本指令） 指 令 碼功 能指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0清除顯示0000000001將DDRAM填滿20H,并且設定DDRAM的地址計數(shù)器(AC)到00H地址歸位000000001X設定DDRAM的地址計數(shù)器(AC)到00H,并且將游標移到開頭原點位置。這個指令不改變DDRAM 的內(nèi)容功能設定00001DLXREXXDL=0/1：4/8位數(shù)據(jù)RE=1: 擴充指令操作RE=0: 基本指令操作設定CGRAM地址0001AC5AC4AC3AC2AC1AC0設定CGRAM 地址設定DDRAM地址0010AC5AC4AC3AC2AC1AC0設定DDRAM 地址（顯示位址）第一行：80H－87H第二行：90H－97H讀取忙標志和地址01BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0讀取忙標志(BF)可以確認內(nèi)部動作是否完成,同時可以讀出地址計數(shù)器(AC)的值寫數(shù)據(jù)到RAM10數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)D7——D0寫入到內(nèi)部的RAM (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM)讀出RAM的值11數(shù)據(jù)從內(nèi)部RAM讀取數(shù)據(jù)D7——D0(DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM) 由于擴充指令在本文中應用不大，所以這里不再贅述，下面將對12864的指令系統(tǒng)簡要描述一下。 DB0=H，開顯示；DB0=L，關顯示。 設置顯示起始行 表7 顯示起始行設置R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLHH行地址（063）功能：執(zhí)行該命令后，所設置的行將顯示在屏幕的第一行。Z地址計數(shù)器具有循環(huán)計數(shù)功能，用于顯示行掃描同步，當掃描完一行后自動加一。頁地址就是DD RAM 的行地址，頁地址存儲在X地址計數(shù)器中，A2A0可表示8頁，讀寫數(shù)據(jù)對頁地址沒有影響，除本指令可改變頁地址外，復位信號(RST)可把頁地址計數(shù)器內(nèi)容清零。R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LLLH列地址（063）功能： DD RAM 的列地址存儲在Y地址計數(shù)器中，讀寫數(shù)據(jù)對列地址有影響，在對DD RAM進行讀寫操作后，Y地址自動加一。 BF=L：空閑狀態(tài)。 RST=H：正處于復位初始化狀態(tài)； RST=L：正常狀態(tài)。 ON/OFF=H：表示顯示關閉； 寫顯示數(shù)據(jù) 表11 寫顯示數(shù)據(jù)R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0LHD7D6D5D4D3D2D1D0功能：寫數(shù)據(jù)到DD RAM，DD RAM是存儲圖形顯示數(shù)據(jù)的，寫指令執(zhí)行后Y地址計數(shù)器自動加1。寫數(shù)據(jù)到DD RAM前，要先執(zhí)行“設置頁地址”及“設置列地址”命令。從DD RAM讀數(shù)據(jù)前要先執(zhí)行“設置頁地址” 及“設置列地址”命令。寄存器包括指令寄存器以及數(shù)據(jù)寄存器。這里將不再贅述對于寄存器的講解。本次對LCD12864設計的程序流程圖如圖16所示。其中按鍵按下是讀取i/o口后處理的值,底層的接口不同，此時的值就要改變。首先是按鍵為初始狀態(tài)，然后給key_state賦值，使其按下，狀態(tài)轉(zhuǎn)換到確認態(tài)，接著給key_time賦值，清空計數(shù)器。各個按鍵的功能及控制過程將在后面的程序程序中介紹。圖17 按鍵程序流程圖5 系統(tǒng)仿真與調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試是從設計向應用轉(zhuǎn)化的關鍵一步，只有經(jīng)過大量調(diào)試，才可能使系統(tǒng)運行正常。AVR Studio是ATMEL的AVR單片機的集成環(huán)境匯編級開發(fā)調(diào)試軟件，完全免費。它集匯編語言編譯、軟件仿真、芯片程序下載、芯片硬件仿真等一系列基礎功能，與任一款高級語言編譯器配合使用即可完高級語言的產(chǎn)品開發(fā)調(diào)試。編譯沒有錯誤以后，然后通過AVR Studio4下載程序到單片機中進行調(diào)試與仿真。 在系統(tǒng)調(diào)試的過程中也曾遇到了一些問題，如顯示屏不能正常工作，程序編譯時出現(xiàn)錯誤等。 顯示屏不能正常工作，開始我還以為是程序問題，把程序看了又看，改了又改，顯示結果還是一樣。因為PE口是開漏的，不管它的驅(qū)動能力多大，相當于它是沒有電源的，需要外部的電路提供，絕大多數(shù)情況下PE口是必需加上拉電阻的。程序編譯時出現(xiàn)錯誤，剛開始我也是以為是程序的錯誤，后來仔細研究了一下程序，發(fā)現(xiàn)沒什么問題。后來將頭文件加載進去以后，程序正常運行，編譯成功。系統(tǒng)性能良好，信號幅度的最大范圍為0~177。本次設計主要完成了如下工作：（1） 設計單片機最小系統(tǒng)；（2） 設計了可視化數(shù)字電壓表系統(tǒng)的實現(xiàn)方案；（3） 繪制系統(tǒng)仿真電路圖；（4） 編寫程序并對其編譯，實現(xiàn)可視化數(shù)字電壓表的液晶顯示功能。但是，該系統(tǒng)也存在一定程度的不足，如量程切換方面和精度方面等有點欠缺。在這里提出一些理論上的改進，相信不久的將來，一定能夠?qū)ζ溥M行實質(zhì)性的改進?？梢圆捎猛獠拷右粋€高精度的AD轉(zhuǎn)換器，也可換用其它型號的MCU，例如msp430單片機中有自帶的12精度的AD轉(zhuǎn)換器。7 致謝本文是在張老師的精心指導下完成的。感謝同學的鼓勵和幫助，讓我順利完成本次設計任務。這些都是一種收獲，最讓我感到高興的是終于按質(zhì)按量的完成了畢業(yè)設計。本次畢業(yè)設計的每一個細節(jié)都離不開您的細心指導。模擬部分（第四版）.北京：高等教育出版社，1999.[6]測試（第二版）.武漢：華中理工出版社，2000.[7]（上）.北京航空航天大學出版社，2001.[8]金春林等. ：清華大學出版社，20[9]:西安電子科技大學出版社, [10]：清華大學出版社，1996[11]：電子工業(yè)出版社，[12]：西安電子科技大學出版社，[13]：[14]童詩白，華成英．模擬電子技術基礎[M]．北京：高等教育出版社，2001[15]A paper read during a Symposium on Electronic Digitizing Techniques held in Londonn on 18th November 1959.[16]Ivan Lenicek, Damir Ilic, Roman Malaric Faculty of Electrical Engineering and Computing, University of Zagreb Unska 3, HR10000 Zagreb, Croatia附錄一 系統(tǒng)硬件設計總圖附錄二 單片機系統(tǒng)原理圖附錄三 模擬信號調(diào)理電路總圖附錄四 主函數(shù)程序include int main (void){ unsigned char disbuff[30]。 unsigned int temp2。 unsigned int timeDiv = 0。 unsigned int Ad_midadj = 0。 _delay_ms(500)。 PORTC = 0xff。