数字是电感测量仪毕业设计.doc

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1、数字式电感测量仪设计数字式电感测量仪设计III摘 要III第一章 前言11.1 设计的背景和意义11.2 电感测试仪的发展历史及研究现状11.3 本设计所做的工作3第二章 数字电感测量仪的总体设计42.1 课题设计的主要内容42.2 系统功能42.3设计的指标及要求42.4 系统原理框图6第三章 单元电路设计与分析73.1 555芯片简介与555电路的设计73.1.1 555 芯片的顶视图及各引脚的功能73.1.2 555芯片工作原理73.1.3 555电路的设计83.2 80c51芯片简介93.2.1 80C51单片机和80C51系列单片机93.2.3 80C51的内部结构113.2.4 8

2、0C51的引脚功能描述133.3 80C51电路设计143.4 LCD1602 简介153.4.1 LCD1602优点153.4.2液晶显示简介16 3.4.3 1602字符型LCD简介. 173.4.4 1602LCD的基本参数及引脚功能183.4.5 1602LCD的指令说明及时序193.4.6 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表223.4.7 1602LCD的一般初始化（复位）过程233.4.8 硬件原理图243.5 AT89C52单片机时钟电路253.6 AT89C52单片机复位电路263.6 电容三点式振荡电路263.7 USB电源电路28第四章 软件设计304.1 I/O口

3、的分配304.2 软件设计流程图30第五章 PCB与实物制作325.1 protel99se 介绍325.2 电路图的绘制335.3 PCB板的制作345.4 材料清单345.5 元器件的检测与安装34设计总结39参考文献40致谢41附录A 程序源代码42附录B 设计原理图47附录C 设计PCB图48 数字式电感测量仪设计 摘 要 本文介绍了简单的数字电感测量的工作原理，本文介绍了一种基于单片机80c51的电感测量仪器的设计。文章首先论述了设计数字电感测量仪的意义及思路，然后分析和设计了系统硬件的各单元电路，其内容包括：复位电路，电源电路、显示电路、频率产生电路、正旋波振荡电路等，最后对系统的

4、软件进行分析与设计。整个系统以80c51单片机为中央控制器件，以LCD1602作为显示器，正旋波震荡用555芯片，软件采用C语言，用keil，Proteus连调模拟，实验板辅助测试。经测试，系统实验功能完备，显示清晰。本设计完成了电感的测量与显示，是一个简单的数字电感测量仪器。关键词：单片机，555触发器，lc电容三点式，lcd1602显示器Design of digital inductance measuring instrument Abstract This paper introduces a simple working principle of digital inductanc

5、e measurement, this paper introduces a design of inductance measuring instrument based on MCU 80c51. This paper first discusses the significance and the design ideas of digital inductance measuring instrument, then the analysis and design of each unit circuit of the hardware system, which includes:

6、reset circuit, power supply circuit, display circuit, frequency generating circuit, sine wave oscillation circuit, finally carries on the analysis and design of the system software. The whole system to 80c51 SCM as the central control device, LCD1602 as a display, sine wave oscillation with 555 chip

7、, using C language, keil software, Proteus company simulation, auxiliary test plate. After the test, system test function is complete, clear display. Completed the design of inductance measurement and display, is a simple digital inductance measuring instrument.Keywords: SCM, 555 triggers, LC three

8、point capacitance, LCD1602 display 第一章 前言1.1 设计的背景和意义 目前，随着电子工业的发展，电子元器件急剧增加，电子元器件的适用范围也逐渐广泛起来，在应用中我们常常要测定电感的大小。因此，设计可靠，安全，便捷的电感测试仪具有极大的现实必要性。 通常情况下，电路参数的数字化测量是把被测参数传换成直流电压或频率后进行测量。 电感测量可依据交流电桥法，这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。 由于测量电感方法多并具有一定的复杂性，所以本次设计是在参考

9、555振荡器基础上拟定的一套自己的设计方案。是尝试用555振荡器将被测参数转化为频率，这里我们将LC的测量电路产生的频率送入AT89C52的计数端端，通过定时并且计数可以计算出被测频率再通过该频率计算出各个参数。1.2 电感测试仪的发展历史及研究现状 当今电子测试领域，电感的测量已经在测量技术和产品研发中应用的十分广泛。 电感测试发展已经很久，方法众多，常用测量方法如下。电感测量可依据交流电桥法，这种测量方法虽然能较准确的测量电感但交流电桥的平衡过程复杂，而且通过测量Q值确定电感的方法误差较大，所以电感的数字化测量常采用时间常数发和同步分离法。 在我国1997年05月21日中国航空工业总公司研

10、究出一种电感在线测量方法及装置等电位隔离方法，用于对在线的电感元件实行等电位隔离。 中国本土测量仪器设备发展的主要瓶颈。尽管本土测试测量产业得到了快速发展，但客观地说中国开发测试测量仪器还普遍比较落后。每当提起中国测试仪器落后的原因，就会有许多不同的说法，诸如精度不高，外观不好，可靠性差等。实际上，这些都还是表面现象，真正影响中国测量仪器发展的瓶颈为： 1.测试在整个产品流程中的地位偏低。由于人们的传统观念的影响，在产品的制造流程中，研发始终处于核心位置，而测试则处于从属和辅助位置。关于这一点，在几乎所有的研究机构部门配置上即可窥其一斑。这种错误观念上的原因，造成整个社会对测试的重视度不够，从

11、而造成测试仪器方面人才的严重匮乏，造成相关的基础科学研究比较薄弱，这是中国测量仪器发展的一个主要瓶颈。实际上，即便是研发队伍本身，对测试的重视度以及对仪器本身的研究也明显不够。 2.面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。本土仪器设备厂商只是重研发，重视生产，重视狭义的市场，还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用，但无法满足目前整体解方案流行年代的需求。所以，为了快速缩小与国外先进公司之间的差距，国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长，为这一过渡提供了根本动力，应该利

12、用这些动力，跟踪应用技术的快速发展。 3.缺乏标准件的材料配套体系。由于历史的原因，中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业，标准化的研究也没有跟上需求的快速发展，从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观，但距离整个产业的要求还有一定距离。所以，还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有，在技术水平没有达到的条件下，一味地追求精度或追求高指标，而没有处理好与稳定性之间的关系。上述这些都是制约本土仪器发展的因素。 近年来我国测量仪器的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最近几年，

13、中国本土仪器取得了长足的进步，特别是通用电子测量设备研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小，对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟技术的发展，为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机，加上各级政府日益重视，以及中国自主应用标准研究的快速进展，都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出，中国的测试测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中，无疑催生出了许多测试行业新创企业，也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品。1.3 本设计所做的工作 本设计是以555为核心的振荡电路，将被测参数模拟转化为频率，并利用单片机实现计

14、算频率，所以，本次设计需要做好以下工作： (1) 学习单片机原理等资料。 (2) 学习PROTEL99E, KEL3.0等工具软件的使用方法。 (3) 设计测量电感的振荡电路。 (4) 设计测量LCD动态显示电路。 (5) 设计测量频率程序，设置程序。 (6) 用PROTEL软件绘制电原理图和印刷电路版图。 (7) 安装和调试，并进行实际测试，记录测试数据和结果。 (8) 撰写毕业论文。(9) 完成英文翻译第二章 数字电感测量仪的总体设计2.1 课题设计的主要内容 在掌握单片机初级教程-单片机基础单片机原理与应用技术等教材内容和教学要求的基础上，本设计需要学生综合运用所学的专业知识，设计一数字

15、式电感测量装置，实现对对电感的测量。确定单片机的硬件设计，制定电感测量的基本设计方案，确定硬件并写出程序。再在软件上仿真实现要求的功能，调试出结果。本文介绍了该装置的设计与制作的全过程，包括LCD显示、单片机接口及其应用软件，其主要内容如下:1、设计电感测量电路，并运用单片机、555等元件制作实物。2、设计编写程序，驱动硬件正常工作。2.2 系统功能该电感测量设计应达到以下要求：A、能设定电感测量的档位范围。B、能正确测量出被测电感的值。C、能对测量结果显示。D、能实物演示。2.3设计的指标及要求1、设计主要技术指标：（1）、测量功能及量程范围电感：100uH10mH（2）、测量精度显示为LC

16、D测量精度：10%2、设计（论文）基本要求：（包括：技术要求、工作要求、图纸要求、写作要求等）1、毕业设计（论文）要求（1）、资料收集，写出综述；（2）、电路原理分析；（3）、能够对做出的实物进行测量和调试。（4）、写出测量的数据，并对所测得的数据进行分析。频率电感器测试与显示直流电源（5）、能独立完成毕业设计（论文）课题所规定的各项任务，具有一定的综合分析问题和解决问题的能力，在毕业设计（论文）成果中能表现出某些自己的见解。（6）、毕业设计（论文）说明书齐备，内容正确，概念清楚，条理分明，文章通顺，书写工整，图纸齐全，符合现行标准规定。（7）、毕业设计（论文）成果必须采用计算机绘图，毕业设计

17、（论文）说明书必须打印成册上交。（8）、毕业答辩时能熟练地、正确地回答问题。2、毕业设计（论文）内容评价（1）、完成情况：是否完成所给毕业设计（论文）题目的任务及完成的程度。（2）、设计（论文）水平：分析、计算是否正确，资料引用正确与否，重点是否突出，图表是否符合标准，文字叙述是否简明清晰。（3）、毕业设计（论文）方案的实用价值，对生产实际、科学技术发展的意义及作用。（4）、毕业设计（论文）说明书的质量。 2.4 系统原理框图设计框图如下： 80c51 控制单元电容三点式振荡电路 LCD1602显示单元 555 频率复位电路时钟电路 图 2.1 系统框图图中给出了整个系统设计的系统框图，系统主

18、要由五个主要部分组成，单片机和时钟电路设计，复位电路设计，电容三点式振荡电路，555芯片电路设计，显示电路设计。在整个框图中，处于核心地位的是作为中央处理器的单片机，555芯片构成多谐振荡器后输出方波，由单片机接收并计算出频率，然后再换算成电感，交由LCD1602液晶显示。第三章 单元电路设计与分析3.1 555芯片简介与555电路的设计 3.1.1 555 芯片的顶视图及各引脚的功能 555时基电路，它的顶视图如下图3.1所示，双列直插8脚封装。图3.1 555芯片顶视图 顶视图各引脚的功能分别为：1脚;GND；2脚：置位触发；3脚：输出;4脚：复位；5脚：控制；6脚：阈值；7脚：放电；8脚

19、：+电源Vcc。3.1.2 555芯片工作原理 555集成定时器是一种模拟和数字电路相混合的集成电路。它结构简单，使用灵活，用途十分广泛，可以组成多种波形发生器、多谐振荡器、定时延时电路、双稳触发电路、报警电路、检测电路、频率变换电路等。555定时器的电路原理图及管脚排列图分别如图3.2所示 图3.2 定时器原理图 3.1.3 555电路的设计 图3.3 555 电路设计3.2 80c51芯片简介3.2.1 80C51单片机和80C51系列单片机 80C51单片机属于美国Intel 公司的MCS-51系列 产品中的一个型号，它采用CHMOS 工艺，功耗低，性能优良，在市场中获得了广泛的应用。

20、80C51系列单片机，泛指所有具有MCS-51指令系统，同时采用CHMOS工艺的单片机。 在我国，80C51系列单片机因其性能价格比高、开发方式多、芯片功能适用、且为国内技术人员所熟知等特点得到了极其广泛的应用。 3.2.2 80C51单片机的基本组成 图所示为80C51单片机的基本组成，可以看出在该芯片上集成了一个微型计算机 图3.4 80c51基本组成1CPU系统1个8位微处理器CPU 内部时钟电路总线控制逻辑 2内部存储器4KB的片内程序存储器（ROM/EPROM/Flash）128B数据存储器（RAM）和128B特殊功能寄存器SFR（80C51只用到其中21B） 3I/O接口及中断定时

21、功能4个8位可编程的I/O（输入/输出）并行接口5个中断源的中断控制系统，可编程为2个优先级2个16位定时/计数器，既可以定时，又可以对外部事件进行计数1个全双工的串行I/O接口，用于数据的串行通信 所有这些都通过单片机内部的总线相连接。 表3.1 1基本型与增强型 基本型 如80C51。能满足基本的控制要求。 增强型 如80C52。在存储器配置和中断定时控制上进行了加强。 2片内ROM形式 无ROM型 如80C31。已淘汰。 掩模ROM型 如80C51。用户程序只能由芯片生产厂家写入，但不能更改，适合成型后的批量生产。 EPROM型 如87C51。用户程序由编程器写入，通过紫外线照射擦除，使

22、用不便。 FlashROM型 如89C51。用户程序可以由电写入或者擦除，这是当前的主流芯片。3.2.3 80C51的内部结构 图3.580c51内部结构1.中央处理器CPU CPU是80C51内部的1个字长为8位的中央处理单元，它由运算器、控制器两部分组成。实际上构成了单片机的核心。 （1）运算器 以算术逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit）为核心，还包括累加器A、程序状态字寄存器PSW（Program Status Word）、B寄存器、两个8位暂存器 TMP1和TMP2等部件。 可以进行加、减、乘、除、加1、减1、BCD数十进制调整、比较等算术运算； 也可以进行与、

23、或、非、异或等逻辑运算； 还能完成循环移位、判断和程序转移等控制功能。（2）控制器 包括程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、振荡器、定时电路及控制电路等部件； 它能根据不同的指令产生相应的操作时序和控制信号，控制单片机各部分的运行； 单片机执行哪条指令受PC控制。2.存储器 （1）片内ROM是程序存储器； （2）片内RAM，可用于存放输入、输出数据和中间计算结果，或作为数据堆栈区。3I/O口 （1） 并行口 有4个8位并行I/O口P0P3，均可并行输入输出8位数据。 （2）串行口 有1个串行I/O口，用于数据的串行输入输出4定时器/计数器 （1）产生定时脉冲，实现单片机的定时控制； （2）

24、用于计数方式，记录外部事件的脉冲个数。3.2.4 80C51的引脚功能描述 图3.6 80C51的引脚功能描述1.总线型DIP40引脚封装 （1）电源引脚（2个）VCC：接+5V电源VSS：接地端 （2） 外接晶体引脚（2个）XTAL1：外接晶振输入端XTAL2：外接晶振输入端 （3） 并行输入输出引脚（32个，分成4个8位口）P0.0P0.7：通用I/O引脚或数据/低8位地址总线复用引脚P1.0P1.7：通用I/O引脚P2.0P2.7：通用I/O引脚或高8位地址总线复用引脚P3.0P3.7：通用I/O引脚或第二功能引脚 （4） 控制引脚（4个）RST/VPD：复位信号输入引脚/备用电源输入引

25、脚ALE/ ：地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚 / VPP：内外存储器选择引脚/片内EPROM（或FlashROM）编程电压输入引脚 ：片外程序存储器读选通信号输出引脚2 非总线型DIP2 0引脚封装（1） 电源引脚（2个） VCC：接+5V电源GND：接地端（2）外接晶体引脚（2个）XTAL1：外接晶振输入端XTAL2：外接晶振输入端3） 并行输入输出引脚（15个） 图3.7 20引脚的51单片机P1.0P1.7：通用I/O引脚（P1.0和P1.1兼作模拟信号输入引脚AIN0、AIN1）P3.0P3.5、P3.7：通用I/O引脚或第二功能引脚（4） 控制引脚（1个）RST：复位信号

26、输入引脚3.3 80C51电路设计 80C51芯片由P3.4接入频率信号，由单片机处理，然后P2口输出给LCD1602显示出结果。 图3.8 单片机管脚接法3.4 LCD1602 简介3.4.1 LCD1602优点 在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED数码管、液晶显示器。发光管和LED数码管比较常用，软硬件都比较简单，在前面章节已经介绍过，在此不作介绍，本章重点介绍字符型液晶显示器的应用。 在

27、单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点：1. 显示质量高由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。2. 数字式接口液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。3. 体积小、重量轻液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。4. 功耗低相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。3.4.2液晶显示简介液晶显示原理液晶显示的原理是利

28、用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。液晶显示器的分类液晶显示的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。如果根据驱动方式来分，可以分为静态驱动（Static）、单纯矩阵驱动（Simple Matrix）和主动矩阵驱动（Active Matrix）三种。液晶显示器各种图形的显示原理:1. 线段的显示点阵图形式液晶由MN个显示单元

29、组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共168=128个点组成，屏上6416个显示单元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基

30、本原理。2. 字符的显示用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由68或88点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。3. 汉字的显示汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码（一般用字模提取软件），每个汉字占32B，分左右两半，各占16B，左边为1、

31、3、5右边为2、4、6根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节直到32B显示完就可以LCD上得到一个完整汉字。3.4.3 1602字符型LCD简介字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器为例，介绍其用法。一般1602字符型液晶显示器实物如图3.8： 图3.8 1602字符型液晶显示器实物图3.4.4 1602LCD的基本参数及引脚功能1

32、602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如下图3.9所示： 图3.9 1602LCD尺寸图1602LCD主要技术参数： 显示容量:162个字符 芯片工作电压:4.55.5V 工作电流:2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压:5.0V 字符尺寸:2.954.35(WH)mm 引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表 3.2所示:表3.2引脚接口说明表编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏

33、压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号

34、，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。3.4.5 1602LCD的指令说明及时序1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表3.3所示：表3.3 控制指令表序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符发生存贮器地址00

35、01字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM）10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平）指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。指令4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开

36、显示，低电平表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。指令5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。指令6：功能设置命令 DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。指令7：字符发生器RAM地址设置。指令8：DDRAM地址设置。指令9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。指令10：写数据。指令11：读数据。与HD4

37、4780相兼容的芯片时序表如下：表3.4 基本操作时序表读状态输入RS=L，R/W=H，E=H输出D0D7=状态字写指令输入RS=L，R/W=L，D0D7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H，R/W=H，E=H输出D0D7=数据写数据输入RS=H，R/W=L，D0D7=数据，E=高脉冲输出无读写操作时序如图3.10和3.11所示： 图3.10 读操作时序 图3.11 写操作时序3.4.6 1602LCD的RAM地址映射及标准字库表 液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模

38、块在哪里显示字符，图3.12是1602的内部显示地址。图3.12 1602LCD内部显示地址 例如第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1所以实际写入的数据应该是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。 在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。 1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，

39、如图10-58所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”3.4.7 1602LCD的一般初始化（复位）过程延时15mS写指令38H（不检测忙信号）延时5mS写指令38H（不检测忙信号）延时5mS写指令38H（不检测忙信号）以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号写指令38H：显示模式设置写指令08H：显示关闭写指令01H：显示清屏写指令06H：显示光标移动设置写指令0CH：显示开及光标设置3.4.

40、8 硬件原理图1602液晶显示模块可以和单片机AT89C51直接接口，电路如图3.13所示。图3.13 硬件原理图3.5 AT89C52单片机时钟电路时钟在单片机中非常重要，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准。时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式，一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。本设计采用内部时钟方式，内部时钟方式如图3.14：图3.14 AT89C52单片机时钟电路 MCS-51单片机内部有一个用与构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚接石

41、英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器电路。 电路中的电容C1和C2典型值通常选择为30PF左右，但实际应用时还需要根据晶振的参数来选择。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但是电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。晶体的振荡频率的范围通常是在1.2MHz12MHz之间。晶体的频率越高，则系统的时钟频率也就越高，单片机的运行速度也就越快。为了提高温度稳定性，应采用温度稳定性能好的NPO高频电容。MCS-51单片机常选择振荡频率6MHz或12MHz的石英晶体。3.6 AT89C52单片机复位电路 在51系列单片机中，在振荡器运行时，RST引脚上保持到少两个机器

42、周期的高电平输入信号，复位过程即可完成。为响应这一不定期程，CPU发出内部复位信号。内部复位操作是在发现RST为高电平后的第二个周期进行的，并且此后每个周期都重复进行复位操作，直到RST变成低电平为止。针对复位电路对时间的需要，我们对上电复位电路进行设计。在这种情况下，把RST引脚通10uF电容接到Vcc并同时经过10K电阻和地相连，就可获得上电自动复位的结果。其具体的复位电路如图3.15所示。图3.15 AT89C52单片机复位电路 接通电源后，Vcc便对电容通过电阻进行充电。RST脚的电压等于Vcc与电容两端电压之差。在充电过程中，随着电容电压逐步趋于Vcc，RST引脚上之电压最终将接近于0。此过渡过程之长短取决于电阻和电容值的大小。10uF电容足可使RST脚上的电压在振荡器启振后尚有两个机器周期以上的时间保持高于施密特触发器的低门槛电平，从而使整个复位过程得以完成。 3.6 电容三点式振荡电