【正文】 50181。對(duì)于 NMOS工藝的單片機(jī)工作電源，一般為 ~ CMOS工藝的單片機(jī)，工作電壓范圍至 3~6V。但其位數(shù)不一定會(huì)繼續(xù)增加，盡管現(xiàn)在已經(jīng)有 32 位單片機(jī)，但使用得并不多。 MCS51系列單片機(jī) MCS 是 Intel 公司的注冊(cè)商標(biāo)，凡在 Intel 公司生產(chǎn)的以 8051 為核心單元的其他派生單片機(jī)都可以 稱為 MCS51系列，有時(shí)簡(jiǎn)稱為 51系列， MCS51系列單片機(jī)包括 3個(gè)基本型 8031， 8051， 8751和對(duì)應(yīng)耗型 80C31， 80C51， 87C51[10]。這些廠家生產(chǎn)的芯片是 MCS51系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確的說(shuō)是與 MCS51指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。也就是說(shuō)， MCS51系列是專指 Intel 公司生產(chǎn)的以 8051為核心單元的單片機(jī)，而 8051系列泛指所有公司（也包括 Intel 公司）生產(chǎn)的以 8051為核心單元的所有單片機(jī)。它們的引腳及指令系統(tǒng)相互兼容，主要在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上有些區(qū)別，目前使用的 MCS51系列單片機(jī)及兼容產(chǎn)品通常分為以下幾類姓名 ：基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn) 8 [11]： (1)基本型（典型產(chǎn)品： 8031/8051/8751） 8031 內(nèi)部包括一個(gè) 8位 CPU， 128B RAM ， 21個(gè)特殊功能寄存器（ SFR）， 4個(gè) 8位并行 I/O 口，一個(gè)全雙工串行口， 2 個(gè) 16 位定時(shí)器計(jì)數(shù)器 .片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器，需外擴(kuò) EPROM芯片。 ROM 內(nèi)的程序是公司制作芯片時(shí)，代為用戶燒制的，出廠的 8051都是含有特殊用途的單片機(jī)。用戶可以將程序固化在 EPROM 中，可以反復(fù)修改程序，但其價(jià)格相對(duì)于 8031 較貴。 (2)增強(qiáng)型 Intel 公司在 MCS51 系列 3 種基本型產(chǎn)品基礎(chǔ)上，又推出增強(qiáng)型系列產(chǎn)品，即 52子系列，典型產(chǎn)品為 8032/8052/8752。 (3)低功耗型 代表性產(chǎn)品為 80C31/87C51/80C51，采用 CIIMOS 工藝，功耗很低。此類單片機(jī)有兩種掉電工作方式： 一種掉電工作方式是 CPU 停止工作，其他部分仍繼續(xù)工作；另一種掉電工作方式是，除片內(nèi) RAM繼續(xù)保持?jǐn)?shù)據(jù)外，其他部分都停止工作。 (4)專用型 如 Intel 公司的 8044/8744，它們?cè)?8051 的基礎(chǔ)上，又增加了一個(gè) 串行口部件，主要用于利用串行口進(jìn)行通信的總線分布式控制系統(tǒng)。 (5)超 8位型 在 8052的基礎(chǔ)上，采用 CHMOS工藝，并將 MCS96系列（ 16位單片機(jī)）中的一些 I/O 部件如高速輸入 /輸出（ HSI/HSO） [17]， A/D 轉(zhuǎn)換器，脈沖寬度調(diào)制（ PWM）和看門(mén)狗定時(shí)器（ WATCHDOG）等移植進(jìn)來(lái)構(gòu)成新一代 MCS51產(chǎn)品。目前此類單片機(jī)在我國(guó)已得到了較為廣泛的使用。其中，最具代表性的產(chǎn)品是美國(guó)ATMEL 公司推出的 AT89C51，是一個(gè)低功耗，高性能的含有 4KB 閃速的 8 位 CMOS單片機(jī)，時(shí)鐘頻率高達(dá) 20MHZ，與 8031的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。此外， 89C51 還支持由軟件選擇的兩種掉電工作方式，非常適于電池供電或其他要求低功耗的場(chǎng)合。 盡管 MCS51系列單片機(jī)以及 80C51系列單片機(jī)有多種類型，但是因?yàn)?MCS51系列是所有兼容，擴(kuò)展型單片機(jī)的基礎(chǔ)，因此掌握其基本型（ 8031， 8051， 8751或 80C31，80C51， 87C51）就顯的十分重要了。 便攜式設(shè)備可廣泛用于工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，礦場(chǎng)信號(hào)采集，電路調(diào)試等多種場(chǎng)合，而便攜式設(shè)備的輸入輸出模塊的主要功能表現(xiàn)在： 實(shí)現(xiàn)按鍵內(nèi)容的液晶顯示：液晶顯示當(dāng)前被使用者按下的按鍵內(nèi)容，以及該按鍵被按下的次數(shù)。 實(shí)現(xiàn)便攜式設(shè)備的操縱輸入：通過(guò)鍵盤(pán)，實(shí)現(xiàn)使用者對(duì)便攜式儀表的操作。 在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，以上功能都要滿足，其中實(shí)現(xiàn)便攜式設(shè)備的操縱輸入、液晶實(shí)時(shí)顯示、實(shí)現(xiàn)便攜式設(shè)備的結(jié)果輸出為主要內(nèi)容。 從圖中可以看出，便攜式設(shè)備的主要功能模塊分為 3類： 圖 31 便攜式設(shè)備的基本功能模塊 (1)數(shù)據(jù)采集：是指在單片機(jī)的控制下，使用功能傳感器完成特定信號(hào)的測(cè)量和數(shù)據(jù)采集的功能。 (2)結(jié)果顯示：是指單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶顯示模塊，并控制液晶顯示模塊按照一定的格式顯示其他的功能。單片機(jī)在控制指令的要求下，完成一定的功能，如進(jìn)行信號(hào)測(cè)量，數(shù)據(jù)顯示等。 電源 單 片 機(jī) 攝象機(jī) 液晶模塊 鍵盤(pán) 操作輸入 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 液晶模塊 一、液晶的命名規(guī)則 本次設(shè)計(jì)采用的液晶型號(hào)為 HG122321LYH。兩個(gè)芯片的 RES 上電后經(jīng)一定時(shí)間升為高電平，所以其控制時(shí)序?yàn)? 68 系列 MPU 的時(shí)序。 對(duì)于這幾種模塊， ADC 選擇應(yīng)設(shè)置為 0，占空比設(shè)置成 1/32。 姓名 ：基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn) 12 2. 在調(diào)試液晶模塊時(shí)，請(qǐng)注意正確接線，尤其是正、負(fù)電源的接線不能有錯(cuò)，否則燒電路上的芯片。 4. 如果采用 EL 背光方式，需要用到逆變器。 四、 驅(qū)動(dòng)控制器介紹 該類液晶模塊采用的驅(qū)動(dòng)控制器都是 SED1520 或其兼容型驅(qū)動(dòng)控制器，現(xiàn)主要以SED1520 為例做以介紹。 SED1520 的特性 (1) 內(nèi)置 2560 位顯示 RAM 區(qū)。 SED1520 的管腳功能介紹 SED1520 功能原理圖見(jiàn)圖 32。 圖 33 SED1520 原理框圖 SED1520 電特性 絕對(duì)最大范圍 (VDD=OV,VDD≥V1≥V2≥V3≥V4≥V5) 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 表 32 SED1520的主要參數(shù) 參 數(shù) 符 號(hào) 范 圍 單 位 電源電壓 1 Vss ～ V 電源電壓 2 V5 ～ V 電源電壓 3 V1V4 V 輸入電壓 VI ～ V 輸出電 壓 Vo ～ V 功力耗 PD 250 mW SED1520 的讀 /寫(xiě)操作時(shí)序 SED1520 有兩種讀 /寫(xiě)操作時(shí)序，分別對(duì)應(yīng)于 6800 系列 MPU 和 8080 系列 MPU。 圖 34 SED1520 時(shí)序圖一 在 WR 或 RD 后沿處，數(shù)據(jù)被寫(xiě)進(jìn)或讀出。 姓名 ：基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn) 14 圖 35 SED1520 時(shí)序圖二 在 E 下降沿處，數(shù)據(jù)或指令被鎖存進(jìn) SED1520 內(nèi)部的數(shù)據(jù)或指令寄存器。 SED1520 顯示 RAM 的結(jié)構(gòu) SED1520 中的顯示 RAM 共有 32 行 80 列，其結(jié)構(gòu)如圖 36所示： 圖 36 SED1520 顯示 RAM 結(jié)構(gòu)圖 五、液晶模塊指令系統(tǒng) 該類液晶顯示模塊（即 SED1520 液晶顯示控制器）共有 13 種顯示指令，下面以與 68 系列 MPU 接口為例 (RES=1)，分別介紹一下這 13 種指令。 BUSY： 1:忙狀態(tài) 0:準(zhǔn)備好狀態(tài) 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 ADC： 1:正常輸出 (右向 ) 0:反向輸出 (左向 )(具體見(jiàn) ADC 選擇 ) OFF/ON： 1:顯示關(guān)閉 0:顯示打開(kāi) RESET： 1:復(fù)位狀態(tài) 0:正常狀態(tài) 復(fù)位 R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 該指令為軟件復(fù)位指令，執(zhí)行該指令后，使顯示起始行置為第 0 行，列地址置為 0，頁(yè)地址置為 3。使系統(tǒng)處于低功耗休閑狀態(tài)。 D0 = 1 為休閑工作狀態(tài)， D0 = 0 為正 常工作狀態(tài)。應(yīng)根據(jù)廠 方提供的模塊實(shí)際接線設(shè)置，一般設(shè)為 ADC = 0。 改寫(xiě)方式設(shè)置指令 R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 該指令發(fā)出后，使得每次寫(xiě)數(shù)據(jù)后列地址自動(dòng)增 1，而讀數(shù)據(jù)后列地址仍保持原 值不變。 姓名 ：基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn) 16 在改寫(xiě)方式中， SED1520 不接受任何指令代碼（除改寫(xiě)方式結(jié)束指令）。 1寫(xiě)數(shù)據(jù) R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 顯示數(shù)據(jù) 1讀數(shù)據(jù) R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 1 顯示數(shù)據(jù) 當(dāng)讀一個(gè)或一系列數(shù)據(jù)之前必須先完成一個(gè)空讀操作。 六、液晶模塊接口技術(shù) 圖 37 液晶模塊間接控制方式原理圖 STC12C5404 單片機(jī)簡(jiǎn)介： STC12C5404 單片機(jī)是單時(shí)鐘 / 機(jī)器周期 (1T)的兼容 8051 內(nèi)核單片機(jī)，是高速 / 低功耗的新一代 8051 單片機(jī)，全新的流水線 / 精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu) ,內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路。 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 RST3RxD/4TxD/5XTAL26XTAL17INT0/8INT1/9T0/10T1/111226SCLK/25MISO/24MOSI/23SS/22212019181713GND14151627VDD2812IC1STC12C540435CP28S1SWPBS4SWPBS5SWPBS7SWPBS2SWPBS3SWPBS6SWPBS8SWPBVCC4K7R2Res24K7R3Res24K7R4Res24K7R1Res24K7R5Res24K7R6Res24K7R7Res24K7R8Res2C1CapC4CapC5CapC7CapC2CapC3CapC6CapC8Cap 圖 310 按鍵電路 由于本次設(shè)計(jì)用到的 I/O 口較少，有足夠的多余 I/O 口用于按鍵設(shè)計(jì)。 這種按鍵形式電路簡(jiǎn)單，配置靈活，但是因?yàn)槊恳粋€(gè)按鍵需要占用一個(gè) I/O 口，所以， I/O 口占用量很大，它只適合于按鍵數(shù)量少的情況下使用。這樣，通過(guò)檢測(cè)各 I/O口的電平變化，即可很容易地確定是否有按鍵按 下及是何鍵按下。 姓名 ：基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn) 20 按鍵去抖： 圖 311 按鍵去抖程序框圖 其他元器件介紹 電路中還用到了 max232 用于連接單片機(jī)和 PC 的 COM口，組成串行通信網(wǎng)絡(luò)。 7805 三端穩(wěn)壓器，把 12的直流電轉(zhuǎn)變成 單片機(jī)需要的工作電壓 5V直流電。便攜式設(shè)備電路如圖所示。 圖 315 程序設(shè)計(jì)流程框圖 程序初始化化 主程序 顯示歡迎界面 延時(shí) 在液晶模塊的page 0、 1和 page 3分別顯示實(shí)現(xiàn)功能與其對(duì)應(yīng)的狀態(tài)參數(shù) 等待按鍵按下 是否有鍵按下 延時(shí) 按鍵是否松開(kāi) 延時(shí) 該按鍵對(duì)應(yīng)的功能參數(shù)增加1 或者減去 1 傳送指令到攝像機(jī) 結(jié)束 N Y Y N 姓名 ：基于單片機(jī)的液晶顯示與鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn) 24 調(diào)試與運(yùn)行 程序調(diào)試順序 ●鍵盤(pán)掃描程序調(diào)試 ●液晶模塊的寫(xiě)指令代碼子程序 ●液晶模塊的寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)代碼子程序 ●初始化液晶顯示模塊子程序 ●液晶顯示一個(gè)字符子程序 ●程序調(diào)試 當(dāng)各個(gè)部分的子程序調(diào)試無(wú)誤后，按照源程序的調(diào)用順序，將各個(gè)部分連接起來(lái)，進(jìn)行編程。 安徽工程科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 結(jié)論與展望 自從 1971 年世界 出現(xiàn)了第一種微處理器以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅猛，給便攜式設(shè)備注入了新的活力，并取得了巨大的進(jìn)步。隨著以知識(shí)經(jīng)濟(jì)為特征的信息時(shí)代的到來(lái)，人們認(rèn)識(shí)便攜式儀表的概念又一步更新，便攜式設(shè)備正逐步跨入真正的微型化，數(shù)字化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化和多功能的時(shí)代。并且發(fā)送按鍵對(duì)應(yīng)指令到攝像機(jī)。 實(shí)現(xiàn)便攜式設(shè)備的操縱輸入：通過(guò)鍵盤(pán)，實(shí)現(xiàn)使用者對(duì)便攜式設(shè)備的操作。 隨著高新技術(shù)的不斷發(fā)展，便攜式設(shè)備的微型化和小型化已得到了實(shí)現(xiàn)。就便攜式設(shè)備來(lái)說(shuō)，它應(yīng)具有以下特征：能自動(dòng)完成某些測(cè)量任務(wù)或在程序知道下完成預(yù)定動(dòng)作，具有進(jìn)行各種復(fù)雜 和修正誤差的數(shù)據(jù)處理能力：具有自校準(zhǔn)，自測(cè)量，自診斷功能；便于通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)總線組成一個(gè)多種儀表的復(fù)雜系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能