畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于壓力式的水位采集儀(硬件設(shè)計(jì))

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)</p><p>　　機(jī)械與電氣工程 學(xué)院 07自動(dòng)化 專業(yè)</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于壓力式的水位采集儀（硬件設(shè)計(jì)） </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： </p><p>　　班 級(jí)

2、： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： </p><p>　　完 成 日 期： 2011 年 6 月 12日</p

3、><p>　　基于壓力式的水位采集儀(硬件設(shè)計(jì))</p><p>　　The water collection device based on pressure type（Hardware design）</p><p>　　總計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 52 頁(yè)</p><p>　　表 格 35 幅</p><p&g

4、t;<b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是結(jié)合單片機(jī)與傳感器技術(shù)的綜合應(yīng)用。它是基于壓力式的水位采集儀的設(shè)計(jì)，由七個(gè)電路模塊構(gòu)成，分別為信號(hào)處理與放大電路模塊、直流穩(wěn)壓電源模塊、模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)（A/D）模塊、液晶顯示模塊、按鍵電路模塊、RS485通信電路模塊、單片機(jī)處理模塊。它利用高精度的12位并行A/D芯片對(duì)其信號(hào)采集，經(jīng)單片機(jī)處理后通過(guò)液晶顯示器顯示水位高度和此刻的

5、時(shí)間，利用六個(gè)按鍵可設(shè)定水位預(yù)置和時(shí)間初始值，和利用串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)RS485可遠(yuǎn)程通信，便于控制室人員對(duì)其水位高度的控制。實(shí)際上，這裝置對(duì)道橋、水庫(kù)等處的水位測(cè)量和控制是非常有必要的 。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)處理 信號(hào)采集 液晶顯示 串行通信</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>

6、;　　This design is a integrated application about combining SCM with sensor technology. It is a design of collecting instrument based on the water pressure type, and makes up of seven circuit modules, respectively signal

7、processing and amplifying circuit module, DC module, analog signal into digital signal (A/D) module, LCD module, buttons circuit module, RS485 communication circuit module, SCM processing module. It uses high precision 1

8、2 parallel A/D chip to acquire the signal, after SCM processing</p><p>　　Keywords: SCM processing ; signal acquisition ; LCD display ; serial communication </p><p><b>　　目 錄</b><

9、;/p><p><b>　　摘要Ⅰ</b></p><p>　　AbstractⅡ</p><p>　　第一章 引言1</p><p>　　第二章 總體設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)規(guī)劃2</p><p>　　2.2 研制過(guò)程和其它說(shuō)明3&l

10、t;/p><p>　　第三章 各芯片的概述4</p><p>　　3.1 8051單片機(jī)和AT89C51單片機(jī)的概述4</p><p>　　3.2 MAX197的概述9</p><p>　　3.3 LCD12864的概述12</p><p>　　3.4 芯片MAX485和RS485通信的概述24<

11、/p><p>　　第四章 硬件設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.1 信號(hào)處理與放大電路模塊設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.2 直流穩(wěn)壓電源模塊設(shè)計(jì)31</p><p>　　4.3 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)（A/D）模塊設(shè)計(jì)32</p><p>　　4.4 液晶顯示模塊設(shè)計(jì)33</p><

12、;p>　　4.5 按鍵電路的設(shè)計(jì)33</p><p>　　4.6 RS485通信電路模塊設(shè)計(jì)34</p><p>　　4.7 單片機(jī)處理模塊的設(shè)計(jì)36</p><p>　　第五章 制作與調(diào)試37</p><p>　　5.1 硬件電路的布線與焊接37</p><p>　　5.2 硬件電路的調(diào)試

13、38</p><p>　　第六章 軟件設(shè)計(jì)39</p><p>　　6.1 總的程序設(shè)計(jì)規(guī)劃39</p><p>　　6.2 時(shí)間和按鍵處理子程序設(shè)計(jì)40</p><p>　　6.3 液晶顯示子程序設(shè)計(jì)42</p><p>　　6.4 程序的軟件調(diào)試和燒錄44</p><p&g

14、t;<b>　　結(jié)論46</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)47</b></p><p><b>　　致 謝48</b></p><p>　　附錄一 程序49</p><p>　　附錄二 整體電路圖62</p><p><b

15、>　　第一章 引言</b></p><p>　　電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的新興技術(shù)，二十世紀(jì)發(fā)展最迅速，應(yīng)用最廣泛，成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。</p><p>　　從第一代電子產(chǎn)品以電子管為核心到現(xiàn)在的大規(guī)模集成電路，在短短五十多年的發(fā)展歷史中，為人類便利的生活和生產(chǎn)提供了不可或缺和不可磨滅的作用。如果說(shuō)微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學(xué)研究得

16、到了質(zhì)的飛躍，那么可編程控制器的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測(cè)控領(lǐng)域帶來(lái)了一次新的革命。壓力是生產(chǎn)過(guò)程控制中的重要參數(shù)，許多生產(chǎn)過(guò)程（尤其是化工煉油等生產(chǎn)過(guò)程都是在一定的壓力條件下進(jìn)行的，例如，高壓容器的壓力不能超過(guò)規(guī)定值，某些減壓裝置則要求在低于大氣壓的真空下進(jìn)行；在某些生產(chǎn)過(guò)程中，壓力的大小還直接影響產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量。此外，壓力檢測(cè)的意義還在于，其它一些過(guò)程參數(shù)如溫度、流量、液位等往往要通過(guò)壓力來(lái)間接測(cè)量，所以壓力的檢測(cè)是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中

17、與具有特殊的地位。而針對(duì)水位的高度實(shí)時(shí)測(cè)量與控制，往往需通過(guò)壓力傳感來(lái)進(jìn)行檢測(cè)與控制來(lái)間接地測(cè)量。</p><p>　　利用單片機(jī)對(duì)壓力進(jìn)行測(cè)控的技術(shù)，也便隨之而生，并得到日益發(fā)展和完善，越來(lái)越顯示出其優(yōu)越性。用單片機(jī)對(duì)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制，以解決工業(yè)及日常生活中對(duì)壓力的及時(shí)自動(dòng)控制問(wèn)題。用液晶顯示實(shí)際壓力值和時(shí)間，方便人工監(jiān)視。用鍵盤(pán)輸人壓力控制范圍值，便于在不同應(yīng)用場(chǎng)所設(shè)置不同壓力范圍值。當(dāng)實(shí)際壓力值不在該

18、范圍時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力，以保持設(shè)定的壓力基本不變，即水位高度不變，達(dá)到自動(dòng)控制的目的。本設(shè)計(jì)用單片機(jī)對(duì)水位進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，便于后面的水位控制，用液晶顯示實(shí)際壓力值和時(shí)間，用按鍵調(diào)整時(shí)鐘和水位高度，系統(tǒng)的水位最小區(qū)分度為0.1mm。</p><p>　　本電路的設(shè)計(jì)包括放大電路模塊、鍵盤(pán)控制模塊、A/D模塊、LCD顯示模塊、RS485通信模塊、電源模塊、單片機(jī)處理模塊。由于單片機(jī)技術(shù)在各領(lǐng)域正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用

19、，世界上許多集成電路生廠家相繼推出了各種類型的單片機(jī)。在單片機(jī)家族的眾多成員中，MCS-51系列單片機(jī)以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)及高可靠性和高性能價(jià)格比，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測(cè)控和自動(dòng)化工程應(yīng)用的主要市場(chǎng)，成為國(guó)內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的主流。目前可用于MCS-51系列單片機(jī)開(kāi)發(fā)的硬件越來(lái)越多，與其配套的各類開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、各種軟件也日趨完善，因此，可以極方便的利用現(xiàn)有資源，開(kāi)發(fā)出用于不同目的的各類應(yīng)用系統(tǒng)。我所采用的控制芯片為AT89C51，此芯片功能

20、強(qiáng)大，能夠滿足設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　第二章 總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)規(guī)劃</p><p>　　本電路的設(shè)計(jì)包括壓力傳感器模塊、信號(hào)處理與放大電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、按鍵控制模塊、LCD顯示模塊、RS485通信模塊、電源模塊、單片機(jī)處理模塊，又傳感器采集數(shù)據(jù)，由儀表放大電路對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行處理，然后經(jīng)

21、A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)輸送給單片機(jī)進(jìn)行處理并在LCD上顯示并顯示此刻的時(shí)間，而且可以遠(yuǎn)程通信。</p><p>　　系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)水位高度和時(shí)間顯示可以完成如下功能：</p><p>　　使用點(diǎn)陣式LCD顯示器來(lái)顯示水位高度和當(dāng)時(shí)的時(shí)間，顯示格

22、式分別為“XXX.X mm”和“XX:XX:XX”。例如，08:12:45的時(shí)刻水位高度為212.3mm 。</p><p>　　具有6個(gè)小按鍵操作來(lái)設(shè)置水位高度預(yù)值和時(shí)間調(diào)整。通過(guò)按“設(shè)置”鍵表示需按鍵處理，然后通過(guò)按“+” 、“-”可從數(shù)0開(kāi)始一直調(diào)到9中的任意數(shù)字，通過(guò)按“左移” 、“右移”鍵確定哪位的設(shè)定，最后通過(guò)按“確定”鍵表示按鍵處理完畢。</p><p>　　利用RS485可

23、以遠(yuǎn)程通信，其既作驅(qū)動(dòng)器用，將信息傳給計(jì)算機(jī)，又可作接收器用，從計(jì)算機(jī)獲取控制命令。</p><p>　　2.2 研制過(guò)程和其它說(shuō)明</p><p>　　1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)——通過(guò)查閱資料和書(shū)籍，結(jié)合自身的電路知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.畫(huà)電路原理圖——利用protel99se和Proteus將設(shè)計(jì)的原理圖畫(huà)出，為制作PCB提供依據(jù)。</p>

24、<p>　　3.硬件焊接——考慮PCB板刻錄需儀器，我們自己手工焊接，取得印制電路板后，把器件按圖正確的焊接在PCB板上。</p><p>　　4.單片機(jī)程序的編寫(xiě)——了解AT89C51的內(nèi)部資源，利用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程。</p><p>　　5.程序的調(diào)試和燒錄——先在Keil-C51仿真軟件仿真，然后將程序燒錄進(jìn)AT89C51進(jìn)行系統(tǒng)電路的調(diào)試。</p><

25、p>　　系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。本論文以硬件部分為主，軟件部分為輔。</p><p>　　第三章 各芯片的概述</p><p>　　3.1 8051單片機(jī)和AT89C51單片機(jī)的概述</p><p>　　3.1.1 8051單片機(jī)的組成結(jié)構(gòu)</p><p>　　1） 8051單片機(jī)的引腳結(jié)構(gòu)</p><p&

26、gt;　　常見(jiàn)的8051單片機(jī)芯片一般為PDID封裝（一種芯片封裝模式），這種芯片</p><p>　　上共有40個(gè)引腳，各個(gè)引腳的名稱如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 8051單片機(jī)的引腳結(jié)構(gòu)</p><p>　　2） 8051單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　8051單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

27、器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大模塊，同時(shí)還包含數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 8051單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　1、中央處理器</b></p><p>　　中央處理器是整個(gè)8051單片機(jī)的核心部件，它是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，即能夠一次處理8位（以

28、下均指二進(jìn)制位）的數(shù)據(jù)或代碼。中央處理器負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，使各部分器件協(xié)調(diào)工作，并完成一些運(yùn)算功能。</p><p>　　在中央處理器內(nèi)部含有很多寄存器，這些寄存器擁有非常高的讀寫(xiě)速度，這些寄存器用于緩存一些狀態(tài)變量或計(jì)算機(jī)的中間變量，在寄存器之間的數(shù)據(jù)傳送速度非常快。</p><p><b>　　2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器</b></p><

29、;p>　　8051單片機(jī)的內(nèi)部還有一個(gè)容量為256字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。其中有128個(gè)字節(jié)作為特殊功能寄存器，這些寄存器與單片機(jī)的各部件直接相關(guān)：其余128個(gè)字節(jié)的空間可用于存放用戶數(shù)據(jù)，或一些計(jì)算時(shí)的中間變量。</p><p>　　當(dāng)8051單片機(jī)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量無(wú)法滿足開(kāi)發(fā)要求時(shí)，還可通過(guò)引腳外接容量為64KB的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。</p><p>　　3、程序存儲(chǔ)器(ROM)

30、</p><p>　　8051單片機(jī)的芯片內(nèi)部設(shè)置了4KB的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，用于存放指令程序及一些原始數(shù)據(jù)。與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器相同，8051單片機(jī)也可以通過(guò)引腳外接片外程序存儲(chǔ)器。</p><p><b>　　4、定時(shí)/計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　8051單機(jī)中有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，它們可用來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。</p>

31、;<p>　　5、并行輸入輸出（I/O）口</p><p>　　8位并行傳輸是指利用8條線路同時(shí)傳送每個(gè)字節(jié)信號(hào)的8個(gè)二進(jìn)制位（一個(gè)字節(jié)等于8個(gè)二進(jìn)制位）。8051單片機(jī)中，共有4個(gè)8位并行I/O接口，分別是P0口（引腳P0.0—P0.7）、P1口（引腳P1.0—P1.7）、P2口（引腳P2.0—P2.7）、P3口（引腳P3.0—P3.7）。這些I/O接口用于單片機(jī)與外部電路的數(shù)據(jù)傳送。</p

32、><p><b>　　6、全雙工串行口</b></p><p>　　串行輸出是指用一條線路逐位的傳送每個(gè)字節(jié)信號(hào)的各個(gè)二進(jìn)制位，全雙工串行傳輸是指用兩條串行線路來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)雙向地傳輸數(shù)據(jù)，即A向B發(fā)送信息的同時(shí)，B也可以向A發(fā)送信息。8051單片機(jī)內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其他設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送。</p><p><b>　　7、時(shí)

33、鐘電路</b></p><p>　　8051內(nèi)置了一個(gè)時(shí)鐘電路，其最高頻率可達(dá)12MHz。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)運(yùn)行所需的脈沖時(shí)序。8051單片機(jī)的時(shí)鐘電路正常工作，需要通過(guò)引腳外接振蕩電容。8051單片機(jī)也可以通過(guò)引腳直接外接時(shí)鐘電路。</p><p>　　3.1.2 AT89C51的結(jié)構(gòu)和性能</p><p>　　AT89C51是美國(guó)ATMEL公司

34、生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4KB的可反復(fù)擦寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器和128B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）,器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)配置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C51單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。</p><p>　　1） 主要性能參數(shù)</p><p>　　與MCS-

35、51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容</p><p>　　4KB可反復(fù)擦寫(xiě)Flash閃速存儲(chǔ)器</p><p><b>　　1000次擦寫(xiě)周期</b></p><p>　　時(shí)鐘頻率范圍：0Hz—24MHz</p><p><b>　　3級(jí)加密程序存儲(chǔ)器</b></p><p>　　128

36、*8B內(nèi)部RAM</p><p>　　32個(gè)可編程I/O接口線</p><p>　　2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　5個(gè)中斷源</b></p><p>　　可編程串行UART通道</p><p>　　低功耗空閑和掉電模式</p><p>　　2） 功能

37、特性概述</p><p>　　AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4KB的Flash閃速存儲(chǔ)器，128B內(nèi)部RAM,32個(gè)I/O接口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容

38、，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。</p><p><b>　　3） 引腳功能</b></p><p>　　如圖3.3所示AT89C51芯片引腳圖</p><p>　　圖3.3 AT89C51芯片引腳圖</p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p&

39、gt;<p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為

40、振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR中8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩

41、次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>

42、　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)

43、，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/

44、O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制

45、信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表3.1所示：</p

46、><p>　　表3.1 P3口功能</p><p><b>　　4）極限參數(shù)</b></p><p>　　工作溫度：-55℃—+125℃</p><p>　　儲(chǔ)藏溫度：-65℃—+15℃</p><p>　　任一引腳對(duì)地電壓：-1.0V—+7.0V</p><p>　　最高工

47、作電壓：6.6V</p><p>　　直流輸出電流：15.0mA</p><p>　　3.2 MAX197的概述</p><p>　　MAX197是Maxim公司推出的具有12位測(cè)量精度的高速A/D轉(zhuǎn)換芯片，只需單一電源供電，且轉(zhuǎn)換時(shí)間很短(6ms)，具有8路輸入通道，還提供了標(biāo)準(zhǔn)的并行接口——8位三態(tài)數(shù)據(jù)I/O口，可以和大部分單片機(jī)直接接口，使用十分方便。<

48、;/p><p>　　3.2.1 Max197芯片相應(yīng)的功能 </p><p>　　CLK：時(shí)鐘輸入，在外部時(shí)鐘模式下，輸入與TTL/MOS相匹配的始終脈沖，在內(nèi)部時(shí)鐘模式下，從這個(gè)引腳接一個(gè)電容CCLK至地，設(shè)置內(nèi)部時(shí)鐘頻率；當(dāng)CCLK=10

49、pF時(shí)，CLK典型值為1.56MHz。</p><p>　　CS：片選腳，低電平有效。</p><p>　　WR：當(dāng)CS為低電平時(shí)，在內(nèi)部采集模式，WR的上升沿將鎖住數(shù)據(jù)，并發(fā)出一個(gè)采集脈沖。當(dāng)CS為低電平時(shí)，在外部采集模式下，WR的第一個(gè)上升沿啟動(dòng)一次采集，WR的第二個(gè)上升沿結(jié)束采集并開(kāi)始一次轉(zhuǎn)換。</p><p>　　RD：如果CS為低電平，RD的下降沿將實(shí)現(xiàn)數(shù)

50、據(jù)總線上的一次讀操作。</p><p>　　HBEN:輸入腳，控制數(shù)據(jù)總線復(fù)用，以得到12位轉(zhuǎn)換結(jié)果，當(dāng)HBEN為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)總線上輸出高4位數(shù)據(jù)；當(dāng)SHDN為低電平時(shí)，器件進(jìn)入掉電工作狀態(tài)。</p><p>　　D7~D4：三態(tài)數(shù)據(jù)I/O口。</p><p>　　D3/D11~D0/D8：三態(tài)數(shù)據(jù)I/O口。當(dāng)HBEN=0時(shí)，輸出為D3~D0的數(shù)據(jù)，當(dāng)HBEN=1

51、時(shí)，輸出為D11~D8數(shù)據(jù)。</p><p>　　AGND:模擬地。CH0~CH7為八路模擬輸入通道。</p><p>　　INT:中斷輸出腳，當(dāng)轉(zhuǎn)換完畢，輸出數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，INT變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　　REFADJ：為帶隙電壓基準(zhǔn)輸出/外部調(diào)節(jié)引腳，可連接一個(gè)0.01uF電容旁路至地。當(dāng)在REF腳上采用外部基準(zhǔn)電壓時(shí)，此管腳連到VDD上。</p&g

52、t;<p>　　REF：緩沖器基準(zhǔn)電壓輸出/ADC基準(zhǔn)電壓輸入。在內(nèi)部基準(zhǔn)電壓模式下，基準(zhǔn)緩沖器提供4.096V的標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓。可在REFADJ腳微調(diào)，在外部基準(zhǔn)電壓模式下，通過(guò)把REFADJ接至VDD使內(nèi)部緩沖器無(wú)效。</p><p>　　VDD：+5V電源，通過(guò)0.1uF電容旁路至地。</p><p><b>　　DGND：數(shù)字地。</b></

53、p><p>　　3.2.2 MAX197的控制字</p><p>　　MAX197的控制字格式如表3.2所示</p><p>　　表3.2 MAX197的控制字格式</p><p>　　表中的各個(gè)控制位如下：</p><p>　　1）PD1、PD0：選擇時(shí)鐘和低功耗模式，其設(shè)置如表3.3所示</p>&l

54、t;p>　　表3.3 PD1、PD0位設(shè)置</p><p>　　MAX197可以以內(nèi)部或外部時(shí)鐘模式工作?？刂谱止?jié)的D6，D7位選擇內(nèi)部或外部時(shí)鐘模式。一旦選擇了所要求的時(shí)鐘模式，改變這些位編程選擇低功耗模式時(shí)，不會(huì)影響時(shí)鐘模式。剛上電時(shí)，選擇外部時(shí)鐘模式。內(nèi)部時(shí)鐘模式設(shè)置控制字節(jié)的D7位為0，D6位為1可以選擇這種模式。在CLK腳和地之間接一個(gè)100pf的電容，可產(chǎn)生1.56MHz頻率。外部時(shí)鐘模式設(shè)置

55、控制字節(jié)的D7位為0,D6位=0選擇外部時(shí)鐘模式。一般情況，要求100KHz~2MHz的外部時(shí)鐘具有45%~55%的占空比。當(dāng)工作時(shí)鐘頻率低于100KHz時(shí)，在保持電容上將產(chǎn)生一個(gè)電壓降導(dǎo)致性能降低。</p><p>　　2）ACQMOD：0為內(nèi)部控制采集，1為外部控制采集。</p><p>　　通過(guò)寫(xiě)控制字節(jié)的ACQMOD位為0，選擇內(nèi)部采集方式。此方式產(chǎn)生一個(gè)脈沖初始化采集間隔，這個(gè)時(shí)

56、間是內(nèi)部定時(shí)的。當(dāng)六個(gè)時(shí)鐘周期采集間隔結(jié)束時(shí)，轉(zhuǎn)換開(kāi)始。</p><p>　　通過(guò)寫(xiě)控制字節(jié)的ACQMOD位為1.選擇外部采集方式。外部采集方式可以更精確的控制采樣間隔和轉(zhuǎn)換。在這種方式下，用戶通過(guò)2個(gè)寫(xiě)脈沖控制采集和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。在第一個(gè)寫(xiě)脈沖中，要使ACQMOD位=1，它將啟動(dòng)一次采集開(kāi)始。在第二次寫(xiě)脈沖中要使ACQMOD位=0，在WR的上升沿開(kāi)始轉(zhuǎn)換并結(jié)束采集。在發(fā)第一個(gè)第二個(gè)寫(xiě)脈沖時(shí)，多路輸入通道的地址<

57、;/p><p>　　位值必須一樣。在第二個(gè)寫(xiě)脈沖中低功耗模式位（PD0，PD1）可以設(shè)一個(gè)新值。</p><p>　　3）RNG,BIP:RNG位是選擇輸入端的滿量程電壓范圍，BIP位選擇單極性式和雙極性轉(zhuǎn)換模式，這兩位設(shè)置如表3.4所示。</p><p>　　表3.4 BIP設(shè)置</p><p>　　4）A2，A1，A0：用于選擇多路輸入、輸

58、出的地址，如表3.5所示</p><p>　　表3.5 多輸入多輸出設(shè)置</p><p>　　3.2.3數(shù)據(jù)的讀取</p><p>　　在單極性方式下，輸出數(shù)據(jù)格式為二進(jìn)制數(shù)；在雙極性方式下，其格式為補(bǔ)碼形式的二進(jìn)制數(shù)，在讀輸出數(shù)據(jù)時(shí)，CS和RD必須為低電平。器件輸出的數(shù)據(jù)一共是12位，當(dāng)HBEN為低電平時(shí)，讀低8位；當(dāng)HBEN為高電平時(shí)，讀取較高的4個(gè)MSB位，

59、輸出數(shù)據(jù)的D4~D7位。</p><p>　　數(shù)據(jù)的讀取格式如表3.6所示。</p><p>　　表3.6 數(shù)據(jù)讀取格式</p><p>　　3.3 LCD12864的概述</p><p>　　3.3.1 HS12864-15芯片</p><p>　　HS12864-15芯片是LCD12864實(shí)際產(chǎn)品中的一種，本文

60、通過(guò)該芯片來(lái)介紹LCD12864。</p><p>　　HS12864-15系列中文圖形液晶模塊的特性主要由其控制器 ST7920決定。 ST7920 同時(shí)作為控制器和驅(qū)動(dòng)器，它可提供 33 路 com 輸出和 64 路 seg 輸出。 在驅(qū)動(dòng)器 ST7921 的配合下，最多可以驅(qū)動(dòng) 256×32 點(diǎn)陣液晶。</p><p>　　1）HS12864-15 系列產(chǎn)品硬件特性如下：&

61、lt;/p><p>　　提供 8 位，4 位并行接口及串行接口可選</p><p>　　并行接口適配 M6800 時(shí)序</p><p>　　自動(dòng)電源啟動(dòng)復(fù)位功能</p><p><b>　　內(nèi)部自建振蕩源</b></p><p>　　64×16 位字符顯示 RAM（DDRAM 最多 16 字

62、符×4 行，LCD 顯示范圍 16×2 行）</p><p>　　2M 位中文字型 ROM（CGROM），總共提供 8192 個(gè)中文字型（16×16 點(diǎn)陣） </p><p>　　16K 位半寬字型 ROM(HCGROM)，總共提供 126 個(gè)西文字型（16×8 點(diǎn)陣）</p><p>　　64×16 位字符產(chǎn)生 R

63、AM（CGRAM）</p><p>　　2）HS12864-15 系列產(chǎn)品軟件特性如下：</p><p>　　文字與圖形混合顯示功能</p><p>　　畫(huà) 面 清 除 功 能</p><p>　　光 標(biāo) 歸 位 功 能</p><p><b>　　顯示開(kāi)/關(guān)功能</b></p>&

64、lt;p><b>　　光標(biāo)顯示/隱藏功能</b></p><p><b>　　顯示字體閃爍功能</b></p><p><b>　　光標(biāo)移位功能功能</b></p><p><b>　　顯示移位功能</b></p><p><b>　　垂直

65、畫(huà)面旋轉(zhuǎn)功能</b></p><p><b>　　反白顯示功能</b></p><p><b>　　休眠模式</b></p><p>　　3.3.2 HS12864-15 系列產(chǎn)品的引腳功能</p><p>　　HS12864-15 系列產(chǎn)品的引腳功能如下表所示:</p>

66、<p>　　表 3.7 HS12864-15 系列產(chǎn)品的引腳功能</p><p>　　3.3.3 HS12864-15 系列產(chǎn)品的原理</p><p>　　原理簡(jiǎn)圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 HS12864-15 系列產(chǎn)品的原理</p><p>　　3.3.4 ST7920內(nèi)部硬說(shuō)明</p>&l

67、t;p>　　1）中文字型產(chǎn)生 ROM（CGROM）及半寬字型 ROM(HCGROM)</p><p>　　ST7920 的字型產(chǎn)生 ROM 通過(guò) 8192 個(gè) 16×16 點(diǎn)陣的中文字型，以及 126 個(gè)</p><p>　　16 ×8 點(diǎn)陣的西文字符，它用 2 個(gè)字節(jié)來(lái)提供編碼選擇，將要顯示的字符的編碼 寫(xiě)到 DDRAM 上，硬件將依照編碼自動(dòng)從 CGROM 中

68、選擇將要顯示的字型顯示再屏幕上。</p><p>　　2）字型發(fā)生RAM(CGRAM)</p><p>　　ST7920 的字型產(chǎn)生 RAM 提供用戶自定義字符生成（造字）功能，可提供 4 組 16×16 點(diǎn)陣的空間，用戶可以將 CGROM 中沒(méi)有的字符定義到 CGRAM 中。</p><p>　　3）顯示 RAM(DDRAM)</p>&l

69、t;p>　　顯示 RAM 提供 64×2 字節(jié)的空間，最多可以控制 4 行 16 字的中文字型顯示。 當(dāng)寫(xiě)入顯示資料 RAM 時(shí)，可以分別顯示 CGROM，HCGROM 及 CGRAM 的字型。</p><p><b>　　三種字型的選擇：</b></p><p>　　1) 顯示半寬字型將一個(gè)字節(jié)的編碼寫(xiě)入 DDRAM 中，范圍是 02～7FH<

70、;/p><p>　　2) 顯示 CGRAM 字型將 2 個(gè)字節(jié)的編碼寫(xiě)入 DDRAM 中，共有 0000H，</p><p>　　0002H,0004H 及 0006H 四種編碼</p><p>　　3) 顯示中文字型將 2 字節(jié)的編碼寫(xiě)入 DDRAM 中，先寫(xiě)高 8 位，后寫(xiě)低 8 位范圍是 A140H～D75FH(BIG5),A1A0H～F7FFH(GB)<

71、;/p><p><b>　　4）繪圖 RAM</b></p><p>　　提供 64×32 個(gè)字節(jié)的空間（由擴(kuò)充指令設(shè)定繪圖 RAM 地址），最多可以控制256×64 點(diǎn)陣的二維繪圖緩沖空間，在更改繪圖 RAM 是，由擴(kuò)充指令設(shè)置 GDRAM 地址先垂直地址后水平地址（連續(xù) 2 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)來(lái)定義垂直和水平地址），再2 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)給繪圖 RAM（先高

72、 8 位后低 8 位）。</p><p>　　圖3.5 RAM 圖</p><p>　　5） DDRAM 內(nèi)容、CGRAM 地址以及 CGRAM 內(nèi)容的對(duì)照關(guān)系</p><p>　　DDRAM 內(nèi)容、CGRAM 地址以及 CGRAM 內(nèi)容的對(duì)照關(guān)系如表3.8。</p><p>　　表3.8 DDRAM 內(nèi)容、CGRAM 地址以及 CGRA

73、M 內(nèi)容的對(duì)照關(guān)系</p><p>　　6） CGRAM 與中文字型的編碼只能出現(xiàn)在 adress counter 的起始位置（見(jiàn)下表）</p><p>　　表3.9 CGRAM 與中文字型的編碼</p><p>　　7） 16×8 半寬字型表</p><p>　　表3.10 16×8 半寬字型表</p>

74、<p><b>　　3.3.5 時(shí)序</b></p><p>　　1）8 位并口寫(xiě)操作時(shí)序圖</p><p>　　圖3.6 8 位并口寫(xiě)操作時(shí)序圖</p><p>　　2）8 位并口讀操作時(shí)序圖</p><p>　　圖3.7 8 位并口讀操作時(shí)序圖</p><p>　　3）4 位

75、并口時(shí)序圖圖</p><p>　　圖3.8 4 位并口時(shí)序圖圖</p><p><b>　　4）4位串口時(shí)序圖</b></p><p>　　圖3.9 4位串口時(shí)序圖</p><p><b>　　5）外部復(fù)位時(shí)序圖</b></p><p>　　圖3.10 外部復(fù)位時(shí)序圖&

76、lt;/p><p>　　3.3.6 指令說(shuō)明</p><p>　　1）指令表 1（RE=0,基本指令集）</p><p>　　2）指令表 2（RE=1,擴(kuò)充指令集）</p><p>　　備注：當(dāng) ST7920 在接受指令前，MCU 必須先確認(rèn) ST7920 處于非忙狀態(tài)。即讀取 BF＝0，才 能接受新的指令；如果在送出一條指令前不檢查 BF 狀態(tài)

77、，則需要延時(shí)一段時(shí)間，以確保上 一條指令執(zhí)行完畢，具體指令執(zhí)行時(shí)間參照指令表。</p><p>　　“RE”是基本指令集與擴(kuò)充指令集的選擇控制位，當(dāng)變更 “RE”的狀態(tài)后，以后的指 令維持在最后的狀態(tài)。除非再次變更“RE”的狀態(tài)，否則使用相同的指令集時(shí)，不需要重新 設(shè)置“RE”。</p><p>　　3）基本指令詳細(xì)說(shuō)明表</p><p>　　a.清除顯示（CLEA

78、R） </p><p><b>　　格 式</b></p><p>　　將 DDRAM 填滿“20H”（空格）代碼，并且設(shè)定 DDRAM 的地址計(jì)數(shù)器（AC）為</p><p>　　00H；更新設(shè)置進(jìn)入設(shè)定點(diǎn)將 I/D 設(shè)為 1，游標(biāo)右移 AC 加 1。</p><p>　　b.地址歸 0（HOME）</p>

79、<p><b>　　格 式</b></p><p>　　設(shè)定 DDRAM 的地址寄存器為 00H，并且將游標(biāo)移到開(kāi)頭原點(diǎn)位置；這個(gè)指 令并不改變 DDRAM 的內(nèi)容。</p><p>　　c.進(jìn)入設(shè)定點(diǎn)（ENTRY MODE SET）初始值：06H</p><p><b>　　格 式</b></p&g

80、t;<p>　　指定在顯示數(shù)據(jù)的讀取與寫(xiě)入時(shí)，設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)方向及指定顯示的移位 </p><p>　　I/D＝1，游標(biāo)右移，DDRAM 地址計(jì)數(shù)器（AC）加 1；</p><p>　　I/D＝0，游標(biāo)左移，DDRAM 地址計(jì)數(shù)器（AC）減 1。</p><p>　　d.顯示畫(huà)面整體位移如下表</p><p><b>

81、　　表3.13</b></p><p>　　e.顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置（DISPLAY STATUS）初始值：08H</p><p><b>　　格 式 </b></p><p>　　控制整體顯示開(kāi)關(guān)，游標(biāo)開(kāi)關(guān)，游標(biāo)位置顯示反白開(kāi)關(guān) D=1,整體顯示開(kāi)；</p><p>　　D=0，整體顯示關(guān)，但是不改變 DDRAM

82、 內(nèi)容 C=1,游標(biāo)顯 示開(kāi)；C=0，游標(biāo)顯示關(guān) B=1,游標(biāo)位置顯示反白開(kāi)，將游標(biāo)所在地址上的內(nèi) 容反白顯示；B=0，正常顯示。</p><p>　　f.游標(biāo)或顯示移位控制(CURSOR AND DISPLAY SHIFT CONTORL)</p><p>　　初始值：0001 XXXX B （X＝0,1）</p><p><b>　　格 式</b

83、></p><p>　　這條指令不改變 DDRAM 的內(nèi)容</p><p><b>　　表3.14</b></p><p>　　g.功能設(shè)定(FUNCTION SET)初始值：0011 X0XX B (X=0,1)</p><p><b>　　格 式</b></p><p

84、>　　DL:8/4 位接口控制位</p><p>　　DL=1,8 位 MPU 接口；DL=1,4 位 MPU 接口 RE：指令集選擇控制位</p><p>　　RE＝1，擴(kuò)充指令集；RE＝0，基本指令集</p><p>　　同一指令的動(dòng)作不能同時(shí)改變 DL 和 RE，需先改變 DL 再改變 RE 才能確 保設(shè)置正確</p><p>　

85、　h.設(shè)定 CGRAM地址 </p><p><b>　　格 式</b></p><p>　　設(shè)定 CGRAM 地址到地址計(jì)數(shù)器（AC），AC 范圍為 00H～3FH 需確認(rèn)擴(kuò)充指令 中 SR＝0（卷動(dòng)位置或 RAM 地址選擇）</p><p>　　i.設(shè)定 DDRAM地址 </p><p><b>　　格 式

86、</b></p><p>　　設(shè)定 DDRAM 地址到地址計(jì)數(shù)器（AC） 第一行 AC 范圍80H～8FH</p><p>　　第二行 AC 范圍90H～9FH</p><p>　　備注：ST7920 控制器的 128×64 點(diǎn)陣液晶其實(shí)原理上等同 256×32 點(diǎn)陣，第</p><p>　　三行對(duì)應(yīng)的

87、DDRAM 地址緊接第一行；第四行對(duì)應(yīng)的 DDRAM 地址緊接第二行。 用戶在使用行反白功能時(shí)，如果第一行反白，第三行必然反白。第二行反白，</p><p>　　第四行必然反白。這是正?，F(xiàn)象。</p><p>　　j.讀取忙標(biāo)志和地址(RS=0,R/W=1)</p><p><b>　　格 式 </b></p><p>

88、　　讀取忙標(biāo)志以確定內(nèi)部動(dòng)作是否完成，同時(shí)可以讀出地址計(jì)數(shù)器（AC）值</p><p>　　k. 寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)到 RAM(RS=1,R/W=0)</p><p><b>　　格 式 </b></p><p>　　當(dāng)顯示數(shù)據(jù)寫(xiě)入后會(huì)使 AC 改變，每個(gè) RAM（CGRAM，DDRAM）地址都可以連 續(xù)寫(xiě)入 2 個(gè)字節(jié)的顯示數(shù)據(jù)，當(dāng)寫(xiě)入第二個(gè)字節(jié)時(shí)，

89、地址計(jì)數(shù)器（AC）的值自動(dòng) 加一。</p><p>　　l. 讀取顯示 RAM 數(shù)據(jù)（RS＝1，R/W＝1） </p><p><b>　　格 式</b></p><p>　　讀取后會(huì)使 AC 改變</p><p>　　設(shè)定 RAM（CGRAM，DDRAM）地址后，先要 Dummy read 一次后才能讀取到正確的顯示數(shù)

90、據(jù)，第二次讀取不需要 Dummy read，除非重新設(shè)置了 RAM 地址</p><p>　　4）擴(kuò)充指令詳細(xì)說(shuō)明表</p><p><b>　　a.待命模式</b></p><p>　　進(jìn)入待命模式，執(zhí)行如何其它指令都可以結(jié)束待命模式；該指令不能改變 RAM 的內(nèi)容。</p><p>　　b.卷動(dòng)位置或者 RAM 地址

91、選擇初始值：02H</p><p><b>　　格式</b></p><p>　　當(dāng) SR＝1 時(shí)，允許輸入垂直卷動(dòng)地址；</p><p>　　當(dāng) SR＝0 時(shí)，允許設(shè)定 CGRAM 地址（基本指令）。</p><p>　　c.反白顯示 初始值：04H</p><p>

92、<b>　　格式</b></p><p>　　選擇 2 行中的任意一行作反白顯示，并可決定反白與否。R0 初始值為 0，第 一次</p><p>　　執(zhí)行時(shí)為反白顯示，再次執(zhí)行時(shí)為正常顯示</p><p>　　通過(guò) R0 選擇要作反白處理的行： R0=0 第一行，R0=1 第二行</p><p>　　說(shuō)明：參考基本指令

93、詳細(xì)說(shuō)明中的 DDRAM 地址說(shuō)明</p><p>　　128×64 點(diǎn)陣的液晶執(zhí)行反白功能時(shí)實(shí)用意義不大，因?yàn)橐蝗羞B在一起， 二四行連在一起，用戶對(duì)第一行執(zhí)行反白顯示操作時(shí)，第三行必然也反白顯示。</p><p>　　d.睡眠模式 初始值：0000 10XXB(X=0，1)</p><p><b>　　格

94、式</b></p><p>　　SL＝1，脫離睡眠模式 </p><p>　　SL＝0，進(jìn)入睡眠模式</p><p><b>　　e.擴(kuò)充功能設(shè)定</b></p><p>　　初始值：001 DL X100 B (DL=1,8BIT 并口;DL=0,4BIT 并口X=0，1)</p><

95、p><b>　　格式</b></p><p>　　DL：8/4 位接口控制位</p><p>　　DL=1,8 位 MPU 接口；DL=1,4 位 MPU 接口 RE：指令集選擇控制位</p><p>　　RE＝1，擴(kuò)充指令集；RE＝0，基本指令集 G：繪圖顯示控制位</p><p>　　G＝1，繪圖顯示開(kāi)；G＝0

96、，繪圖顯示關(guān)</p><p>　　同一指令的動(dòng)作不能同時(shí)改變 RE 及 DL、G，需先改變 DL 或 G 再改變 RE 才 能確保設(shè)置正確</p><p>　　f.設(shè)定繪圖 RAM地址 </p><p><b>　　格式</b></p><p>　　設(shè)定 GDRAM 地址到地址計(jì)數(shù)器（AC），先設(shè)置垂直位置再設(shè)置水平位置

97、</p><p>　　（連續(xù)寫(xiě)入 2 字節(jié)數(shù)據(jù)來(lái)完成垂直與水平坐標(biāo)的設(shè)置）。 垂直地址范圍:AC6～AC0</p><p>　　水平地址范圍:AC3～AC0</p><p>　　3.3.7 初始化流程和屏幕與 DDRAM 地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系</p><p>　　圖3.11 初始化流程</p><p>　　表3.15

98、屏幕與 DDRAM 地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系</p><p>　　3.4芯片MAX485和RS485通信的概述</p><p>　　MAX485是用于通信的低功耗收發(fā)器，每個(gè)器件中都具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)接收器。</p><p>　　3.4.1 芯片MAX485的概述</p><p>　　引腳排列、引腳說(shuō)明和典型工作電路</p><p

99、>　　MAX481/MAX483/MAX485的引腳排列和典型工作電路分別如圖3.12所示：</p><p><b>　　圖3.12</b></p><p>　　2）引腳說(shuō)明如下表3.16所示：</p><p>　　表3.16 MAX481/MAX483/MAX485引腳說(shuō)明</p><p>　　3） 總線驅(qū)動(dòng)器

100、芯片SN75176 </p><p>　　常用的RS－485總線驅(qū)動(dòng)芯片有SN75174，SN75175，SN75176。SN75176芯片有一個(gè)發(fā)送</p><p>　　器和一個(gè)接收器，非常適合作為RS－485總線驅(qū)動(dòng)芯片。SN75176及其邏輯下所示。</p><p>　　圖3.13 SN75176芯片及其邏輯關(guān)系</p><p>　

101、　3.4.2 RS485通信方式</p><p>　　在計(jì)算機(jī)網(wǎng)路以及分布式工業(yè)控制系統(tǒng)中，RS-232C、RS-422、RS-485既是物理層的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，也是串行通信接口的電氣標(biāo)準(zhǔn)，采用標(biāo)準(zhǔn)接口后，能很方便的把各種計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備、測(cè)量?jī)x器有機(jī)地連接起來(lái)，構(gòu)成測(cè)量、控制系統(tǒng)。1977年，EIA制定了新的通信標(biāo)準(zhǔn)RS-449，它定義了在RS-232C通信中沒(méi)有的10種電路功能，可以支持較高的輸出速率以及較遠(yuǎn)的

102、距離，提供平衡電路改進(jìn)接口的電氣特性，其中規(guī)定用37腳連接器RS423/422是RS-499標(biāo)準(zhǔn)的子集，RS-485則是RS-422的一個(gè)變形。</p><p>　　RS-485標(biāo)準(zhǔn)是一種多發(fā)送器的電路標(biāo)準(zhǔn)，它擴(kuò)展了RS-422A的性能，文本給出了RS-449應(yīng)用中對(duì)電纜、驅(qū)動(dòng)器和接收器的要求，規(guī)定了雙端電氣接口形式，其標(biāo)準(zhǔn)是雙端傳送信號(hào)，把電位差轉(zhuǎn)變成邏輯電平，實(shí)現(xiàn)終端的信息接收。采用RS-232C標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行單項(xiàng)

103、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為20kbit/s，最大傳送距離為15M。改用RS422標(biāo)準(zhǔn)時(shí)最大傳輸速率可達(dá)1Mbit/s，最大傳送距離為300M，如果降低數(shù)據(jù)傳輸速率，可傳送距離可達(dá)到1200米。同時(shí)，RS-485標(biāo)準(zhǔn)還允許雙絞線上的一個(gè)發(fā)送器驅(qū)動(dòng)32個(gè)負(fù)載設(shè)備，負(fù)載設(shè)備可以是被動(dòng)發(fā)送器、接收器或收發(fā)器。RS-485電路允許公用電話線通信，電路結(jié)構(gòu)是在平衡連接電纜兩端加有終端電阻，在平衡電纜上掛發(fā)送器、接收器、組合收發(fā)器，RS-485標(biāo)

104、準(zhǔn)沒(méi)</p><p>　　有規(guī)定在何時(shí)控制發(fā)送器發(fā)送或接收器接收數(shù)據(jù)的規(guī)則，且電纜選擇比RS422更嚴(yán)格。</p><p>　　RS-485通信協(xié)議有其自身的特點(diǎn)：</p><p>　　1）RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)采用一對(duì)平衡差分信號(hào)線傳送信號(hào)，工作于半雙工方式，由于同一對(duì)信號(hào)線上在同一時(shí)間內(nèi)只允許一個(gè)驅(qū)動(dòng)器工作，因此在RS-485總線系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)器均通過(guò)使能端進(jìn)行控制

105、，使系統(tǒng)在同一時(shí)間只有一個(gè)發(fā)送者。</p><p>　　2）RS485總線采用差分信號(hào)傳輸，能有效的抑制遠(yuǎn)距離傳輸中的噪聲干擾。傳輸距離最多可達(dá)1.2km，傳輸速度也較快，最高可達(dá)10bit/s。通常，連線距離在1km時(shí)，扔可達(dá)到115.2kbit/s.RS-485可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)負(fù)載的功能。用一對(duì)線便可連接多達(dá)32個(gè)傳送或接收的不同設(shè)備。</p><p>　　3.4.3 RS485方式構(gòu)成

106、的多機(jī)通信原理</p><p>　　在由單片機(jī)構(gòu)成的多機(jī)串行通信系統(tǒng)中，一般采用主從式結(jié)構(gòu)：從機(jī)不主動(dòng)發(fā)送命令或數(shù)據(jù)，一切都由主機(jī)控制。并且在一個(gè)多機(jī)通信系統(tǒng)中，只有一臺(tái)單機(jī)作為主機(jī)，各臺(tái)從機(jī)之間不能相互通信，即使有信息交換也必須通過(guò)主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。采用RS－485構(gòu)成的多機(jī)通信原理框圖，如圖3.14所示。</p><p>　　圖3.14采用RS485構(gòu)成的多機(jī)通信原理框圖</p>

107、<p>　　在總線末端接一個(gè)匹配電阻，吸收總線上的反射信號(hào)，保證正常傳輸信號(hào)干凈、無(wú)毛刺。匹配電阻的取值應(yīng)該與總線的特性阻抗相當(dāng)。</p><p>　　當(dāng)總線上沒(méi)有信號(hào)傳輸時(shí)，總線處于懸浮狀態(tài)，容易受干擾信號(hào)的影響。將總線上差分信號(hào)的正端A+和+5電源間接一個(gè)10K的電阻；正端A+和負(fù)端B-間接一個(gè)10K的電阻；負(fù)端B-和地間接一個(gè)10K的電阻，形成一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)總線上沒(méi)有信號(hào)傳輸時(shí)，正端A+的電平

108、大約為3.2V，負(fù)端B-的電平大約為1.6V，即使有干擾信號(hào)，卻很難產(chǎn)生串行通信的起始信號(hào)0，從而增加了總線抗干擾的能力。3.4.4 RS485通信規(guī)則</p><p>　　由于RS－485通信是一種半雙工通信，發(fā)送和接收共用同一物理信道。在任意時(shí)刻只允許一臺(tái)單機(jī)處于發(fā)送狀態(tài)。因此要求應(yīng)答的單機(jī)必須在偵聽(tīng)到總線上呼叫信號(hào)已經(jīng)發(fā)送完畢，并且沒(méi)有其它單機(jī)發(fā)出應(yīng)答信號(hào)的情況下，才能應(yīng)答。半雙工通信對(duì)主機(jī)和從機(jī)的發(fā)送

109、和接收時(shí)序有嚴(yán)格的要求。如果在時(shí)序上配合不好，就會(huì)發(fā)生總線沖突，使整個(gè)系統(tǒng)的通信癱瘓，無(wú)法正常工作。要做到總線上的設(shè)備在時(shí)序上的嚴(yán)格配合，必須要遵從以下幾項(xiàng)原則： 1) 復(fù)位時(shí)，主從機(jī)都應(yīng)該處于接收狀態(tài)。 SN75176芯片的發(fā)送和接收功能轉(zhuǎn)換是由芯片的 RE*，DE端控制的。RE*=1，DE=1時(shí)，SN75176發(fā)送狀態(tài)；RE*=0，DE=0時(shí)，SN75176處于接收狀態(tài)。一般使用單片機(jī)的一根口線連接RE*，DE端。在

110、上電復(fù)位時(shí)，由于硬件電路穩(wěn)定需要一定的時(shí)間，并且單片機(jī)各端口復(fù)位后處于高電平狀態(tài)，這樣就會(huì)使總線上各個(gè)分機(jī)處于發(fā)送狀態(tài)，加上上電時(shí)各電路的不穩(wěn)定，可能向總線發(fā)送信息。因此，如果用一根口線作發(fā)送和接收控制信號(hào)，應(yīng)該將口線反向后接入SN75176的控制端，使上電時(shí)SN75176處于接收狀態(tài)。 </p><p>　　另外，在主從機(jī)軟件上也應(yīng)附加若干處理措施，如：上電時(shí)或正式通信之前，對(duì)串行口做幾次空操作，清除端口的非

111、法數(shù)據(jù)和命令。 2) 控制端RE*，DE的信號(hào)的有效脈寬應(yīng)該大于發(fā)送或接收一幀信號(hào)的寬度。</p><p>　　在RS－232，RS－422等全雙工通信過(guò)程中，發(fā)送和接收信號(hào)分別在不同的物理鏈路上傳輸，發(fā)送端始終為發(fā)送端，接收端始終為接收端，不存在發(fā)送、接收控制信號(hào)切換問(wèn)題。在RS－485半雙工通信中，由于SN75176的發(fā)送和接收都由同一器件完成，并且發(fā)送和接收使用同一物理鏈路，必須對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行切換。

112、控制信號(hào)何時(shí)為高電平，何時(shí)為低電平，一般以單片機(jī)的TI，RI信號(hào)作參考。 a.發(fā)送時(shí)，檢測(cè)TI是否建立起來(lái)，當(dāng)TI為高電平后關(guān)閉發(fā)送功能轉(zhuǎn)為接收功能； b.接收時(shí)，檢測(cè)RI是否建立起來(lái)，當(dāng)RI為高電平后，接收完畢，又可以轉(zhuǎn)為發(fā)送。</p><p>　　在理論上雖然行得通，但在實(shí)際聯(lián)調(diào)中卻出現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)時(shí)錯(cuò)的現(xiàn)象。根據(jù)查證有關(guān)資料，并在聯(lián)調(diào)中借助存儲(chǔ)示波器反復(fù)測(cè)試，才發(fā)現(xiàn)一個(gè)值得注意的問(wèn)題，我們可

113、以查看單片機(jī)的時(shí)序：</p><p>　　圖3.15 串行口模式3時(shí)序圖</p><p>　　單片機(jī)在串行口發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，只要將8位數(shù)據(jù)位傳送完畢，TI標(biāo)志即建立，但此時(shí)應(yīng)發(fā)送的第九位數(shù)據(jù)位（若發(fā)送地址幀時(shí)）和停止位尚未發(fā)出。如果在這是關(guān)閉發(fā)送控制，勢(shì)必造成發(fā)送幀數(shù)據(jù)不完整。如果單片機(jī)多機(jī)通信采用較高的波特率，幾條操作指令的延時(shí)就可能超過(guò)2位（或1位）數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)間，問(wèn)題或許不會(huì)出現(xiàn)。但

114、是如果采用較低波特率，如9600，發(fā)送一位數(shù)據(jù)需100μs左右，單靠幾條操作指令的延時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，問(wèn)題就明顯地暴露出來(lái)。接收數(shù)據(jù)時(shí)也同樣如此，單片機(jī)在接收完8個(gè)數(shù)據(jù)位后就建立起RI信號(hào)，但此時(shí)還未接收到第九位數(shù)據(jù)位（若接收地址幀時(shí)）和停止位。所以，接收端必須延時(shí)大于2位數(shù)據(jù)位的時(shí)間（1位數(shù)據(jù)位時(shí)間=1/波特率），再作應(yīng)答，否則會(huì)發(fā)生總線沖突。 3) 總線上所連接的各單機(jī)的發(fā)送控制信號(hào)在時(shí)序上完全隔開(kāi)。 </p>&

115、lt;p>　　為了保證發(fā)送和接收信號(hào)的完整和正確，避免總線上信號(hào)的碰撞，對(duì)總線的使用權(quán)必須進(jìn)行分配才能避免競(jìng)爭(zhēng)，連接到總線上的單機(jī)，其發(fā)送控制信號(hào)在時(shí)間上要完全隔離。 </p><p>　　總之，發(fā)送和接收控制信號(hào)應(yīng)該足夠?qū)?，以保證完整地接收一幀數(shù)據(jù)，任意兩個(gè)單機(jī)的發(fā)送控制信號(hào)在時(shí)間上完全分開(kāi)，避免總線爭(zhēng)端。</p><p><b>　　第四章 硬件設(shè)計(jì)</

116、b></p><p>　　4.1信號(hào)處理與放大電路模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　考慮壓力傳感器MAX2100是小信號(hào)且易受到外界噪聲干擾，不易被識(shí)別，則采取儀表放大電路，利用兩級(jí)差分放大電路對(duì)其進(jìn)行放大處理，最后得到我們想要的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。儀表放大電路如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 儀表放大電路</p><p>　　在理想運(yùn)