【正文】 但對(duì)于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD 上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立游標(biāo) ，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。液晶 LCD1602 的簡(jiǎn)介：字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用16* 16* 20*2 和 40*2 行等的模塊。一般 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物如圖 所示： 圖 LCD1602 字符型液晶顯示器 ●1602LCD 分為帶背光和不帶背光兩種 ,基控制器大部分為 HD44780,帶背光的比不帶背光的厚 ,是否帶背光在應(yīng)用中并無差別 ,兩者尺寸差別如下圖 所示： 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 17 圖 1602LCD 尺寸圖 ●1602LCD主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 :162 個(gè)字符 芯片工作電壓 :— 工作電流 :() 模塊最佳工作電壓 : 字符尺寸 :(WH)mm 引腳功能說明： 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 所示 : 表 引腳接口說明表 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引 腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 第 1 腳 ： VSS 為地電源。 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 18 第 3 腳 ： VL 為液晶顯示器對(duì) 比度調(diào)整端 ,接 正電源時(shí)對(duì)比度最弱 ,接地時(shí)對(duì)比 度最高 ,對(duì)比 度過高 時(shí)會(huì) 產(chǎn)生 “ 鬼影 ”, 使 用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度。 第 5 腳 ： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 第 6 腳 ： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 15 腳 ： 背光源正極。 ●1602LCD的指令說明及時(shí)序， 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11條控制指令，如表 所示： 表 控制命令表 序號(hào) 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 10 寫 數(shù)到 CGRAM 或DDRAM 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM 或DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 1602 液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。 指令 2:光標(biāo)復(fù)位 ,光 標(biāo)返回到地址 00H。高電平表示有效 ,低電平則無效。 D：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。 B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為 4 位總線，低電平時(shí)為 8 位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F：低電平時(shí)顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示 5x10 的點(diǎn)陣字符。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 指令 10：寫數(shù)據(jù)。 與 HD44780 相兼容的芯片時(shí)序表 如下： 表 基本操作時(shí)序表 讀狀態(tài) 輸入 RS=L， R/W=H， E=H 輸出 D0—D7=狀態(tài)字 寫指令 輸入 RS=L， R/W=L， D0—D7=指令碼 ， E=高脈沖 輸出 無 讀數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=H， E=H 輸出 D0—D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=， D0—D7=數(shù)據(jù) ， E=高脈沖 輸出 無 讀寫操作時(shí)序如圖 和 所示： 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 20 圖 讀操作時(shí)序 圖 寫操作時(shí)序 ●1602LCD的 RAM 地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)表 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。 圖 1602 的內(nèi)部顯示地址 例如第二行第一個(gè)字符的地址是 40H，那么是否直接寫入 40H 就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢，這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高 D7 恒定為高電平 1 所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是 01000000B（ 40H） 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 21 +10000000B(80H)=11000000B(C0H)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。 圖 字符代碼與圖形對(duì)應(yīng)圖 ●1602LCD的一般初始化（復(fù)位）過程： 延時(shí) 15mS 寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） 延時(shí) 5mS 寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） 延時(shí) 5mS 寫指令 38H（不檢測(cè)忙信號(hào)） 以后每次寫指令、讀 /寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測(cè)忙信號(hào) 寫指令 38H：顯示模式設(shè)置 寫指令 08H：顯示關(guān)閉 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 22 寫指令 01H：顯示清屏 寫指令 06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 寫指令 0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置 硬件概要設(shè)計(jì) 本智能排隊(duì)叫號(hào) 系統(tǒng)這一課題，其具體要求和功能完全模擬人群排隊(duì)過程，通過取號(hào)、排隊(duì)等待、叫號(hào)服務(wù)等功能代替人們站隊(duì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動(dòng)代替人排隊(duì)的過程。每位窗口工作人員使用蜂鳴器接受主機(jī)命令，可按鍵受理下一位序號(hào)客戶業(yè)務(wù)，每服務(wù)完一位顧客后再按鍵，呼叫器上的號(hào)碼自動(dòng)跳到下一個(gè)序 號(hào)受理序號(hào)，同時(shí)此號(hào)碼顯示在窗口顯示屏上顯示并用蜂鳴提示，以提示顧客前來接受服務(wù)。 圖 硬件設(shè)計(jì)總體框圖 綜合以上情況 ,我們采用上位單片機(jī) (主機(jī) )實(shí)現(xiàn) 綜合管理和控制 ,將蜂鳴器模塊、主要按鍵模塊、顯示器模塊等集成在主機(jī)內(nèi)。通過按鍵 K 0 傳送數(shù)據(jù)到 主機(jī) ,主機(jī)接 受從機(jī)發(fā)送來的 命令和數(shù)據(jù)作出相應(yīng)的顯示 ,操作簡(jiǎn)單并 有 1602 液晶顯示顯示、蜂鳴器與窗口顯示器一一對(duì)應(yīng)，使用時(shí)將 用于 3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 23 設(shè)置窗口號(hào)的撥碼開關(guān)撥到相應(yīng)位置即可。 軟件概要設(shè)計(jì) 本文介紹的排隊(duì)叫號(hào)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用 Keil uvision4 作為開發(fā)平臺(tái)。 (1)主機(jī)部分 主機(jī)部分又稱為叫號(hào)服務(wù)終端，主要實(shí)現(xiàn)接收從機(jī)數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù)的功能。 ② 捕獲按鍵信息部分：本部分以中斷的方式捕獲按鍵信息，根據(jù)不同的按鍵來實(shí)現(xiàn)不同的功能。 ④ 蜂鳴器部分：本部分通過給單片機(jī)相應(yīng)接口送入高低電平并加以延時(shí)，使其實(shí)現(xiàn)發(fā)出 “叮咚”聲進(jìn)行 延時(shí)。 ⑵ 從機(jī)部分 從機(jī)部分又稱取號(hào)終端，主要實(shí)現(xiàn)客戶取號(hào)并將獲取數(shù)據(jù)發(fā)送至主機(jī)。 ② 捕獲按鍵信息部分：本部分通過按鍵使用戶獲得票號(hào)信息。 對(duì)于硬件部分和軟件部分的具體設(shè)計(jì)在后 面章節(jié)會(huì)有詳細(xì)敘述。 圖 主機(jī)部分 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 25 從機(jī)部分電路 如圖 所示：從機(jī)部分主要實(shí)現(xiàn)的功能是客戶按鍵取號(hào)，通過按鍵 K0 依次加 1 取號(hào)并在 1602 液晶屏上顯示客戶抽取的票號(hào)，上限為 10 人，當(dāng)取號(hào)達(dá)到上限后，通過液晶屏顯示 “ The queue is full,please wait” 的信息提示隊(duì)列已滿。 圖 從機(jī)部分 功能部分電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 單片機(jī) AT89C51 的最小系統(tǒng)電路 [3]。圖 即為 AT89C51 單片機(jī)的最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。這個(gè)放 大器與作為反饋元件的片外接石英或陶瓷震蕩器一起構(gòu)成自激震蕩器震蕩電路。對(duì)外接電容C C2 雖然沒有非常嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)輕微影響震蕩頻率的高低、震蕩工作的穩(wěn)定性、起震的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，推薦使用 30pF177。10pF。 圖 外部震蕩電路 復(fù)位電路中采用手動(dòng)按鍵產(chǎn)生復(fù)位信號(hào) ,完成單片機(jī)啟動(dòng) ， 確定單片機(jī) 的初 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 27 始狀態(tài)。通常在單片機(jī)工作出現(xiàn)混亂或“死機(jī)”時(shí) ,使用手動(dòng)復(fù)位可實(shí)現(xiàn)單片機(jī) “ 重啟 ” 。 RST/VPD(9 腳 )復(fù)位信號(hào)時(shí)鐘電路工作后 ,在引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平 ,芯片內(nèi)部進(jìn)行初始復(fù)位 ， 復(fù)位后片內(nèi)存儲(chǔ)器的狀態(tài)如表所示 ， P1—P3 口輸出高電平 ， 初始值 07H 寫入堆棧指針 SP、清 0 程序計(jì)數(shù)器 PC 和其余特殊功能寄存器 ， 但始終不影響片內(nèi) RAM 狀態(tài) ， 只要該引腳保持 高電平 ， 89C51 將循環(huán)復(fù)位 ， RAT/VPD 從高電平到低電平單片機(jī)將從 0號(hào)單元開始執(zhí)行程序 ， 另外該引腳還具有復(fù)用功能 ， 只要將 VPD 接 +5V 備用電源 ， 一旦 Vcc 電位突然降低或斷電 ， 能保護(hù)片內(nèi) RAM 中的信息不丟失 ， 恢復(fù)電后能正常工作。手動(dòng)開關(guān)未按下之前，電容正極處于待電狀態(tài)，當(dāng)按鍵按下去后， VCC 與 GND 導(dǎo)通，電容放電，從而實(shí)現(xiàn)放電。 圖 復(fù)位電路 1602 液晶顯示電路 在數(shù)字測(cè)量?jī)x表和各種數(shù)字系統(tǒng)中，都需要將數(shù)字量直觀的顯示出來，一方面供人們直接讀取測(cè)量和運(yùn)算的結(jié)果，另一方面用于監(jiān)視數(shù)字系統(tǒng)的工作情況。 數(shù)字顯示電路通常由譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和顯示器等部分組成，如圖 顯示器原理所示。 P0 口是一個(gè)三態(tài)雙向口，除了高、低態(tài)以外還有一個(gè)高阻態(tài)，如果不接上拉電阻 ， 當(dāng)端口處于高電平 1 的狀態(tài)下，實(shí)際上端口對(duì)地、對(duì) Vcc 電阻都是無窮大，即本質(zhì)上是不確定狀態(tài)，因此需要上拉電阻 RESPACK8。 由 1602 液晶的引腳功能可知其電路連接如圖 所示。 圖 1602 液晶顯示部分 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 29 按鍵部分電路 由與門 [5]和開關(guān)按鍵組成，由其完成的功能設(shè)計(jì)硬件原理如圖 所示。 在取號(hào)操作由從機(jī)的 K0 鍵實(shí)現(xiàn)。 叫號(hào)主機(jī)的按鍵設(shè)計(jì)就要復(fù)雜一點(diǎn)，采用的中斷要和與門一起完成。此時(shí)中斷中的號(hào)碼通過與門進(jìn)行消號(hào) 1 和延時(shí)的效果。 圖 按鍵部分 如圖 蜂鳴器部分所示。本設(shè)計(jì)運(yùn)用延時(shí)程序 控制接蜂鳴器的端口輸出。在單工方式下，通信線的一端連接發(fā)送器，另一端連接接收器，它們形成單向連接， 只允許數(shù)據(jù)按照一個(gè)固定的方向傳送 ； 在半雙工方式下，系統(tǒng)中的每個(gè)通信設(shè)備都由一個(gè)發(fā)送器和一個(gè)接收器組成，通過收發(fā)開關(guān)接到通信線路上，數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，但是不能同時(shí)在兩個(gè)方向上同時(shí)傳送，即每次只能一個(gè)站發(fā)送，另一個(gè)接收，其收發(fā)開關(guān)并不是實(shí)際 的物理開關(guān)，而是由軟件控制的電子開關(guān) ； 全雙工通信系統(tǒng)的每一端都包含發(fā)送器和接收器，數(shù)據(jù)可以同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送。本設(shè)計(jì)的傳送數(shù)據(jù)是在半 雙工方式下運(yùn)行的，兩個(gè) AT89C51 芯片的串行發(fā)送和串行接收端口對(duì)應(yīng)連接，如圖 410 所示。通過單片機(jī)的中斷 K0 按鍵，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到按下時(shí)完成取號(hào)功能。主要的流程如下圖 51 從機(jī)流程圖所示。 (1) 接收從機(jī)發(fā)送來的信息，若隊(duì)列為空顯示 “ Hello!” ；若隊(duì)列未滿，則在隊(duì)列取號(hào)按鍵的時(shí)候調(diào)用叫號(hào) 程序?qū)崿F(xiàn) “ ** is left” 的字樣；若隊(duì)列已滿，則重復(fù)顯示 “ 11 is left”