數(shù)字轉速測試儀的設計畢業(yè)設計

1、畢業(yè)論文（設計）誠信聲明本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設計）是在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻、數(shù)據、圖表、資料均已作明確標注，論文中的結論和成果為本人獨立完成，真實可靠，不包含他人成果及已獲得 或其他教育機構的學位或證書使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。論文（設計）作者簽名： 日期： 年 月 日 畢業(yè)論文（設計）版權使用授權書本畢業(yè)論文（設計）作者同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文（設計）的復印件和電子版，允許論文（設計）被查閱和借閱。本人授權青島農業(yè)大學可以將本畢業(yè)論文（設計）全部或部分內容編

2、入有關數(shù)據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設計）。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設計）或與該論文（設計）直接相關的學術論文或成果時，單位署名為 。論文（設計）作者簽名： 日期： 年 月 日指 導 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日目錄摘 要iabstractii主 要 符 號 表iii1 緒論11.1 數(shù)字轉速測試儀背景資料11.2 本次畢業(yè)設計的目的和意義11.3 本次畢業(yè)設計的主要內容12主控芯片atmel系統(tǒng)及開發(fā)工具簡介22.1 at89c52系統(tǒng)概述22.1.1 at89c52系統(tǒng)22.1.2 at89c52的極限參數(shù)32.1.3 引腳和封裝定

3、義32.2 at89c52單片機開發(fā)工具簡介32.2.1 開發(fā)工具概述32.2.2 開發(fā)工具主要技術指標82.2.3 ide 軟件運行環(huán)境82.2.4開發(fā)工具與 pc 機硬件連接83 數(shù)字轉速測試儀系統(tǒng)介紹73.1 數(shù)字轉速測試儀系統(tǒng)組成、主要內容和擬采用的方案73.2硬件部分組成及框圖73.2.1硬件組成部分73.2.2原理框圖74 硬件部分104.1 光電編碼器epc-755a104.1.1.光電編碼器原理104.1.2 編碼器的分類104.1.3 epc-755a編碼器的介紹114.1.4信號采集部分硬件電路圖124.2 顯示部分144.2.1 芯片特點144.2.2、mgls-1203

4、2a的管腳介紹144.2.3、mgls-12032a的讀寫操作時序154.2.4 mgls-12032a電特性164.3 電源部分164.3.1 電源設計注意事項和max1677的性能164.3.2 max1677常用外圍參數(shù)設定174.4 pcb板的制作205 軟件設計256 總 結27致 謝28參考文獻28數(shù)字轉速測試儀的設計摘 要本課題介紹一種基于at89c52 單片機系統(tǒng)的新型數(shù)字測速儀的測量原理、硬件組成和軟件設計。該儀表采用了一種新的自動測速方法,在寬量程范圍內實現(xiàn)了高精度、實時快速測量。數(shù)字轉速測試儀采用光電編碼器將采集到的數(shù)據通過處理之后，送到at89c52單片機中進行轉化后在

5、液晶顯示器上顯示測得轉速及方向。測速所要達到的標準是：測速范圍為02000轉/分。重點是適合硬件系統(tǒng)的程序語言選擇，以及編程實現(xiàn)。難點是程序思路的確定，轉速方向的硬件電路及軟件實現(xiàn)，系統(tǒng)軟件如何通過計算機編輯，編譯。 此次設計必須將硬件與軟件將結合，熟練掌握所用芯片的功能、時序等，以方便對數(shù)字轉速測試儀各種功能的實現(xiàn)。 關鍵詞：at89c52；lcd顯示；編碼器；傳感器 design of speed digital rotation testerabstractthis paper introduces a new digital speed meter using a at89c52 si

6、ngle chip microcomputer on the measurement principle, hardware and software design. the instrument uses a new method of automatic guns: in the wide range of the realization of the high-precision, rapid real-time measurement. speed digital rotation tester uses photoelectric encoder to collect through

7、 the data processing, then convert in the at89c52 mcu ,at last will be transformed in the lcd display of measured speed and direction.measured speed to be achieved by the standard is: measured speed range is from 0 to 2000 r / m. the focus is how to suitable for the hardware system of programming la

8、nguage choice and programming. the difficulty is the determination for the programming of ideas, the hardware circuit of speed direction,realize software, and how to edit and compile software system in the computer. the design must combine with the hardware and software, maste the function of timing

9、 of the chip, so as to facilitate the speed of digital test instrument to achieve the various functions.key words: at89c52; lcd display;encord；sensor主 要 符 號 表 r 轉速c 電容r 電阻u 電壓i 電流t 周期f 頻率d 占空比 時間常數(shù) 第二章 主控芯片atmel系統(tǒng)及開發(fā)工具簡介1 緒論1.1 數(shù)字轉速測試儀背景資料 目前，在工程實踐中，經常會遇到各種需要測量轉速的場合。例如，在發(fā)動機，電動機，卷揚機，機床轉軸等旋轉設備的測試，運轉和控

10、制中，常需要分時或連續(xù)測量和顯示其轉速或瞬間轉速。對于工業(yè)測試，水利，機械等方面，轉速是重要的控制參數(shù)之一。尤其機在工業(yè)測試系統(tǒng)中，大部分旋轉儀器無法測定目前的轉速，從而無法安全有效地械設備進行故障預防，無形中降低了系統(tǒng)的安全性，增加了設備維護的成本。因此，如何利用先進的數(shù)字技術和計算機技術改造傳統(tǒng)的工業(yè)技術，提高監(jiān)控系統(tǒng)的準確性，安全性，方便性是當前工業(yè)測控系統(tǒng)急需解決的難題。1.2 本次畢業(yè)設計的目的和意義為了能精確的測量轉速外，還要保障測量的事實性，要求測的瞬時轉速。隨著微型計算機的廣泛使用，特別是高性能/價格比的單片機的涌現(xiàn)，轉速測量普遍采用了以單片機為核心的數(shù)字法。智能化微電腦式代替

11、了一般機械式或模擬量結構。在工業(yè)測控系統(tǒng)中，轉速是最為重要的參數(shù)，因而測轉速是個重要而又有意義的課題。1.3 本次畢業(yè)設計的主要內容 數(shù)字轉速測試儀系統(tǒng)設計包括硬件設計和軟件設計兩部分內容。在設計中要了解掌握單片機關于c語言的編程，數(shù)字電路，模擬電路技術；熟練掌握atmel系列單片機工作原理及應用技巧；自主設計系列軟、硬件. 主要采用光電脈沖編碼傳感器，通過89c52單片機及其他功能芯片實現(xiàn)高精度轉速測試，通過算法處理后在液晶顯示器上顯示測得轉速及方向。 2主控芯片atmel系統(tǒng)及開發(fā)工具簡介at89 系列單片機是atmel 公司的8 位flash 單片機系列，這個系列單片機的最大特點是在片內

12、含有flash 存儲器。因此, 在應用中有著十分廣泛的前途, 特別是在便攜式省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用.一. 89 系列單片機特點：at89 系列單片機和8051 系列單片機是兼容的。這個系列對于以8051 為基礎的系統(tǒng)來說, 是十分容易進行取代和組成的，故而，對于熟悉8051 的用戶來說, 用atmel公司的89 系列單片機進行取代8051 的系統(tǒng)設計是輕而易舉的事.二、89系列單片機的優(yōu)點： 1.內部含flash存儲器 2.和80c51插座兼容 3.靜態(tài)時鐘方式 4.錯誤編程亦無廢品產生 5.可進行反復系統(tǒng)試驗 三、89系列單片機內部結構 ： 89系列單片機的內部結構和8

13、0c51相近，它主要含有如下一些部件。 1. 8031cpu 2. 振蕩電路 3. 總線控制部件 4. 中斷控制部件 5. 片內flash存儲器 6. 片內ram 7. 并行i/o接口 8. 定時器 9. 串行i/o接口 鑒于atmel公司的產品具有上述優(yōu)點，綜合本次畢業(yè)設計題目難易程度分析，使用此主控芯片的外圍電路結構簡單，價格便宜實惠，易于操作，故選用at89c52單片機作為本次畢業(yè)設計的主控芯片。2.1 at89c52系統(tǒng)概述2.1.1 at89c52系統(tǒng)at89c52單片機與inter 80c51單片機在多方面方面完全兼容。其主要工作特性是：a、內含8kb的flash存貯器，擦除次數(shù)1

14、000次2b、內含256字節(jié)的ramc、具有32根可編程i/o線d、具有3個可編程定時器e、具有8個中斷源，6個中斷矢量，2級優(yōu)先權的中斷結構f、具有1個全雙工的可編程串行接口通信g、據有1個數(shù)據指針dptrh、兩種低功耗工作模式，即空閑模式和掉電模式i、具有可編的3級程序鎖定位j、at89c52的工作電源電壓的典型值為5vk、at89c52的最高工作頻率為24mhz具有片內上電復位、時鐘振蕩器的at89c52能獨立完成工作的片上系統(tǒng)。flash 存儲器還具有在系統(tǒng)重新編程的能力，可用于非易失性數(shù)據存儲。用戶軟件對所有外設具有完全的控制，可以關斷任何一個或所有外設以節(jié)省功耗。 at89c52有

15、低電壓編程和高電壓編程兩種模式。低電壓編程可用于在線編程，高電壓編程于一般的eprom編程器兼容。 at89c52單片機的芯片封裝頂端有編程電壓標志。2.1.2 at89c52的極限參數(shù)at89c52的極限參數(shù)工作溫度-55 to +125儲藏溫度-65 to +150任意引腳對地電壓-1.0v +7.0v最高工作電壓6.6v直流輸出電流15.0ma2.1.3 引腳和封裝定義每種器件都可在工業(yè)溫度范圍（-45到+85）內用 2.7v-3.6v 的電壓工作。端口 i/o 和/rst 引腳都容許 5v 的輸入信號電壓。at89c52 采用 42 腳 pdip,tqfp和plcc 封裝。 引腳功能

16、說明p0口8位漏極開路的雙i/o口低字節(jié)地址/數(shù)據復用線，可驅動8個ttl負載p1口8位準雙i/o口用戶準備的雙向i/o口，可驅動4個ttl負載p2口8位準雙i/o口外部擴展作高8位地址，可驅動4個ttl負載p3口8位準雙i/o口普通i/o口兼替代功能，可驅動4個ttl負載rst復位輸入信號高電平有效，振蕩器穩(wěn)定工作兩個機器周期器件復位 ea/vpp外部rom訪問允許信號ea=1rom讀取從內部程序存貯器開始；反之外部開始psen外部rom讀選通信號低有效時，程序存貯器的內容被送至p0口ale/progg低字節(jié)地址鎖存信號實現(xiàn)低字節(jié)地址/數(shù)據的分時復用vcc電源電壓輸入無特殊說明gnd電源地無

17、特殊說明xtal1xtal2時鐘輸入1時鐘輸入2適用片內振蕩器時連接外部石英晶體和微調電容適用片內振蕩器時連接外部石英晶體和微調電容2.2 at89c52單片機開發(fā)工具簡介2.2.1 開發(fā)工具概述tkstudio集成開發(fā)環(huán)境（ide）從誕生到現(xiàn)在，經過一年多的發(fā)展,已逐漸趨于成熟，功能完善，界面美觀高效，接口靈活豐富，運行穩(wěn)定可靠，是目前最好的51開發(fā)環(huán)境。版本tkstudio v2.5，對我公司新版b系列仿真器高級功能64k深度代碼追蹤、代碼覆蓋、數(shù)據覆蓋，數(shù)據訪問（讀寫）斷點等，提供完全支持。 模塊化 軟件在發(fā)展過程中，逐步貫徹結構化、模塊化思想，將程序主體框架與擴展模塊（組件）分開實現(xiàn)，

18、降低了程序之間的耦合性，為軟件的進一步發(fā)展奠定了基礎，具備了小組開發(fā)能力。 為了支持公司越來越多的仿真器型號，定義了通用硬件驅動接口，并向下兼容keil的仿真器驅動（功能有所加強），從而有效的利用了公司現(xiàn)有的資源，具備了支持硬件無限升級能力。 定義外圍設備接口，以便輕松加入各種芯片的軟件、硬件仿真支持，實現(xiàn)不同芯片設備（端口、定時器、串口、i2c、adc等等）的動態(tài)切換。 6 定義軟件仿真接口以支持各種芯片的軟件仿真。 編輯器 編輯器自1.0發(fā)布之后不斷改進，在突出方便好用的原則下，具備了鮮明的個性風格。智能括號匹配加亮，塊注釋，頭文件和實現(xiàn)文件交叉參考，鼠標右鍵直接打開包含文件等為c語言的開

19、發(fā)帶來極大的方便。 語法編輯器帶關鍵字突出顯示、智能縮排、括號匹配并可加粗亮顯，減少復雜程序的輸入錯誤，體貼人性化設計。完全中文支持，杜絕半個漢字現(xiàn)象。自動感知文件變化，避免災難性后果。支持文件查找、替換，可設置書簽，并具有文件內搜索的強大功能。 編譯調試 tkstudio具備了完全的編譯器選項，長文件路徑編譯支持，并可直接利用其他編譯工具生成的omf文件，這是優(yōu)于國內其他廠商的ide的關鍵之一。tkstudio軟件仿真、硬件調試、反匯編、復雜變量觀察、內存察看、仿真器設置，功能相當完善，是真正意義上的集成開發(fā)環(huán)境。 1. 可導入keil uv2工程，充分利用已有的資源。 2. 提供在線編輯、

20、修改和編譯錯誤、警告定位。軟件修改除錯一氣呵成！ 3. 項目管理功能強大靈活，工程文件的添加、修改更方便合理。 a) 分target、group、file三級結構，可隨心所欲設置file、group、target編譯參數(shù)。 b) 使用keil編譯鏈接工具時，可靈活設置目標模塊和列表文件的輸出路徑，使工程結構更清晰。 c) 支持多模塊、混合語言調試。 4. 編譯后自動列出工程文件中所有頭文件 5. 強大的程序和數(shù)據存儲空間定位編輯、觀察和修改（支持數(shù)據填充）功能，圖形化工具。數(shù)據可按不同數(shù)制，不同類型顯示，紅色指示變化數(shù)據。 6. 支持鼠標獲取顯示變量。 7. 強大的c語言特性支持。變量窗可觀察

21、修改聯(lián)合、結構體、多維數(shù)組及其成員（成員可單獨查看） ，指示數(shù)據變化。 支持c指針運算符“*”、“&”“-”，可直接觀察變量的地址及指針的內容。如“&p2”，查看p2的地址及內容。 8. 自動跟蹤收集局部變量。 9. 支持顯示模塊和符號信息，支持函數(shù)（子程序）定位。 10. 各調試窗口支持多種數(shù)據格式：十進制（85）、十六進制（0x55、55h）、二進制（01010101b）等格式。 11. sfr寄存器和位窗口，根據仿真芯片的不同動態(tài)改變，并提示寄存器的主要功能和用法。 12. 增強的硬件調試功能 a) c程序調試時可選擇是否執(zhí)行到“main()”函數(shù)，零起始時，單步、步越均一步到位，決無k

22、eil的延遲。 b) 智能識別“for(int i=0;i10000;i+)”等指令，一步完成。 c) 支持不運行跳轉，方便子程序（函數(shù)）的調試。2.2.2 開發(fā)工具主要技術指標a、支持的目標系統(tǒng)：所有89c51系列單片機及其兼容產品；b、系統(tǒng)時鐘：最大可達24mhz;c、通過rs232（usb）接口與pc機相連；d、支持匯編語言和 c51 源代碼級調試；e、第三方工具支持（keil c）。2.2.3 ide 軟件運行環(huán)境要求pc機能夠運行開發(fā)工具軟件并能與串行適配器通信。對 pc 機有如下系統(tǒng)要求:a. pentium pentium-ii 或兼容處理器的pc;b. windows95 wi

23、ndows98 windows nt4.0;c. 至少16mb ram;d. 至少20mb 硬盤空間。2.2.4開發(fā)工具與 pc 機硬件連接 所有的keil 產品都自帶一個安裝程序和安裝說明非常易于安裝根據您得到的軟件途徑不同軟件的存放格式可能不同.3 數(shù)字轉速測試儀系統(tǒng)介紹3.1 數(shù)字轉速測試儀系統(tǒng)組成、主要內容和擬采用的方案數(shù)字轉速測試儀控制系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，其中硬件主要完成轉速信號的測量以及l(fā)cd顯示等部分。而軟件則完成信號的采集、處理、lcd液晶顯示等功能。本課題擬通過使用光電脈沖編碼器對轉速系統(tǒng)進行檢測，將傳感器輸出的脈沖信號通過施密特反向器74ls14，一個74ls121

24、和兩個與門構成的轉向區(qū)別電路輸出的頻率信號輸入至單片機定時/計數(shù)器t0（t0工作在計數(shù)方式）和定時/計數(shù)器t1，最后通過lcd液晶顯示。而在單片機中利用軟件編程實現(xiàn)對信號的處理，轉換，轉速的測量，轉向的判定以及顯示功能。3.2硬件部分組成及框圖3.2.1硬件組成部分其硬件部分采用的芯片主要有:16位微處理器at89c52,epc-755a光電脈沖編碼器,lcd液晶顯示芯片mgls-12032a,電壓轉換芯片max1677,74ls00,74ls04,六施密特反向器74ls14,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74ls121,兩節(jié)1.5v電池,電阻電容等常用器件若干.3.2.2原理框圖系統(tǒng)框圖如圖3.1所示。轉速設

25、備及傳感器信號采集信號調理電 路cpu控制電路at89c52為核心lcd顯示圖3.1 數(shù)字轉速測試儀系統(tǒng)硬件原理框圖10西安工業(yè)大學學士學位論文4 硬件部分4.1 光電編碼器epc-755a4.1.1.光電編碼器原理光電編碼器，是一種通過光電轉換將輸出軸上的機械幾何位移量轉換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應用最多的傳感器，光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉時，光柵盤與電動機同速旋轉，經發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理示意圖如圖1所示；通過計算每秒光電編碼器輸出脈沖的個數(shù)

26、就能反映當前電動機的轉速。此外，為判斷旋轉方向，碼盤還可提供相位相差90。4.1.2 編碼器的分類根據檢測原理，編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。根據其刻度方法及信號輸出形式，可分為增量式、絕對式以及混合式三種。1增量式編碼器 增量式編碼器是直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖a、b和c相；a、b兩組脈沖相位差90，c相用于基準點定位。它的優(yōu)點是原理構造簡單，機械平均壽命可在幾萬小時以上，抗干擾能力強，可靠性高，適合于長距離傳輸。其缺點是無法輸出軸轉動的絕對位置信息。2絕對式編碼器 絕對編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)

27、相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側是光源，另一側對應每一碼道有一光敏元件；當碼盤處于不同位置時，各光敏元件根據受光照與否轉換出相應的電平信號，形成二進制數(shù)。這種編碼器的特點是不要計數(shù)器，在轉軸的任意位置都可讀出一個固定的與位置相對應的數(shù)字碼。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對于一個具有 n位二進制分辨率的編碼器，其碼盤必須有n條碼道。目前國內已有16位的絕對編碼器產品。3混合式絕對值編碼器 混合式絕對值編碼器，它輸出兩組信息：一組信息用于檢測磁極位置，帶有絕對信息功能；另一組則完全同增量式編碼器的輸出信息。光電編碼器是一種角度（角速度）檢

28、測裝置，它將輸入給軸的角度量，利用光電轉換原理轉換成相應的電脈沖或數(shù)字量，具有體積小，精度高，工作可靠,接口數(shù)字化等優(yōu)點。它廣泛應用于數(shù)控機床、回轉臺、伺服傳動、機器人、雷達、軍事目標測定等需要檢測角度的裝置和設備中。4.1.3 epc-755a編碼器的介紹 epc755a是美國encoder products公司生產的微型光電編碼器，具有重量輕、體積小、耐碰撞、易安裝等優(yōu)點，其直徑和長度均為1.5英寸，采用能保證多年可靠工作的金屬結構，具有多種靈活的安裝方式，能大大降低安裝成本。該光電編碼器輸出為雙通道正交信號，具有校正基準信號，可方便地實現(xiàn)雙向計數(shù)。epc755a光電編碼器的主要性能參數(shù)如

29、下：輸入電壓：528vdc(最小4.75v，最大28.0v)；輸出電流：最大100ma；輸出信號：2路計數(shù)脈沖，1路基準脈沖；基準信號：每圈輸出1個脈沖，中心與通道a波形重合；測量范圍：最大可測旋轉速率為7500轉/分；工作溫度：最高可達100；頻率響應：100khz,最高200khz；分辨率：最低1個脈沖/圈，最高6000個脈沖/圈，中間有55種分辨率可 供選擇；安裝方式：柔性方式，伺服方式，法蘭盤方式；使用壽命：平均10萬小時；重量：柔性100克，伺服90克；9轉軸方向：雙向；工作精度：兩圈間誤差0.01。 圖4.2 光電編碼器輸出電路類型（b） 圖4.3 順時針旋轉時輸出的信號波形（a）

30、4.1.4信號采集部分硬件電路圖增量編碼器是以脈沖形式輸出的傳感器，其碼盤比絕對編碼器碼盤要簡單得多且分辨率更高。一般只需要三條碼道，這里的碼道實際上已不具有絕對編碼器碼道的意義，而是產生計數(shù)脈沖。它的碼盤的外道和中間道有數(shù)目相同均勻分布的透光和不透光的扇形區(qū)（光柵），但是兩道扇區(qū)相互錯開半個區(qū)。當碼盤轉動時，它的輸出信號是相位差為90的a相和b相脈沖信號以及只有一條透光狹縫的第三碼道所產生的脈沖信號（它作為碼盤的基準位置，給計數(shù)系統(tǒng)提供一個初始的零位信號）。從a，b兩個輸出信號的相位關系（超前或滯后）可判斷旋轉的方向。由圖3（a）可見，當碼盤正轉時，a道脈沖波形比b道超前/2，而反轉時，a道

31、脈沖比b道滯后/2。圖3（b）是一實際電路，用a道整形波的下沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)產生的正脈沖與b道整形波相與，當碼盤正轉時只有正向口脈沖輸出，反之，只有逆向口脈沖輸出。因此，增量編碼器是根據輸出脈沖源和脈沖計數(shù)來確定碼盤的轉動方向和相對角位移量。通常，若編碼器有n個（碼道）輸出信號，其相位差為/ n，可計數(shù)脈沖為2n倍光柵數(shù)，現(xiàn)在n=2，則相位相差/2。 11圖4.5 信號采集電路圖在圖中，光電編碼器將采集到的a，b兩相信號通過,六施密特反向器74ls14處理成一系列方波,a相再經過單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器保持與b相的信號相與之后分別接入到單片機的t0和t1口。4.2 顯示部分mgls-12032a為香港精電公司

32、出品，內置sed1520控制驅動器的圖形液晶顯示模塊點陣數(shù)120*32，點大小0.6*0.425mm，模塊尺寸75.0*54.0mm,視頻尺寸60*26.5mm。mgls-12032a液晶模塊是由兩片sed1520來驅動的，兩個sed1520都只用了其中的60個列驅動口，分別驅動液晶顯示器的左右半屏，它可直接與8位微處理器相連，集行、列驅動器于一體，因此使用起來十分方便，作為內藏式控制器被廣泛應用于點陣數(shù)較少的液晶顯示模塊。4.2.1 芯片特點（1）內置顯示ram區(qū)ram容量為2560位。ram中的1位數(shù)據控制液晶屏上一個點的亮滅狀態(tài)：“1”表示亮， “0”表示暗。 （2）具有16個行驅動口和

33、16個列驅動口 （3）可直接與80系列微處理器相連，亦可直接與68系列微處理器相連。 （4）驅動占空比為116或132。（5）可以與sed1520配合使用，以便擴展列驅動口數(shù)目。4.2.2、mgls-12032a的管腳介紹 mgls-12032a管腳功能說明管腳名稱功能 說明1gnd邏輯電源地-2vcc邏輯電源+5v-3v0工作負電壓提供對比度調節(jié)負電壓4a0數(shù)據/指令通道選擇a0=0選擇數(shù)據通道；a0=1選擇指令通道5r/w讀/寫選通信號r/w=0寫操作；r/w=1讀操作6e1控制器1的讀寫選通信號e1=0禁用；e1=1允許使用7e2控制器2的讀寫選通信號e1=0禁用；e1=1允許使用8nc

34、空-916db0db7三態(tài)數(shù)據總線-4.2.3、mgls-12032a的讀寫操作時序 mgls-12032a有兩種讀寫操作時序，分別對應于68系列mpu和80系列mpu。 圖4.6 （1）80系列mpu操作時序（res = 0）在wr或rd低電平期間，數(shù)據被寫進或讀出。13圖4.7 （2）80系列mpu操作時序（res = 0）在e下降沿處，數(shù)據或指令被鎖存進mgls-12032a內部的數(shù)據或指令寄存器。在e高電平期間，數(shù)據或狀 態(tài)被讀到數(shù)據總線之上。有些模塊，提供了時序選擇引腳res，用戶可以自由選擇以上兩種時序。4.2.4 mgls-12032a電特性 絕對最大范圍 （vss0v，vddv

35、1v2v3v4v5）圖4.8 液晶顯示原理圖圖如圖，v0是液晶驅動電壓，是一個負電壓，用于調節(jié)液晶對比度。因為液晶材料的物理特性，液晶的對比度會隨著溫度的變化而變化，所以所加的負電壓值應該隨溫度做相應的調整，大致是溫度變化10，電壓變化不到1v,為滿足這一要求，可做一個溫度補償電路或者安排一個電位器整負電壓值。在應用正負電壓供電的液晶模塊式時，電源的接線要特別注意，否則會燒毀芯片，在應用中，最好先加邏輯電壓vdd，滯后50ms左右再加v0,再關斷電源時，先關斷v0，再滯后50ms后關斷vdd。要在液晶模塊上顯示一個字符，需要三個最基本的控制操作：分別向兩個sed1520控制器寫指令代碼,寫顯示

36、數(shù)據和讀顯示數(shù)據。完成這三項的前提是相應sed1520處于準備好的狀態(tài)，當sed1520處于忙的狀態(tài)時，除了讀狀態(tài)字指令外，其他指令均不起作用。因此在訪問sed1520前，都要先讀取控制器當前狀態(tài)，判斷是否準備好。圖中采用并行接口，這樣比較適合與利用總線控制，把寫數(shù)據代碼，讀狀態(tài)字，寫顯示數(shù)據，讀顯示數(shù)據都映射到數(shù)據存儲區(qū)，每個操作對應一個地址。15由圖所示，可以得到各操作的對應地址如下： 寫指令代碼地址（e1）：8000h. 讀狀態(tài)字地址（e1）:8200h. 讀顯示數(shù)據地址（e1）:8100h. 寫顯示數(shù)據地址（e1）:8300h. 寫指令代碼地址（e2）：4000h. 讀狀態(tài)字地址（e2

37、）:4200h. 讀顯示數(shù)據地址（e2）:4100h. 寫顯示數(shù)據地址（e2）:8300h.在本實驗中用復位開關實現(xiàn)單片機的復位。另外由于實驗對單片機的波特率沒有太大的要求，只要滿足一般的標準即可，我們選用單片機的常用晶振頻率12mhz。而at89c52是lcd顯示的控制器，控制字符的發(fā)送和點陣顯示的時序。由于lcd內部含有控制器，因此它與單片機之間不需要驅動芯片。lcd在單片機的控制下，按照要求的格式顯示接收到的數(shù)據。由于lcd并沒有獨立的片選信號，所以使用單片機的讀寫信號進行選通，而74ls00,74ls04則是轉換讀寫信號的電平，同時作為片選信號。e1和e2連接經過74ls00,74ls

38、04轉換后的單片機讀寫信號，作為單片機對lcd的片選信號;a8是單片機對lcd的數(shù)據/指令通道選擇信號；a9是單片機對lcd的讀寫選擇信號；d0d7是單片機和lcd的數(shù)據總線。4.3 電源部分4.3.1 電源設計注意事項和max1677的性能 由于在單片機系統(tǒng)中使用液晶顯示模塊，不可避免的要用到兩種或兩種以上的電源需求，這就是電源部分要解決的關鍵問題。在設計具體的電源模塊時要注意如下幾個問題：1.為降低系統(tǒng)功耗，減小儀表體積，應盡可能選用cmos器件。2.根據容許的空間和需求的容量合理的選擇電池，最好為普通電池。3.選用的合適的電源穩(wěn)壓變換器件，在滿足電源需求的前提下，使電源模塊的外圍電路簡單，減小占用的空間。 max1677是雙電壓輸出升壓dc-dc變換器，輸入電壓范圍較大（0.75.5v）.主要性能如下：允許的電壓范圍：0.75.5v。主要輸出：2.55.5v可調電壓，預設值3.3v輸出，最大輸出電流可達350ma。第二輸出：可謂lcd對比調節(jié)提供-28+28v范圍內的電壓。電源效率：95%。其他性能：20ua靜態(tài)工作電流，1ua關斷維持電流和電池欠電壓監(jiān)測。 表1 max1677 的管腳功能4.3.2 max1677電路結構表1 列出了不同電池供電情況下可獲得的最大輸出電流，輸出電壓已被預置為3.3v，也可通過外部電阻調節(jié)調節(jié)。范圍在2.5