畢業(yè)設計-數(shù)字電壓表設計說明

1、 畢業(yè)論文(設計)題目:數(shù)字電壓表的設計 學校畢業(yè)論文(設計)真誠地接受承諾本人鄭重承諾，本人撰寫的論文(設計)數(shù)字電壓表是在老師的指導下獨立完成的，沒有抄襲或抄襲他人的論文或成果。如有抄襲，本人愿意對后果承擔相應責任。畢業(yè)論文(設計)的研究成果歸學校所有。學生(簽名):2010年1月4日學校畢業(yè)論文(設計)開題報告登記表學生 學生編號三專業(yè)化產業(yè)玩具設計和制造教師西方人名的第一個字 職稱工程師工作單位(部、廳、處、室)電子工程系論文標題數(shù)字電壓表一、選題的目的、意義和必要性:選擇題的目的是讓我們能夠選擇自己感興趣的話題。數(shù)字電壓表是從電位器自動化的思想發(fā)展而來的。它是利用數(shù)字測量技術將連續(xù)的

2、模擬量(DC輸入電壓)轉換成不連續(xù)的離散數(shù)字形式并顯示出來的儀器。二、研究重點和計劃:LCD1602、AD1674和89C52構成了硬件電路設計和軟件設計。三、研究思路(寫提綱或研究路線):方案確定，模數(shù)轉換，控制部分，顯示部分，系統(tǒng)硬件電路設計，軟件設計，系統(tǒng)測試，整機調試和總結。四。參考文獻(10多部專著、教科書和論文):1、高吉祥，電子競賽模擬電子電路設計。電子工業(yè)2.周，人。單片機技術及應用。中南大學3.黃志瑋全國大學生電子設計競賽系統(tǒng)設計。航空航天大學4.自美，電子電路設計，實驗測試。:華中科技大學5.黃志瑋，全國大學生電子設計競賽制作實訓。航空航天大學6.法春，單片機原理與接口技術

3、案例教程。機械工業(yè)7.高美珍，555時基芯片及其在A/D轉換中的應用。電子工程師8.王兆安，黃軍，軍等。電力電子技術。機械工業(yè)，第4版。9.王兆安，電力電子設備應用與設計手冊。機械工業(yè)10.王兆安，電氣工程師手冊。機械工業(yè)1、1602液晶顯示器用戶手冊12、童云峰等。、單片機原理及應用。:大學13、大明單片機控制實訓知識及綜合應用實例。機械工業(yè)14，建陵，51系列單片機開發(fā)合集。:電子行業(yè)學校畢業(yè)論文(設計)寫作過程評估表論文題目數(shù)字電壓表主題選擇過程數(shù)字電壓表調查和材料準備以89C52 8位單片機為核心處理器，主要緩存輸出電壓和中斷控制的AD1674的轉換過程，最終顯示在LCD1602上。在

4、數(shù)字電壓表中，AD1674將模擬信號轉換成數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號送到單片機控制電壓輸出，由LCD1602顯示。89C52主要控制輸出電壓、信號處理和液晶顯示。寫初稿確保電源電路、積分電路和顯示器是構成數(shù)字電壓表的主要部件。控制電路由8位單片機89C52構成，積分電路由12位TLV5618雙D/轉換器、單數(shù)控電位器和運算放大器OP07構成。寫于:2010年1月4日第一次修改確定初始芯片LCD1602、TLV5618、89C52、OP-07，繪制初始電路圖，編寫初始程序，確定論文的整體結構。第二次修改對硬件電路進行了改造，確定芯片為LCD1602、AD1674和89C52。重新畫了電路圖，寫了程

5、序。重新搜索資料介紹AD1674芯片，第二次修改論文。第三次修改程序調試，硬件電路，確定元件型號，論文布局。學校畢業(yè)論文(設計)摘要論文標題數(shù)字電壓表作者秋萍職業(yè)和級別07玩具類302教教師高峰字數(shù)18700定稿日期1月4日摘要本系統(tǒng)以89C52 8位單片機為核心處理器，主要緩存中斷控制的AD1674的輸出電壓和轉換過程，最終顯示在LCD1602上。在數(shù)字電壓表中，AD1674將模擬信號轉換成數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號送到單片機控制電壓輸出，由LCD1602顯示。89C52主要控制輸出電壓、信號處理和液晶顯示。數(shù)字電壓表由A/D轉換、數(shù)據(jù)處理和顯示控制等部分組成。它測量0 20.000 V的輸入

6、電壓值，由LCD1602顯示，用AD1674輸入范圍為20V，最大分辨率為5mV。數(shù)字電壓表的核心是89C52單片機和AD1674 A/D轉換集成芯片。AD1674模擬信號輸入開關具有鎖存功能，可以分時轉換8路或12路輸入模擬信號。它具有多路開關的地址譯碼和鎖存電路、12位A/D轉換器和三態(tài)輸出鎖存器等。微控制器選擇和控制不同通道的模擬信號輸入，將STS設置為1，并開始A/D模數(shù)轉換。A/D轉換后，STS輸出低電平，微控制器開始讀取A/D轉換后的數(shù)據(jù)。單片機對數(shù)據(jù)進行處理，將二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)的BCD碼，最后通過AD1674顯示電壓值。關鍵字數(shù)據(jù)采集與處理，89C52控制，AD1674 1

7、2 A/D轉換器，lCD1602顯示目錄摘要序言1.設計方案1.1選項1 1.2選項2 1.3方案比較1.4系統(tǒng)的最終方案2.模數(shù)轉換2.1 ad 1674芯片簡介2.2 AD模數(shù)轉換電路2.3引腳介紹3.控制部分3.1 89芯片介紹4.顯示零件4.1 LCD 1602芯片介紹及示例5.系統(tǒng)硬件電路設計6.軟件設計7.系統(tǒng)測試和整機調試7.1測試方案7.2儀器設備模型7.3 2V齒輪試驗(室溫)7.4結果分析8.摘要參考文獻摘要本系統(tǒng)以89C52 8位單片機為核心處理器，主要緩存中斷控制的AD1674的輸出電壓和轉換過程，最終在LCD1602上顯示。在數(shù)字電壓表中，AD1674將模擬信號轉換成

8、數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號送到單片機控制電壓輸出，由LCD1602顯示。89C52主要控制輸出電壓、信號處理和液晶顯示。數(shù)字電壓表由A/D轉換、數(shù)據(jù)處理和顯示控制等部分組成。它測量0 20.000 V的輸入電壓值，由LCD1602顯示，用AD1674輸入范圍為20V，最大分辨率為5mV。數(shù)字電壓表的核心是89C52單片機和AD1674 A/D轉換集成芯片。AD1674模擬信號輸入開關具有鎖存功能，可以分時轉換8路或12路輸入模擬信號。它具有多路開關的地址譯碼和鎖存電路、12位A/D轉換器和三態(tài)輸出鎖存器等。微控制器選擇和控制不同通道的模擬信號輸入，將STS設置為1，并開始A/D模數(shù)轉換。A/D轉

9、換后，STS輸出低電平，微控制器開始讀取A/D轉換后的數(shù)據(jù)。單片機對數(shù)據(jù)進行處理，將二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)的BCD碼，最后通過AD1674顯示電壓值。關鍵詞:數(shù)據(jù)采集與處理，89C52控制，AD1674 12 A/D轉換，lCD1602顯示前言在電量的測量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個被測量，其中電壓的測量頻率最高。而且隨著電子技術的發(fā)展，經常需要測量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表成為不可缺少的測量儀器。數(shù)字電壓表(DVM)簡稱DVM，是從電位器自動化的思想發(fā)展而來的。它利用數(shù)字測量技術將連續(xù)的模擬量(DC輸入電壓)轉換成不連續(xù)的離散數(shù)字形式并顯示出來。所以即使是原裝的DVM，其精度也比模擬

10、儀表高，成本也比電位器高。未來，數(shù)字電壓表的發(fā)展將集中在兩個方面:高精度和低成本。傳統(tǒng)的指針式電壓表功能單一，精度低，不能滿足數(shù)字化時代的需要。而采用單片機的數(shù)字電壓表具有精度高、抗干擾能力強、擴展性強、便于集成和與PC機實時通訊等優(yōu)點。目前，由各種單片A/D轉換器組成的數(shù)字電壓表已廣泛應用于電子電氣測量、工業(yè)自動化儀表和自動測試系統(tǒng)等智能測量領域，顯示出強大的生命力。同時，由DVM擴展而來的各種通用和專用數(shù)字儀器儀表，也將電量和非電量的測量技術提高到了一個新的水平。數(shù)字電壓表是數(shù)字電壓表的間接轉換形式，將輸入的模擬電壓進行積分，轉換成中間量時間或頻率，再通過計數(shù)器將中間量轉換成數(shù)字量。隨著儀

11、表系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化和網絡化，自動化儀表完成了從模擬技術向數(shù)字技術的轉變。數(shù)字儀器采用新技術和新工藝，大量由LSI和VLSI組成的新型數(shù)字儀器和高檔智能儀器問世，標志著電子儀器領域的一場革命，也開創(chuàng)了現(xiàn)代電子測量技術的先河:(1)廣泛采用新技術，不斷開發(fā)新產品。(2)新一代數(shù)字儀器正在向標準模塊化發(fā)展。預計在不久的將來，許多數(shù)字儀器將由標準化、通用化、系列化的模塊組成，這將給電路設計、安裝、調試和維護帶來極大的方便。(3)為了徹底解決數(shù)字儀表不方便觀察連續(xù)變化的技術難題，“數(shù)字/模擬條形圖”雙顯示儀表成為國際流行的樣式，它有兩個優(yōu)點:數(shù)字儀表精度高，模擬儀表方便觀察被測變化過程和趨勢。(4)

12、安全性不斷提高。(5)操作簡單。數(shù)字電壓表有以下特點:顯示清晰直觀，讀數(shù)準確。傳統(tǒng)的模擬儀表必須借助指針和刻度盤來讀數(shù)，這就不可避免地導致人為的測量誤差。數(shù)字電壓表采用先進的數(shù)字顯示技術，使測量結果一目了然。只要儀表不跳讀，測量結果就是唯一的。新型數(shù)字電壓表還增加了指示器顯示功能，包括測量項目、符號單位和特殊符號。為了解決DVM不能反映被測電壓的連續(xù)變化過程和趨勢的問題，一種“數(shù)字/模擬條形圖”儀器問世了。1.基本設計方案1.1選項1雙斜A/D轉換形成數(shù)字電壓表，如圖1所示。它由模擬電路和數(shù)字電路組成。模擬電路部分由參考電壓源+Ur和-Ur、模擬開關S1S4、積分器和比較器組成，數(shù)字電路部分由

13、控制邏輯電路、時鐘發(fā)生器、計數(shù)器和寄存器組成。積分器的第一次積分是輸入電壓Ui的定時(T1)積分，第二次積分是參考電壓的恒定值積分。通過兩次積分得到與輸入電壓平均值成正比的時間間隔T2，即實現(xiàn)了U-T轉換。計算T2時間的時鐘脈沖數(shù)。最后完成電壓-數(shù)字轉換。在控制邏輯電路的控制下，實現(xiàn)初級轉換。圖1.1圖1.1雙傾斜A/D轉換數(shù)字電壓表原理圖1.2選項2一種由89C52芯片組成的數(shù)字電壓表最小系統(tǒng)。以89C52 8位單片機為核心處理器，主要緩存輸出電壓，通過中斷控制AD1674的轉換過程，最終輸出顯示在LCD1602上。在數(shù)字電壓表中，AD1674將模擬信號轉換成數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號送到單片

14、機控制電壓輸出，由LCD1602顯示。89C52主要控制輸出電壓、信號處理和液晶顯示。設計模塊如下:電源設計由于三端穩(wěn)壓器具有結構簡單、外圍元器件少、性能優(yōu)良、調試方便等明顯優(yōu)勢，所以電源部分采用三端穩(wěn)壓器電路。圖1.2圖1.2電源設計示意圖1.2.2控制和A/D轉換電路AD1674模擬信號輸入開關具有鎖存功能，可以對輸入的模擬信號進行及時轉換，具有多路開關的地址解碼和鎖存電路，12位A/D轉換器和三態(tài)輸出鎖存器等。單片機選擇和控制不同通道模擬信號的輸入。如下圖所示連接AD1674和89C52時，STS置1，A/D模數(shù)轉換開始。當A/D轉換完成，STS輸出低電平時，單片機開始讀取A/D轉換后的

15、數(shù)據(jù)。輸入電壓經AD1674轉換后，產生一個中斷信號來控制89C52的I/ O口輸出電壓，即AD1674轉換后，產生一個中斷信號。過壓保護電路:中間的R5是一個壓敏電阻，目的是在外部電壓過大時保護整個電路不被燒壞。壓敏電阻是壓敏電阻VSR的縮寫，屬于一種新型過壓保護元件。壓敏電阻是以氧化鋅為主要材料制成的金屬氧化物半導體陶瓷元件，其電阻值可隨端電壓而變化。壓敏電阻工作范圍寬(63000V，各種規(guī)格)，對電壓脈沖響應快(響應時間只有幾到幾十納秒)，抗沖擊電流能力強，通量指數(shù)100A20KA，漏電流小(小于幾到幾十微安)，工作穩(wěn)定可靠。電阻的溫度系數(shù)小于每攝氏度0.05%。方案二的系統(tǒng)原理如圖1.

16、3所示。圖1.3電源設計示意圖1.2.3顯示和控制功能輸入電壓經AD1674轉換后，產生中斷控制89C52的I/ O口輸出電壓，確定89C52的工作狀態(tài)，即AD1674轉換后產生中斷信號，89C52控制LCD1602顯示器顯示測量的電壓值。89C52和LCD1602之間的連接如圖1.4所示。圖89C52和LCD1602之間的連接1.3方案比較方案一:數(shù)字電壓表由雙A/D轉換電路組成。該電路主要由模擬電路組成，調試困難，精度低，控制困難。方案二:由于集成電路的主體結構由數(shù)字電路構成，電路信號穩(wěn)定可靠，易于調試，精度高。相反，選擇選項2。1.4系統(tǒng)最終方案采用89C52芯片的最小系統(tǒng)組成數(shù)字電壓表

17、，以89C52八位單片機為核心處理器，主要緩存輸出電壓和中斷控制的AD1674的轉換過程，最終輸出顯示在LCD1602上。在數(shù)字電壓表中，AD1674將模擬信號轉換成數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號送到單片機控制電壓輸出，由LCD1602顯示。89C51主要控制輸出電壓、信號處理和液晶顯示。2.數(shù)模轉換2.1 ad 1674芯片簡介AD1674是美國AD公司推出的一款完整的12位并行模數(shù)轉換單片集成電路。該芯片配有采樣保持(SHA)、10V基準電壓源、時鐘源和臨時存儲/三態(tài)輸出緩沖器，可以直接與微處理器總線接口。與同系列的原AD574A/674A相比，AD1674具有更緊湊的結構、更高的集成度、更好的

18、工作性能(尤其是高低溫穩(wěn)定性)，并且可以大大減小設計板面積，從而降低成本，提高系統(tǒng)的可靠性。在國產某新型機載武器系統(tǒng)的研制中，采用了M級AD1674T，可以實時采集各傳感器的模擬參數(shù)，從而快速準確地將數(shù)據(jù)轉換后傳輸給CPU進行處理，從而有效控制整個武器系統(tǒng)的打擊精度。2.2 AD模數(shù)轉換電路該電路的核心部分是12位AD轉換器AD1674，它將信號發(fā)送給89C52。當PC控制程序的計數(shù)功能為每個累積數(shù)據(jù)增加5mV時，加法器的輸出電壓將以5mV的斜率增加。由于AD1674是一款12位AD轉換器，當滿量程為20V時，分辨率為5mV。計數(shù)過程由控制程序調整。AD1674的引腳功能如圖2.1所示。圖2.

19、1 ad 1674的引腳功能2.3引腳介紹1./CS:片選信號端子。低電平有效。2.CE:使能端子，高電平有效。它與/CS一起用于膠片選擇控制。當CE為1/CS為0時，選擇此片工作，否則禁止。3.R/ -C:讀取/轉換選擇端子。當信號為低電平時，啟動A/D轉換，當信號為高電平時，可以讀出A/D轉換結果。4.12/-8:輸出數(shù)據(jù)格式選擇信號端子。高電平時，數(shù)據(jù)輸出格式為12位，低電平時，以8位數(shù)據(jù)格式輸出兩次。注意，該信號與TTL電平不兼容，應直接接+5V或地。5.A0:字節(jié)選擇轉換長度控制端子。有兩個作用:一是用來控制轉換數(shù)據(jù)的長度。在此信號的控制下，AD1674可以進行8位或12位A/D轉換

20、，但必須在A/D轉換前置位，并保持STS(轉換結束信號)為高電平。此時，如果A0設置為高電平，則由8位A/D轉換，轉換時間約為6us如果A0設置為低電平，則由12位A/D轉換，轉換時間為10us。另一個功能是在讀取數(shù)據(jù)時選擇輸出字節(jié)。12/-8接地時，數(shù)據(jù)以8位數(shù)據(jù)格式輸出兩次。此時，當A0=0時，12位數(shù)據(jù)的高8位從20至27個引腳輸出；當A0=1時，12位數(shù)據(jù)的低4位從引腳24輸出至引腳27，0從引腳20輸出至引腳23。因此，在輸出高8位數(shù)據(jù)格式時，1619腳依次與2427腳相連。12/-8接+5V時，A0信號無效。6.STS:過渡態(tài)的輸出端。高時表示處于A/D轉換狀態(tài)，STS變低時表示A

21、/D轉換完成。7.DB0DB11:數(shù)字輸出端子。8.VL:邏輯電源。9.VCC:正電源。其周長為+13.5V+16.5V，典型值為+15 V。10.VEE:負電源。其周長為-13.5V-16.5V，典型值為-15 V。11.AGND:模擬電源地。12.DGND:數(shù)字電源地。13.REF OUT:參考電壓輸出端。這是基準電源的10V輸出。14.REF IN:基準電壓輸入。Out通過一個電阻連接到REF IN，用于滿量程調整。15.10v輸入:10v范圍模擬電壓輸入端子。單極性模式和雙極性模式下為0+10V低位-5V+5V。16.20vin: 20v范圍模擬電壓輸入端子。單極模式下為0+20V，雙

22、極模式下為-10V+10V。17.BIP關閉:雙極性失調信號輸入。某個電壓被施加到該端子用于調零。AD1674的基本特性和參數(shù)如下:完整的12位逐次逼近型(SAR)模數(shù)轉換器，具有部分采樣保持功能；采樣頻率為100kHz；轉換時間為10s；它具有+/-1/2 LSB的積分非線性(INL ),與12位代碼之差無泄漏。部分非線性(dnl)；滿量程校準誤差為0.125%；有+10V參考電源，也可以使用外部參考源；四個單極性或雙極性電壓輸入范圍分別為5v、10V、0v 10V和0v 20v數(shù)據(jù)可并行輸出，采用8/12位可選微處理器總線接口；部件配有防靜電保護裝置(ESD)，放電耐受電壓可達。3.控制電

23、路3.1 89c 52芯片介紹由8位MCU 89C52組成的最小系統(tǒng)如圖3.1所示。89C52單片機是一種低功耗/低電壓、高性能的8位單片機。圖3.1 89C52功能引腳圖89C52單片機引腳功能介紹I .主電源和時鐘引腳這些引腳包括電源引腳Vcc和Vss、時鐘引腳XTAL1和XTAL2。(1)Vcc(40腳):接+5V電源，為單片機供電。(2)Vss(20英尺)接地。(3)XTAL1(19針)位于MCU中，是一個反向放大器的輸入，構成片上振蕩器，可以提供MCU的時鐘控制信號。(4)XTAL2(18針)在單片機部分，接振蕩器的反向輸出。第二，控制銷這樣的管腳有RESET (RSR/VPD)，A

24、LE/PROG，PSEN，EA/VPP，可以提供控制信號，有些還有復用功能。(1)RSR/ VPD(9針):復位信號輸入，高電平有效。當振蕩器運行時，將兩個機器周期的高電平加到此引腳將復位微控制器(REST)。復位后，該引腳的電平應保持在不高于0.5V的低電平，以保證單片機的正常工作。在電源故障期間，此引腳可以連接到備用電源(VPD ),以防止RAM中的數(shù)據(jù)丟失。當Vcc降至規(guī)定值以下且VPD在規(guī)定的電壓范圍(50.5V)內時，VPD為RAM提供備用電源。(2)ALE/PROG(30英尺):ALE是數(shù)據(jù)鎖存許可信號。當MCU訪問外部存儲器時，ALE(數(shù)據(jù)鎖存允許)輸出脈沖的下降沿用于鎖存16位

25、地址的低8位。即使不訪問外部存儲器，ALE端仍有周期性正脈沖輸出，其頻率為振蕩器頻率的1/6。然而，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE僅在兩個機器周期中出現(xiàn)一次，即丟失一個ALE脈沖。ALE終端可以驅動8個LSTTL負載。(3)PSEN(29針):程序存儲器允許輸出控制端子。該輸出是單片訪問外部程序存儲器的讀選通信號。從外部程序存儲器提取指令(或常數(shù))時，PSEN在每個機器周期內有效兩次。然而，在此期間，無論何時訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩個有效的PSEN信號都不會出現(xiàn)。PSEN還可以驅動八個LSTTL負載。(4)EA/VPP(31針):EA功能選擇外部程序存儲器的控制端子。當EA端保持高電平時，M

26、CU訪問部分程序存儲器，但當PC(程序計數(shù)器)值超過0FFFH時，會自動轉向執(zhí)行外部程序存儲器的程序。輸入/輸出引腳三。這些引腳包括端口P0、端口P1、端口P2和端口P3。(1)P0(P0.0P0.7)是一個8位三態(tài)雙向I/O口，在不訪問積壓的本地存儲器時，作為通用I/O口傳輸CPU的輸入/輸出數(shù)據(jù)。訪問外部存儲器時，該端口是通用地址線和通用數(shù)據(jù)線的低8位分時復用端口，可承載8路LSTTL負載。(2)P1(P1.0P2.7)是一個8位準雙向I/O端口(用作輸入時，端口latch置1)，帶有一個上拉電阻，可以承載4個LSTTL負載。(3)P2(P2.0P2.7)是一個8位準雙向I/O口，與通用地

27、址線的高8位復用，可以驅動4個LSTTL負載。4.顯示部分4.1 LCD 1602芯片介紹及示例LCD1602可以準確顯示測量的電壓。602的原理和介紹:所謂1602是指顯示容量為16*2，即可以顯示兩行16個字符。目前市面上絕大多數(shù)的字符液晶都是基于HD44780液晶芯片，控制原理完全一樣。因此，基于HD44780編寫的控制程序可以方便地應用于市面上大多數(shù)字符型液晶顯示器。字符液晶顯示器1602通常有14或16引腳線，額外的兩條線是背光電源線VCC(15引腳)和地線GND(16引腳)。其控制原理與14針LCD完全相同。引腳定義如下表所示:Pin描述602采用標準14針接口。 HYPERLIN

28、K ./%20%20%20%20:/%20%20%20%20mcu99%20%20%20%20 ，在之中:引腳1: VSS為接地電源。針腳2: VDD接5V正電源第三腳:V0是LCD的對比度調節(jié)端，接正電源時對比度最弱，接地。當源對比度最高時，當對比度過高時，會產生“鬼影”，可以使用10K電。比特調整對比度腳4: RS是寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平選擇指令。注冊。引腳5: RW是讀寫信號線，高電平可以讀，低電平可以寫。當RS和RW都為低時，可以寫指令或顯示地址，當RS為低時，RW為高。當RS為高電平且RW為低電平時，可以寫入數(shù)據(jù)。引腳6:E端子是使能端子。當E端從高電平跳到低電平時

29、，LCD模塊會執(zhí)行。命令。腳7 14: D0 D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。此外，引腳“A”和“K”是背光引腳。如果“A”為正，“K”為負，背景燈就會亮。總結一下:1602字液晶通常有14針或者16針液晶，多出來的2線是背光電源線。VCC(15針)和接地GND(16針)的控制原理與14針LCD相同。LCD功能如圖4.1所示。別針標志函數(shù)聲明一個虛存系統(tǒng)通用接地2電源電壓連接電源(+5V)三V0LCD對比度調節(jié)端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高(對比度過高會產生“鬼影”，使用時可以用10K電位器調節(jié)對比度)。四標準英語對于RS寄存器選擇，數(shù)據(jù)寄存器選擇在高電平1，指令寄存器選擇在低電平0。五

30、讀寫R/W是讀/寫信號線，高電平(1)可以讀，低電平(0)可以寫。六Ee(或EN)端是使能端，下降沿使能它。七DB04位三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線0位(最低位)八DB14位三態(tài)1位雙向數(shù)據(jù)總線九DB24位三態(tài)、2位雙向數(shù)據(jù)總線10DB34位三態(tài)、3位雙向數(shù)據(jù)總線11DB4高位三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線4位12DB55位高位三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線13DB6高位三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線6位14DB7高位三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線7位(最高位)(也是繁忙標志)15BachelorofLiberalArts文（科）學士背光陽極16良性苔癬樣角化病背光負極圖4.1 LCD引腳功能圖HD44780配有DDRAM、CGROM和CGRAM。DDRAM是

31、顯示數(shù)據(jù)RAM，用于存儲要顯示的字符代碼?？偣灿?0個字節(jié)，地址和屏幕的對應關系如表4.1所示。表4.1DDRAM地址與屏幕的對應關系顯示位置一個2三四五六七40內存類型地址首行00H01H02H03H04H05H06H27H預備之物40小時41H42小時43H44H45小時46小時67H也就是說，如果要在LCD1602屏幕的第一行第一列顯示一個“A”字，只需要將“A”字的代碼寫入DDRAM的00H地址即可。但具體的編寫要根據(jù)LCD模塊的指令格式來進行。用1602年的前16個就行了。第二行也使用了前16個地址:DDRAM地址與顯示位置的對應關系如表4.2所示。表DDRAM地址與顯示位置的對應關

32、系00H01H02H03H04H05H06H07H08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH40小時41H42小時43H44H45小時46小時47H48小時49H4AH4BH4CH4DH4EH4FH向DDRAM中的00H地址發(fā)送一個數(shù)據(jù)，比如0 x31(數(shù)字1的代碼)，不能顯示1。這是一個容易出錯的地方。原因是如果要在DDRAM中00H的地址顯示數(shù)據(jù)，就必須在80H上加上00H，也就是80H，以此類推。602 LCD模塊的字符生成存儲器(CGROM)存儲了160個不同的點陣字符，如下表所示。這些字符包括阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用符號、日文假名等。每個字符都有一個固定的代碼。人物基

33、本和PC里的一樣。因此，在將C51字符代碼程序寫入DDRAM時，甚至可以直接使用P1 = a 方法。PC編譯時，首先將“A”轉換成41H代碼。代碼0 x000 x0F為用戶自定義字符圖形RAM(對于5X8點陣字符，可存儲8組，對于5X10點陣字符，可存儲4組)，即CGRAM。0 x200 x7F是標準ASCII碼，0 xA00 xFF是日語字符和希臘語字符，其他字符碼(0 x100 x1F和0 x800 x9F)未定義。那么，如何具體操作DDRAM的容量和地址呢？先說HD44780的指令集及其設置指令。請瀏覽指令集，找出操作DDRAM容量和地址的指令。共11條指令:1.清除屏幕指令屏幕清潔說明

34、如表4.3所示。表4.3屏幕清理指令列表指令功能指令編碼執(zhí)行時間/納秒標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0清屏000000000一個1.64功能:清除LCD，即將DDRAM的所有內容填入“空白”ASCII碼20H光標歸位，即光標退到液晶屏的左上方；將地址計數(shù)器(AC)的值設置為0。2.光標歸位指令屏幕清潔說明如表4.4所示。表4.4屏幕清理指令列表指令功能指令編碼執(zhí)行時間/ns標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0光標位置00000000一個X1.64功能:將光標縮回到顯示屏的左上方；將地址計數(shù)器(AC)的值設置為0；保持DDRAM的容量不變。3.

35、輸入模式設置指令。屏幕清潔說明如表4.5所示。表4.5屏幕清理指令列表指令功能指令編碼執(zhí)行時間/美國標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0會計模式設置0000000一個身份證S40功能:設置每次設置1位數(shù)據(jù)后光標的位移方向，設置每次寫入的一個字符是否移動。參數(shù)設置如下:位名設置I/D 0=寫入新數(shù)據(jù)后，光標向左移動。1=寫入新數(shù)據(jù)后，光標向右移動。S=寫入新數(shù)據(jù)后，顯示屏不移動。1=寫入新數(shù)據(jù)后，整個顯示屏向右移動1個字。4.顯示開關控制指令。顯示開關控制說明見表4.6。表4.6顯示了開關控制指令列表。指令功能指令編碼執(zhí)行時間/美國標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB

36、3DB2DB1DB0顯示照明控制000000一個DCB40功能:控制顯示開/關、光標顯示/關以及光標是否閃爍。參數(shù)設置如下:位名設置0 =顯示功能關閉1=顯示功能開啟0 =無游標1=游標0 =光標閃爍1=光標不閃爍5.設置顯示屏或光標移動方向指令?；蛘唢@示屏的光標移動方向指令如表4.7所示。表4.7顯示屏幕或光標移動方向指令列表指令功能指令編碼執(zhí)行時間/美國標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0設置顯示屏或光標的移動方向。00000一個S/CR/LXX40功能:移動光標或整個顯示屏。參數(shù)設置如下:S/C R/L的設置0光標左移1格，AC值減1光標右移1格，顯示AC值加1的

37、所有字符左移1格，但光標不動。1顯示屏上的所有字符都向右移動一格，但光標不動。6.功能設置指令1 00 1功能設置說明如表4.8所示。表4.8功能設置指令列表指令功能指令編碼執(zhí)行時間/美國標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0功能設置0000一個分升普通FXX40功能:設置數(shù)據(jù)總線位數(shù)、顯示行數(shù)和字體。參數(shù)設置如下:位名設置DL: 0 =數(shù)據(jù)總線為4位。1=數(shù)據(jù)總線為8位。顯示N: 0 = 1行1=顯示兩行。F: 0 = 5 7點陣/字符1=510點陣/字符7.設置CGRAM地址指令設置CGRAM地址的說明見表4.9。表4.9設置CGRAM地址的指令表指令功能指令編碼執(zhí)行

38、時間/美國標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0設置CGRAM地址000一個CGRAM的地址(6位)40功能:設置下一個CGRAM存儲數(shù)據(jù)的地址。8.設置DDRAM地址指令設置DDRAM地址的說明如表4.10所示。表4.10設置DDRAM地址的指令表指令功能指令編碼執(zhí)行時間/美國標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0設置CGRAM地址00一個CGRAM的地址(7位)40功能:設置下一個CGRAM存儲數(shù)據(jù)的地址。(注意這里的地址應該是0 x 80+地址。9.讀取忙信號或交流地址指令讀取如表4.11所示的繁忙信號或交流地址指令。表4.11讀取忙信號或交流

39、地址指令表指令功能指令編碼執(zhí)行時間/美國標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0閱讀繁忙的信件或者交流地址。00運貨單(freight bill)交流容量(7位)40功能:讀取忙信號BF的容量，BF=1表示LCD忙，暫時無法接收單片機發(fā)送的數(shù)據(jù)或指令；BF=0時，LCD可以接收MCU發(fā)送的數(shù)據(jù)或指令；讀取地址計數(shù)器(AC)的容量。10.將數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM的指令列表將數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM的說明見表4.12。表4.12將數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM的指令表指令功能指令編碼執(zhí)行時間/美國標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0將數(shù)據(jù)寫

40、入DDRAM或自定義字符一個0要寫入的數(shù)據(jù)D7-D040功能:將字符碼寫入DDRAM，使LCD顯示相應的字符；將用戶設計的圖形保存到CGRAM中。11.從CGRAM或DDRAM讀取數(shù)據(jù)的指令列表有關從CGRAM或DDRAM讀取數(shù)據(jù)的說明，請參見表4.13。表4.13從CG RAM或DDRAM讀取數(shù)據(jù)的指令列表指令功能指令編碼執(zhí)行時間/美國標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0從CGRAM或DDRAM讀取數(shù)據(jù)一個一個要讀出的數(shù)據(jù)D7-D040功能:讀取DDRAM或CGRAM的內容?；静僮黜樞?讀取狀態(tài)輸入:RS=L，RW=H，E=H輸出:DB0 DB7 =狀態(tài)字寫指令輸入

41、:RS=L，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0 DB7 =指令代碼輸出:無讀取數(shù)據(jù)輸入:RS=H，RW=H，E=H輸出:DB0 DB7 =數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入:RS=H，RW=L，E=下降沿脈沖，DB0 DB7 =數(shù)據(jù)輸出:無從CGROM表中可以看到，在表的最左邊是一個允許用戶自定義CGRAM的列。從上到下有16個，但實際可用的只有8個字節(jié)。它的字符碼000001有八個地址，表底有八個字節(jié)。但是因為這個CGRAM的字符碼規(guī)定0-2位是地址，3位無效，4-7都是零。所以只能使用CGRAM字符碼的后三位，即8個字節(jié)。相當于0000X111，x為無效位，后三位為000-111。如果要顯示這8個自定義字符，操

42、作方法與顯示CGROM相同。首先設置DDRAM的位置，然后將字符碼寫入DDRAM。比如“A”是41H?，F(xiàn)在，要顯示CGRAM的第一個自定義字符，將00000000B(00H)寫入DDRAM，并寫入00000111(08H)以顯示第八個字符?，F(xiàn)在來看看如何把字體寫到這八個自定義字符上，找出設置CGRAM地址的指令。CGRAM地址的指令代碼見表4.14。表4.14CG RAM地址的指令編碼表指令功能指令編碼執(zhí)行時間/美國標準英語讀寫DB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0設置CGRAM地址000一個CGRAM的地址(6位)40從這條指令可以看出，指令數(shù)據(jù)的高兩位固定為01，只有后六位是地址

43、數(shù)據(jù)，而這六位的高三位代表這八個自定義字符，后三位是字體數(shù)據(jù)的八個地址。在下列情況下，可能會出現(xiàn)幾個問題:通電后程序也寫入了，但是1602就是不顯示，只顯示一排黑塊。其實造成這種問題的原因不外乎以下幾點:硬件連接的錯誤，用萬用表仔細檢查一下就很容易發(fā)現(xiàn)。第二種情況是硬件連接正確，那么此時最大的問題是程序。如果使用了忙檢測，檢查忙檢測函數(shù)是否寫對了。如果使用延遲功能，檢查延遲時間是否足夠長。只看時序圖，這個很重要。如果軟硬件沒有問題，那么就要考慮1602是不是壞了。如果LCD上顯示ABC三個字母，并且光標打開，光標將閃爍。您可以在第一行的最后幾個數(shù)字中看到ABC和光標已經顯示出來。但是為什么其他

44、位顯示那么多8呢？這樣做的原因是在初始化LCD時，清屏指令應該放在后面，否則會出現(xiàn)這種情況。其他LCD可能沒有這種情況，不管是開頭清零還是結尾清零。602 LCD模塊的字符生成存儲器(CGROM)已經存儲了160種不同的點陣字符，包括阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用符號、日文假名等。每個字符都有一個固定的代碼，例如，大寫英文字母“A”的代碼是01000001B(41H)。顯示時，模塊在地址41H中顯示點陣字符。602 LCD模塊的控制器有11條控制指令:它的讀寫操作、屏幕和光標操作都是通過指令編程實現(xiàn)的。(注:1為高電平，0為低電平)。1:清除顯示，指令代碼01H，并將光標復位到地址00H。

45、2:光標復位，光標回到地址00H。3:光標和顯示模式設置I/D:光標移動方向，高等級右移，低等級左移S:屏幕上的所有字符是左移還是右移。高水平表示有效，低水平表示無效。4:顯示開關控制。d:控制整個顯示的開和關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示C:控制光標的開和關，高電平表示有光標，低電平表示沒有光標B:控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。5:光標或顯示移位S/C:在高層次移動顯示的文本，在低層次移動光標。6:功能設置命令DL:高電平4位總線，低電平8位總線N:低電平單線顯示，高電平雙線顯示F，低電平5 7點陣字符，高電平5 10點陣字符。7:設置字符發(fā)生器的RAM地址。8: DDR

46、AM地址設置。9:讀取忙信號和光標地址BF:忙標志位，高電平表示忙，模塊此時不能接收命令或數(shù)據(jù)，低電平表示不忙。指令10:寫入數(shù)據(jù)。指令11:讀取數(shù)據(jù)。LCD模塊是一個慢速顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前，要確保模塊的busy標志處于低電平，表示不忙，否則這條指令無效。顯示字符時，首先要輸入顯示字符的地址，也就是告訴模塊顯示字符的位置。5.硬件設計以89C52 8位單片機為核心處理器，主要緩沖中斷控制的AD1674的暫態(tài)電壓和轉換過程，最終顯示在LCD1602上。在數(shù)字電壓表中，AD1674將模擬信號轉換成數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號送到單片機控制電壓輸出，由LCD1602顯示。89C52主要控制

47、輸出電壓、信號處理和液晶顯示。數(shù)字電壓表由A/D轉換、數(shù)據(jù)處理和顯示控制等部分組成。它測量0 20.000 V的輸入電壓值，由LCD1602顯示，AD1674輸入20V時最大分辨率為5mV。數(shù)字電壓表的核心是89C52單片機和AD1674 A/D轉換集成芯片。AD1674模擬信號輸入開關具有鎖存功能，可以分時轉換8路或12路輸入模擬信號。它具有多路開關的地址譯碼和鎖存電路、12位A/D轉換器和三態(tài)輸出鎖存器等。微控制器選擇和控制不同通道的模擬信號輸入，將STS設置為1，并開始A/D模數(shù)轉換。A/D轉換后，STS輸出低電平，微控制器開始讀取A/D轉換后的數(shù)據(jù)。單片機對數(shù)據(jù)進行處理，將二進制數(shù)轉換

48、成十進制數(shù)的BCD碼，最后通過AD1674顯示電壓值。還有一個單片機的抗干擾問題:大多數(shù)情況下，干擾不會損壞單片機的硬件，但會對軟件的正常運行產生不利影響。它的主要特點是指令代碼或數(shù)據(jù)代碼的單個位被擾亂和跳躍，結果數(shù)據(jù)代碼可能被視為指令代碼，指令代碼可能被執(zhí)行為數(shù)據(jù)代碼。這種盲目執(zhí)行程序的結果，一方面會破壞ram內存中的數(shù)據(jù)，另一方面可能會因為一些偶然的原因進入死循環(huán)，整個系統(tǒng)失控。因此，需要采取相應的措施消除干擾源，抑制干擾通道，降低電路對噪聲干擾的敏感度。從而提高單片機系統(tǒng)的抗干擾能力。數(shù)字電壓表是集微弱、數(shù)字電、模擬電于一體的復雜電路。為了使系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作，需要考慮以下幾個方面。1.

49、抑制干擾源。抑制干擾源就是盡可能降低干擾源的du/dtdi/dt。這是抗干擾設計中的最高優(yōu)先級和最重要的原則，往往會事半功倍。降低干擾源的du/dt主要是通過在干擾源兩端并聯(lián)電容來實現(xiàn)的。通過將一個電感或電阻與干擾源環(huán)路串聯(lián)，并增加一個續(xù)流二極管，可以降低干擾源的di/dt。采取以下措施抑制干擾源:在電路板的IC上連接一個0.01uF0.1uF的高頻電容，以減少IC對電源的影響。2.切斷干擾傳播路徑。數(shù)字部分與模擬部分完全分離，電源接入點與接地觸點相連；注意晶體振蕩器的接線。晶振盡量靠近單片機的引腳，時鐘區(qū)用地線隔離，晶振外殼接地固定。這項措施可以解決許多難題；線把數(shù)字區(qū)和模擬區(qū)分開，數(shù)字區(qū)和

50、模擬區(qū)分開，最后加入電源地。由AD轉換電路、MCU控制電路和LCD1602顯示電路組成的系統(tǒng)硬件電路如圖5.1所示。圖5.1系統(tǒng)硬件電路圖軟件設計輸入外部電壓后，開始模數(shù)轉換。轉換后產生中斷信號，然后由單片機對數(shù)據(jù)進行處理，將二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)的BCD碼。最后，電壓值由AD1674顯示。org 0000hljmp總管org 0003h外部中斷0ljmp int0組織1000hmain:clr p 3.6；ce=1clr p3.7mov dpl，p0mov dph，p2mov dptr，#0000hmovx dptr，a；啟動模數(shù)轉換器mov ie，# 81hP3.2允許中斷mov r2，#

51、 10；10us延遲新西蘭元r2，美元p3.2美元關中斷浸水使柔軟int0:mov dptr，#4000hmovx a，dptr讀取高8位。mov r3，amov dptr，#6000hmovx a，dptr讀取低4位mov r4，amov a，r3推送accanl a，#0fh交換aorl a，r4mov r4，a；R4存儲在低八位。流行accanl a，#0f0h交換amov r3，a；高四位存儲在r中。mov a，r45號mov b一條乘法指令mov 20h，a；低八位mov 21h，bmov a，r35號mov b一條乘法指令clr caddc a，21hmov 21h，a；高位mov

52、 42h，#2chmov a，20h二進制到BCD碼推送accanl a，#01hcjne a，#00h，回路1sjmp loop01loop1: mov 45h，# 1；01h=1浸水使柔軟loop01:彈出acc推送accanl a，#02hcjne a，#00h，回路2sjmp loop02loop2: mov a，# 2；02h=2加一個，45hmov 44h，a浸水使柔軟loop02:彈出acc推送accanl a，#04hcjne a，#00h，loop3sjmp loop03loop3: mov a，# 4；04h=4加一個，45hmov 45h，a浸水使柔軟loop03:彈出a

53、cc推送accanl a，#08hcjne a，#00h，回路4sjmp loop04loop 4:clr c；08h=88號mov aaddc a，45hmov b，#10除法指令mov 45h，bmov 44h，a浸水使柔軟loop04:彈出acc推送accanl a，#10hcjne a，#00h，回路5sjmp loop05loop 5:clr c；10h=16mov a，#6addc a，45hmov b，#10除法指令mov 45h，b地址a，#1addc a，44hmov 44h，a浸水使柔軟loop05:彈出acc推送accanl a，#20hcjne a，#00h，回路6sj

54、mp loop06loop 6:clr c；20h=322號mov aaddc a，45hmov b，#10除法指令mov 45h，baddc a，44h地址a，#3mov 44h，a浸水使柔軟loop06:彈出accanl a，#40hcjne a，#00h，回路7sjmp loop07loop 7:clr c；40h=644號mov aaddc a，45hmov b，#10除法指令mov 45h，b地址a，#6addc a，44hmov b，#10除法指令mov 44h，bmov 43h，a浸水使柔軟回路07: anl 20h，#80hcjne a，#00h，回路8sjmp loop08l

55、oop 8:clr c；80h=1288號mov aaddc a，45hmov b，#10除法指令mov 45h，b地址a，#2addc a，44hmov b，#10除法指令mov 44h，b地址a，#1addc a，43hmov 43h，a浸水使柔軟loop08: mov a，21h推送accanl a，#01hcjne a，#00h，回路9sjmp loop09loop 9:clr c；100小時=256mov a，#6addc a，45hmov b，#10除法指令mov 45h，b地址a，#5addc a，44hmov b，#10除法指令mov 44h，b地址a，#2addc a，43h

56、mov 43h，a浸水使柔軟loop09:彈出acc推送accanl a，#02hcjne a，#00h，回路10sjmp loop010loop 10:clr c；200小時=5122號mov aaddc a，45hmov b，#10除法指令mov 45h，b地址a，#1addc a，44hmov b，#10除法指令mov 44h，b地址a，#5addc a，43hmov b，#10除法指令mov 43h，bmov 41h，a浸水使柔軟loop010:彈出acc推送accanl a，#04hcjne a，#00h，回路11sjmp loop011loop 11:clr c；400小時=102

57、44號mov aaddc a，45hmov b，#10除法指令mov 45h，b地址a，#2addc a，44hmov b，#10除法指令mov 44h，baddc a，43hmov b，#10除法指令mov 43h，b地址a，#1addc a，41hmov 41h，a浸水使柔軟loop011:彈出acc推送accanl a，#08hcjne a，#00h，回路12sjmp loop012loop 12:clr c；800小時=20488號mov aaddc a，45hmov b，#10除法指令mov 45h，b地址a，#4addc a，44hmov b，#10除法指令mov 44h，badd

58、c a，43hmov b，#10除法指令mov 43h，b地址a，#2addc a，41hmov 41h，a浸水使柔軟loop 012:pop ACC；1000h=4096推送accanl a，#10hcjne a，#00h，回路13sjmp loop013loop 13:clr c；1000h=4096mov a，#6addc a，45hmov b，#10除法指令mov 45h，b地址a，#9addc a，44hmov b，#10除法指令mov 44h，baddc a，43hmov b，#10除法指令mov 43h，b地址a，#4addc a，41hmov 41h，a浸水使柔軟loop 01

59、3:pop ACC；2000h=8192推送accanl a，#20hcjne a，#00h，回路14sjmp loop014loop 14:clr c；2000h=81922號mov aaddc a，45hmov b，#10除法指令mov 45h，b地址a，#9addc a，44hmov b，#10除法指令mov 44h，b地址a，#1addc a，43hmov b，#10除法指令mov 43h，b地址a，#8addc a，41hmov b，#10除法指令mov 41h，bmov 40h，a浸水使柔軟loop014:彈出accanl a，#40hcjne a，#00h，回路15sjmp石現(xiàn)loop 15:clr c；4000h=163844號mov aaddc a，45hmov b，#10除