南京信息工程大學(xué)光電計(jì)數(shù)器課程論文報(bào)告

1、 濱江學(xué)院課程報(bào)告 題 目 反射式光電計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)22 / 23目錄第1章 緒論1.1 光電計(jì)數(shù)器原理·······································11.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀·

2、;······································21.3 本文主要研究容··········

3、;···························2第二章 光電計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方案論證2.1 遮光式光電計(jì)數(shù)器··················&

4、#183;··················32.2 反射式光電計(jì)數(shù)器·····························

5、········32.3 方案選擇········································

6、83;····4第3章 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 STC89C52簡(jiǎn)介·········································53

7、.2 電源電路·············································73.3 傳感器部分··&

8、#183;········································83.3.1 E18-D50NK反射式紅外傳感器·····&

9、#183;················83.3.2 發(fā)射與接收電路·······························

10、;···93.4 復(fù)位電路·············································11

11、3.5 晶振電路·············································123.6 顯示電路··

12、···········································123.6.1 線段的顯示·····

13、;·································133.6.2 字符的顯示··············

14、3;·······················133.6.3 漢字的顯示························

15、83;·············133.6.4 1602字符型LCD簡(jiǎn)介····························· 133.6.5 1602LCD的基本參數(shù)與引腳功

16、能·····················143.6.6 1602LCD主要技術(shù)參數(shù)·························&#

17、183;··143.6.7 1602LCD的指令說明與時(shí)序·························15第4章 反射式光電計(jì)數(shù)器的軟件設(shè)計(jì)4.1 顯示程序··············

18、·······························17第五章 系統(tǒng)調(diào)試·················&#

19、183;·························23參考文獻(xiàn)·······················&#

20、183;··························23致·······················

21、;·······························24附錄··················&

22、#183;···································24反射式光電計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)*信息工程大學(xué)濱江學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)， 210044摘要：本文基于STC89c52單片機(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定的工業(yè)流水線用反射式光電計(jì)數(shù)器

23、,可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品流水線產(chǎn)品的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)功能。該系統(tǒng)采用型號(hào)為E18-D50NK的紅外傳感器為信號(hào)采集裝置,將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。以電磁繼電器、三極管構(gòu)成放大電路，放大后的信號(hào)經(jīng)單片機(jī)處理后顯示在數(shù)碼管上。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)鎖死情況時(shí)可以通過復(fù)位鍵調(diào)整，直至系統(tǒng)正常工作。該系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡(jiǎn)單，控制系統(tǒng)可靠，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。該系統(tǒng)拓展后，可用于生產(chǎn)流水線的工件計(jì)數(shù)，具有很好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：STC89c52單片機(jī) E18-D50NK紅外傳感器 實(shí)時(shí)計(jì)數(shù) 第1章 緒論 1.1 光電計(jì)數(shù)器原理光電式傳感器就是基于光電效應(yīng)的理論基礎(chǔ)用于光電信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)換的一種傳感器。其中光電效應(yīng)可以分為三類。1.外光電

24、效應(yīng)：能使電子在光照射條件下逸出物體表面。光電倍增管，真空光電管等就是利用了外光電效應(yīng)。2. 光電效應(yīng)：能使物質(zhì)的電阻率在光線照射條件下改變。半導(dǎo)體光敏電阻這類的器件就是利用了光電效應(yīng)。3.光生伏特效應(yīng)：物體在光線作用下產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象即光生電動(dòng)勢(shì)。光電晶體管、光電池等就是利用了光生伏特現(xiàn)象。由于敏感的光波長(zhǎng)是在可見光附近，包括紅外波長(zhǎng)和紫外波長(zhǎng)。因此，當(dāng)光電元件受光照后，電特性就會(huì)發(fā)生變化這就是光電效應(yīng)。光電計(jì)數(shù)器通常采用的光電傳感器有攝像頭、光電管等，采用的光的種類有普通光和激光，可見光和不可見光等。 組成光電傳感器的三部分為光源、光學(xué)通路和光電元件。光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的

25、傳感器，光電檢測(cè)方法具有精度高、應(yīng)用快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而可測(cè)參數(shù)多，光電傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多變因此，光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛。 1.2國(guó)外研究現(xiàn)狀光自動(dòng)化的計(jì)數(shù)提高了工業(yè)生產(chǎn)上的效率以與準(zhǔn)確性計(jì)數(shù)的自動(dòng)化和智能化最終能加速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的工業(yè)。隨著生產(chǎn)自動(dòng)化、設(shè)備數(shù)字化和機(jī)電一體化的發(fā)展,對(duì)光電計(jì)數(shù)器的需求日益增多。提高自動(dòng)計(jì)數(shù)器的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性是現(xiàn)在國(guó)外自動(dòng)計(jì)數(shù)生產(chǎn)研究的主要課題。產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)數(shù)主要用于工廠的流水線，往往是處于高溫等環(huán)境中所以單片機(jī)的功耗一定要低。恰巧的是，STC89c52單片機(jī)符合這一要求。1.3 本文主要研究容本文的研究方向就是基于STC89c52單片機(jī)設(shè)

26、計(jì)出一個(gè)簡(jiǎn)易但是性能穩(wěn)定且靈敏度高的工業(yè)流水線用反射式光電計(jì)數(shù)器,能夠?qū)崟r(shí)的計(jì)數(shù)產(chǎn)品流水線上產(chǎn)品的數(shù)量。該系統(tǒng)采用STC89c52單片機(jī)為處理芯片,對(duì)紅外傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行處理。采用發(fā)射式型號(hào)E18-D50NK的紅外傳感器，它能夠靈敏實(shí)時(shí)的采集光信號(hào)，由于工件的遮擋導(dǎo)致光信號(hào)的變化從而導(dǎo)致電信號(hào)的變化。借由繼電器實(shí)現(xiàn)小電流控制大電流的功能。用E18-D50NK的紅外傳感器可確保系統(tǒng)的靈敏性、穩(wěn)定性。可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)流水線計(jì)數(shù)器實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)的功能。設(shè)計(jì)光電計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)無接觸計(jì)數(shù)，主要用于工廠生產(chǎn)線工件計(jì)數(shù)。采用反射式光電傳感器，要求使用紅外發(fā)光二極管、光電管檢測(cè)，要求光電發(fā)射管和接收管相鄰放置，在制作

27、實(shí)物可用導(dǎo)線引出長(zhǎng)度，能夠?qū)崿F(xiàn)無接觸計(jì)數(shù)，獨(dú)立設(shè)計(jì)光電計(jì)數(shù)器電路原理圖，畫出完整的電路原理圖（包含電源部分）和PCB板圖，查找資料，要求做出實(shí)物，可以使用萬用板或者PCB板制作實(shí)物，獨(dú)立完成。第二章 光電計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)方案論證2.1 遮光式光電計(jì)數(shù)器遮光式光電計(jì)數(shù)器工作原理：從紅外發(fā)光管和紅外接收器在產(chǎn)品生產(chǎn)流水線的兩邊。紅外發(fā)光管發(fā)射出的紅外光線能夠直射在如光敏電阻和光電管等光電元件上。當(dāng)有產(chǎn)品經(jīng)過遮光式計(jì)數(shù)器的時(shí)候紅外光線就會(huì)被該產(chǎn)品遮擋（比如瓶裝啤酒）。那么這時(shí)候光電元件的電信號(hào)必然會(huì)因?yàn)榇藭r(shí)光信號(hào)的改變而改變，從而生成脈沖通過放大器可計(jì)數(shù)記下被遮擋的次數(shù)，通過數(shù)字顯示顯示具體的數(shù)量。圖 2

28、.1遮光式光電計(jì)數(shù)器2.2反射式光電計(jì)數(shù)器反射式光電計(jì)數(shù)器工作原理：紅外發(fā)光管和紅外接收器在同一邊。當(dāng)產(chǎn)品流水線沒有產(chǎn)品經(jīng)過的時(shí)候紅外發(fā)光管發(fā)出的紅外線不會(huì)被發(fā)射。反之，當(dāng)有產(chǎn)品經(jīng)過的時(shí)候紅外發(fā)光管發(fā)出的紅外線就會(huì)被產(chǎn)品反射，反射光并被接收器接收。這時(shí)候因?yàn)楣庑盘?hào)的變化必然導(dǎo)致光電元件電信號(hào)的變化。從而形成計(jì)數(shù)脈沖，光電隔離耦進(jìn)行合并行輸入至STC89c52單片機(jī)。并用數(shù)碼管顯示具體數(shù)值便可實(shí)現(xiàn)物體的數(shù)量統(tǒng)計(jì)。發(fā)射與接收電路可以用一個(gè)集成好的紅外傳感器。集成焊接后的電路顯得簡(jiǎn)單明了。圖 2.2 反射式光電計(jì)數(shù)器方案選擇單片機(jī)STC89c52系統(tǒng)電源電路計(jì)數(shù)顯示電路發(fā)射接收電路圖 2.3 光電計(jì)

29、數(shù)裝置的原理在工業(yè)生產(chǎn)中肯定會(huì)考慮到設(shè)備成本，設(shè)備所占用的空間以與接線的方便程度。最重要的當(dāng)然是設(shè)備工作的穩(wěn)定性。結(jié)合上文對(duì)兩種光電計(jì)數(shù)器的介紹反式光電計(jì)數(shù)器的優(yōu)點(diǎn)不難被發(fā)現(xiàn)。由于發(fā)光管和接收器在同一邊無疑會(huì)大大的節(jié)省空間。將發(fā)光管和接收器集成在一起可以帶來接線和操作上的簡(jiǎn)便。再者反射式光電計(jì)數(shù)器帶來的良好光路對(duì)齊，不受產(chǎn)品顏色和材質(zhì)的影響的特點(diǎn)都會(huì)給設(shè)備提供更佳的穩(wěn)定性。因此，在工業(yè)流水線用的光電計(jì)數(shù)器方案選擇上將采用反射式的光電計(jì)數(shù)器。第3章 STC89C52簡(jiǎn)介3.1 芯片簡(jiǎn)介STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)

30、器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停

31、止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。STC89c52共有4個(gè)（P0、P1、P2、P3口）8位并行I/O端口，共32個(gè)引腳。P0口雙向I/O口，用于分時(shí)傳送低8位地址和8位數(shù)據(jù)信號(hào)；P1、P2、P3口均為準(zhǔn)雙向I/O口；其中P2口還用于傳送高8位地址信號(hào)；P3口每一引腳還具有特殊功能，用于特殊信號(hào)的輸入輸出和控制信號(hào)。其引腳圖：其中引腳說明為：3.2 STC89c52引角功能VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙

32、向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫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)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)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4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被部上拉為高，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。 P2口：P2口為一個(gè)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流

33、，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被部上拉電阻拉高，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)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被部上拉為高電平，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

34、緣故。P3口作為AT89C51的一些特殊功能口， 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。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(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)。/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)器周期兩次/PSEN有效。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/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），不管是否有部程序存儲(chǔ)器。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入與部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.2 電源電路本文將

35、直接采用筆記本電腦的USB給電板提供5V的直流電。同時(shí)，為了顯示電板是否通電在電板中添加一個(gè)電源指示燈，這個(gè)電源指示燈將采用發(fā)光二極管。發(fā)光二極管工作在正常工作狀態(tài)時(shí)，通過LED的電流10毫安就足矣了。因此，在電路中采用白發(fā)藍(lán)高亮的LED，所以可以取10mA左右的電流值，圖3.2中的R16是為了保護(hù)系統(tǒng)電路的限流電阻。圖3.2 電源電路3.3 紅外傳感器 3.3.1 E18-D50NK反射式紅外傳感器光電開關(guān)電路主要由光電開關(guān)管，即光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光

36、電元件三部分組成。電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活樣因此,光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛。如下圖示為本次課程設(shè)計(jì)所采用的光電開關(guān)，其型號(hào)為E18-D50NK的反射紅外傳感器。 圖 3.3 反射紅外傳感器下圖為紅外傳感器輸出端的原理圖：圖3.4 紅外傳感器信號(hào)輸入端紅外傳感器感受到外界信息時(shí)，產(chǎn)生高低電平，通過軟件程序設(shè)置單片機(jī)部寄存器，當(dāng)傳感器的高低脈沖被單片機(jī)接收到時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生中斷，中斷產(chǎn)生后進(jìn)入中斷服務(wù)程序，通過設(shè)置中斷服務(wù)程序，進(jìn)行計(jì)數(shù)。并通過P22,P23,P24,P25 口將計(jì)數(shù)信息傳送至數(shù)碼管，數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)

37、的個(gè)數(shù)。當(dāng)需要置位是按下復(fù)位開關(guān)，則計(jì)數(shù)器清零，數(shù)碼管顯示清零，重新開始計(jì)數(shù)。3.3.2 發(fā)射與接收電路紅外發(fā)光管和紅外接收器在同一邊。當(dāng)產(chǎn)品流水線沒有產(chǎn)品經(jīng)過的時(shí)候紅外發(fā)光管發(fā)出的紅外線不會(huì)被發(fā)射。反之，當(dāng)有產(chǎn)品經(jīng)過的時(shí)候紅外發(fā)光管發(fā)出的紅外線就會(huì)被產(chǎn)品反射，反射光并被接收器接收。這時(shí)候因?yàn)楣庑盘?hào)的變化必然導(dǎo)致光電元件電信號(hào)的變化。從而形成計(jì)數(shù)脈沖，光電隔離耦進(jìn)行合并行輸入至STC89c52單片機(jī)。并用數(shù)碼管顯示具體數(shù)值便可實(shí)現(xiàn)物體的數(shù)量統(tǒng)計(jì)。發(fā)射與接收電路可以用一個(gè)集成好的紅外傳感器。然而，在自然光里面紅外線那是到處都有的，打個(gè)很簡(jiǎn)單的比方太里面就有紅外，除掉太這個(gè)隨處可見的自然光外人工光

38、源里面也是有許多的紅外，比如說火源，白熾燈光等等。既然這樣，在我們的身邊暗藏了如此之多的紅外線，接收裝置除了接收發(fā)射裝置發(fā)射的紅外線外肯定會(huì)受到其他光源的干擾。那么如何規(guī)避這個(gè)問題理所當(dāng)然的成了要解決的問題。通過查閱相關(guān)的資料可以知道雖然這些都是紅外線，但是同是紅外線它們的波長(zhǎng)也是不同的。這時(shí)候就可以用調(diào)制解調(diào)來解決這個(gè)問題。具體點(diǎn)說就是將紅外線發(fā)射裝置以固定的頻率來發(fā)射紅外線，再讓接收裝置來“認(rèn)出”這些固頂頻率的紅外線。如此一來便可以規(guī)避相關(guān)光源的干擾。因?yàn)槟切┛梢詷?gòu)成干擾光源中的紅外線的頻率要不是雜亂無章要不就是擁有其固定的頻率，將紅外線發(fā)射裝置調(diào)制成迥異與這些干擾光源的頻率就可以規(guī)避這個(gè)

39、問題。3.4 復(fù)位電路復(fù)位就是給RESET引腳加上2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平信號(hào)來實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的初始化操作。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，最實(shí)用的地方就是當(dāng)程序運(yùn)行出錯(cuò)或是操作失誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，為了擺脫死鎖狀態(tài)，需要按復(fù)位鍵重新復(fù)位。單片機(jī)小系統(tǒng)采用上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位兩種方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。當(dāng)系統(tǒng)得到工作電壓的時(shí)候，復(fù)位電路工作在上電自動(dòng)復(fù)位狀態(tài)，通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)，只要Vcc的上升時(shí)間不超過1ms就可現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位功能。手動(dòng)復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，用按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。其結(jié)構(gòu)如圖 中R

40、15、C3和S1。上電自動(dòng)復(fù)位通過電容C1充電來實(shí)現(xiàn)。手動(dòng)按鍵復(fù)位是通過按鍵將R15與VCC接通來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)將采用按鍵的手動(dòng)復(fù)位方式。如圖示兩種復(fù)位方式：圖 3.8復(fù)位電路 （a）手動(dòng)復(fù)位 （b）自動(dòng)復(fù)位 3.5 晶振電路 單片機(jī)部具有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。通常在引腳XTAK1和XTAL2跨接石英晶體和兩個(gè)補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器，結(jié)構(gòu)如圖中Y1、C1、C2?？梢愿鶕?jù)情況選擇6MHz或24MHz等頻率的石英晶體，補(bǔ)償電容通常選擇30pF左右的瓷片電容。晶振電路可以為單片機(jī)提供單片機(jī)工作用的時(shí)鐘頻率。 晶振電路在單片機(jī)系統(tǒng)中顯得至關(guān)重要，它為單片機(jī)工作提供固頂?shù)墓ぷ黝l率。就像馬路

41、口的紅綠燈一樣，紅綠燈為車輛提供通行的時(shí)間，紅綠燈停止之后馬路將亂糟糟的。一樣的，假如沒有了晶振電路單片機(jī)將不能正常的有節(jié)奏的工作。除此之外，晶振的頻率對(duì)單片機(jī)工作的快慢有著直接的影響。一個(gè)穩(wěn)定的晶振電路可以為單片機(jī)提供可靠的工作頻率，單片機(jī)運(yùn)行將更為穩(wěn)定。如圖3.7所示，本文中采用部時(shí)鐘方式電路。其中補(bǔ)償電容通常選擇30pF左右的瓷片。圖中電容C1，C2的大小將會(huì)影響到晶振的穩(wěn)定和速度，C1，C2都將采用22Pf的電容。選擇6MHz或24MHz等頻率的石英晶體，電容來產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖。如此來提供穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率。 圖3.9 晶振電路 3.6 顯示部分液晶顯示器各種圖形的顯示原理:3.6.1 線段的

42、顯示點(diǎn)陣圖形式液晶由M×N個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H00FH的16字節(jié)的容決定，當(dāng)（000H）=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕

43、的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。3.6.2 字符的顯示用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由6×8或8×8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個(gè)字符。但由于帶字符發(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)與每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。3.6.3 漢字的顯示漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中

44、提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個(gè)漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5右邊為2、4、6根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)與每行的列數(shù)可找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對(duì)齊，送第三個(gè)字節(jié)直到32B顯示完就可以LCD上得到一個(gè)完整漢字。3.6.4 1602字符型LCD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*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以太陽人電子的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實(shí)物如圖：3.6.

45、5 1602LCD的基本參數(shù)與引腳功能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10-54所示：圖10-54 1602LCD尺寸圖3.6.6 1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16×2個(gè)字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)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10-13所示:編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VS

46、S電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極表10-13：引腳接口說明表第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。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4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。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。當(dāng)RS

47、和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。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714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。3.6.7 1602LCD的指令說明與時(shí)序1602液晶模塊部的控制器共有11條控制指令，如表10-14所示：序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標(biāo)返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位0000

48、01S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)容表10-14：控制命令表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。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。

49、高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關(guān)控制。 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 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。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7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)

50、模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。與HD44780相兼容的芯片時(shí)序表如下：讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0D7=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D0D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無表10-15：基本操作時(shí)序表讀寫操作時(shí)序如圖10-55和10-56所示：圖10-55 讀操作時(shí)序圖10-56 寫操作時(shí)序第4章 反射式光電計(jì)數(shù)器的軟件設(shè)計(jì) 程序：#include "reg51.h"#includ

51、e "delay.c"#include "1602.c"/*數(shù)據(jù)定義*/unsigned char code data1 = "Initializing"unsigned char code data2 = " Welcome "unsigned char code data3 = "number: "unsigned long i = 0;/*引腳定義*/sbit clear = P36; /清零sbit led = P33; /檢測(cè)到產(chǎn)品時(shí)LED亮sbit light = P21; /反射式

52、光電管信號(hào)/*主函數(shù)開始*/void main(void) LCDInit();DelayNms(50); DisplayListChar(5,0,data1);DelayNms(2000);DisplayListChar(0,1,data2);DelayNms(20); DisplayListChar(0,0,data3);i=0;Displaynumnumer(7,0,i);while(1)if(light = 1)DelayNms(10);if(light = 0)i+;Displaynumnumer(7,0,i);while(light = 0)led = 1; led = 0;if(

53、clear = 0)DelayNms(10);if(clear = 0)i=0;Displaynumnumer(7,0,i); #include "reg51.h"/*引腳定義*/sbit LCD_RS = P27; /定義引腳sbit LCD_RW = P26;sbit LCD_E = P25;/*宏定義*/#define LCD_Data P0#define Busy 0x80 /用于檢測(cè)LCD狀態(tài)字中的Busy標(biāo)識(shí)unsigned char code digit ="0123456789" /定義字符數(shù)組顯示數(shù)字/*讀狀態(tài)*/unsigned ch

54、ar ReadStatusLCD(void) LCD_Data = 0xFF; LCD_RS = 0; LCD_RW = 1; LCD_E = 0; LCD_E = 0; LCD_E = 1; while (LCD_Data & Busy); /檢測(cè)忙信號(hào) return(LCD_Data);/*寫數(shù)據(jù)*/void WriteDataLCD(unsigned char WDLCD) ReadStatusLCD(); /檢測(cè)忙 LCD_Data = WDLCD; LCD_RS = 1; LCD_RW = 0; LCD_E = 0; /若晶振速度太高可以在這后加小的延時(shí) LCD_E = 0;

55、 /延時(shí) LCD_E = 1;/*寫指令*/void WriteCommandLCD(unsigned char WCLCD,BuysC) /BuysC為0時(shí)忽略忙檢測(cè) if (BuysC) ReadStatusLCD(); /根據(jù)需要檢測(cè)忙 LCD_Data = WCLCD; LCD_RS = 0; LCD_RW = 0; LCD_E = 0; LCD_E = 0;LCD_E = 1; /*讀數(shù)據(jù)*/unsigned char ReadDataLCD(void) LCD_RS = 1; LCD_RW = 1; LCD_E = 0; LCD_E = 0; LCD_E = 1; return(L

56、CD_Data);/*初始化*/void LCDInit(void) LCD_Data = 0; WriteCommandLCD(0x38,0); /三次模式設(shè)置，不檢測(cè)忙信號(hào) DelayNms(5); WriteCommandLCD(0x38,0); DelayNms(5); WriteCommandLCD(0x38,0); DelayNms(5); WriteCommandLCD(0x38,1); /顯示模式設(shè)置,開始要求每次檢測(cè)忙信號(hào) WriteCommandLCD(0x08,1); /關(guān)閉顯示 WriteCommandLCD(0x01,1); /顯示清屏 WriteCommandLCD(0x06,1); /顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 WriteCommandLCD(0x0C,1); /顯示開與光標(biāo)設(shè)置/*按指定位置顯示一個(gè)字符*/void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData) Y &= 0x1; X &= 0xF; /限制X不能大于15，Y不能大于1 if (Y) X |= 0x40; /當(dāng)要顯示第二行時(shí)地址碼+0x40; X |= 0x80; /算出指令碼 WriteCommandLC