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1、目录1. 硬件设计任务11设计题目21.2设计背景及发展213 设计内容21.3.1 设计内容.21.3.2设计目的21.4 使用说明. 22. 设计原理2.1 基本原理33. 设计步骤3.1 硬件设计.33.1.1 确定所用的硬件33.1.2 熟悉所用的硬件3(1) 8051单片机(2) 74LS138(3) ADC0809(4) 8255A(5) 1602LCD3.1.3 硬件框图93.1.4 最小系统图10(1)连线说明(2)配套地址3.2 软件设计113.2.1 流程框图.123.2.2 程序清单.163.3 调试过程与结果.213.3.1 调试过程.213.3.2 调试结果.214.
2、 设计心得4.1 设计心得.225. 参考文献5.1 参考文献出处.221.硬件设计任务1.1设计题目LCD显示设计(显示A/D转换值)1.2设计背景液晶显示器,简称LCD (Liquid Crystal Display)。世界上第一台液晶显示设备出 现在20世纪70年代初,被称之为TN-LCD (扭曲向列)液晶显示器。尽管是单色 显示,它仍被推广到了电子表、计算器等领域。80年代,STN-LCD (超扭曲向列) 液晶显示器出现,同时TFT-LCD(薄膜晶体管)液晶显示器技术被研发出来,但液 晶技术仍未成熟,难以普及。80年代末90年代初,日本掌握了 STN-LCD及TFT-LCD 生产技术,
3、 LCD 工业开始高速发展。LCD发展过程:18881968年为液晶材料性能和应用研究时期。19731985年为 TN - LCD获得广泛应用时期。19851993年为STN - LCD推广应用时期。 19932000年是TFT-LCD大发展时期,这个时期TFT-LCD的性能已可以与CRT 媲美。 LCD 发展大大扩展了显示器的应用范围,使个人使用移动型手持显示器成为 可能,因此,2000年以后将进入LCD与CRT争夺显示器主流市场的时代。LCD主要技术发展过程:彩色低功耗反射型LCD技术。低温多晶硅(PSi) LCD 大生产技术。大尺寸、宽视角、高分辨彩色TFT-LCD的发展。1993年以前
4、主要生 产的是10.4英寸以下,640X480像素的产品;19931997年主要生产的是10英寸 13英寸,1024X768像素的产品;19971999年主要生产15英寸18英寸,1024 X768和以上像素的产品;1999年以后开始生产20英寸30英寸的产品。1998年 以后开始大力开发高分辨率、大屏幕液晶投影电视。 2008年 人们更重视液晶电视的 美观和厚度,Sony品牌电视现在26寸以下的最薄可以做到22毫米了,世界最薄的 哦!1.3设计内容及目标1.3.1 设计内容(1)编制程序,在点阵液晶显示器上显示自己的名字,并可移动;(2)编制程序,用键A启动A/D转换,并在字符液晶显示器上显
5、示A/D转换值。(3)用数字键选择转换通道并显示通道号。1.3.2设计目的 了解液晶显示图形的基本方法,从而对其他液晶屏的使用也能得心应手。1.4 使用说明实验一共有8个控制键,用于选择A/D转换通道口。载入程序,LCD第一行滚动显示名字:TANG YUN TAO按键07按下后,LCD第二行显示对应的通道口转换后的数字量。2. 设计原理2.1 基本原理 使用汇编语言进行程序编写,确保程序正确后,打开实验箱上的电源,将程序下载到实验箱上,1602LCD上首先显示滚动的名字,滚动到中间即停止下来,接着 按下键盘上的A键开始启动A/D转换,当按下键盘上0到7键中任意一键则要切换 对应的 A/D 转换
6、通道,通过不断改变旋钮改变模拟量值的大小并不断把转换好的值 与此时转换通道号送到1602LCD并显示。整个系统以单片机为主题,通过软件控制 将0809、8255、1602LCD这些芯片联系在一起,实现所要求的功能。3. 设计步骤3.1 硬件设计3.1.1 确定所用的硬件设计中所用到的硬件主要有8051单片机,74LS138三八译码器,ADC0809A/D 转换器,可编程并行I/O扩展接口 8255A,键盘以及1602LCD。3.1.2 熟悉所用的硬件(1)8051单片机有四十个引脚,按照引脚功能可分为电源引脚VCC与VSS; 外接晶振引脚XTAL1与XTAL2;控制和复位引脚ALE, PSEN
7、, EA, RST; 32个I/O引脚,其中P2与P0作为地址总线,P2作为地址线的高8位,P0 作为地址线的低八位,P0还作为数据总线负责传出或传入数据,P1为用户 自定义I/O引脚,P3主要作为控制总线,包括了串行输入与输出端,外部中 断0,1触发端,定时器0,1外部脉冲计数端,允许读写信号端。图(31) 为 8051 单片机的引脚图。8051单片机内部有4KB的程序存储器,地址范围为0000H到0FFF 当EA引脚为高电平时,程序存储空间的0000H到0FFFH在单片机内部, 1000H到FFFFH在单片机外部;8051单片机内部有128B的数据存储器, 地址范围为00H到7FH。805
8、1单片机内部地址范围从80H到FFH为特殊功能寄存区,单片机的 输入输出端口,计数器/定时器,串行通信口,累加器以及一些控制寄存器等 都在这个地址空间。8051 单片机有 5 个中断源,分别为外部中断0,外部中断 1,时钟中断 0, 时钟中断1和串行通信中断,这些中断分为两个优先级,每个中断源的优先 级都是可编程的。8051单片机有两个16位定时/计数器,通过编程可以实现4中工作方式 RAM开设了 4个通用工作寄存区,共32个通用寄存器,以适应多种中断或子 程序嵌套的使用。8051 单片机有一个功能齐全的指令系统。包括加、减、乘、除等算术运算指令,逻辑运算指令,位操作指令,数据传送指令及多种程
9、序转移指令。1913SMTAL1PO.OXADO PO.1XAD1 PO.2VAD2 PC.3/AD3PO.4VAD4PO.5XAD5PO.6XAD6RSTPSENALEEAPO.7/AD7P2.0/A8P2.UA9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15HI HI JI Jul HI HI JI PPPPPPPPP3.0/EXDP3.1MXDP3.21NTCTP3.31NT1P3.40P3.5/T1P3.6M2P3.7/RD-21222324252627281011121314151617-图31 8051单片机引脚图(2) 74LS1
10、38主要是用作片选信号,其A, B, C, E1, E2, E3六个引脚可与单 片机 P0.3,P0.4, P0.5,P0.6, P0.7, P2.7 相连,E1,E2,E3 为它的使能信号, 通过对A, B, C不同的赋值使其选中那八根线中一根线,A, B, C有000至【 111不同的八种组合,也正好对应了那八根线。图(32)为74LS138引脚图。U1123AY0BY1CY236Y4E1E2E3Y5Y6Y7图(32)174LS138 引脚图 图32 74LS138引脚图(3) ADC0809A/D是8路8位逐次逼近式A/D,每一个通道转换时间需要66到 73个时钟脉冲,约100US。AD
11、C0809是由多路模拟开关,通道地址锁存与译码 器,8位A/D转换器以及三态输出数据锁存器等组成。图(33) (34)为 ADC0809的引脚图和逻辑框图。ADC0809转换过程一般为先将任意一数写入需要转换的通道的地址启动该 通道开始转换,当转换完成后EOC引脚会有一个信号传给单片机,如果EOC 此时连接的是单片机控制口 P3.2即外部中断0的触发口,则程序中会自动跳入 外部中断0的中断程序,中断程序主要便是将所转换好的A/D值传给单片机, 这样完成了一次A/D转换。图33 ADC0809引脚图V V TH i+i r j12 16I1L5IN,圧27AIDA 亞hKV-KM模拟242322
12、AIDEA3DC洁换器G 10图34 ADC0809逻辑框图(4)8255A是INTEL公司的一种通用的可编程并行接口电路,在单片机应用系统 中被广泛用于可编程外部I/O扩展接口。它主要由四个逻辑结构组成,包括数据 总线驱动器,3个并行I/O 口 A,B,C,读写控制逻辑,A组B组控制块。图(3 5)为8255A引脚图。8255A在扫描键盘时必须先要往控制口写入控制方式字确定A,B,C是输入 方式还是输出方式。C 口地两位作为输出扫描线,B 口作为输入口,A 口随意, 当没有键按下时,B 口所输入的值为0FFH,当有键按下时B 口就不等于0FFH, 通过这种方式确定有无键按下,在通过计算B 口
13、值哪位为0确定是哪个键按下。 图(36 )为8255A与键盘连接图。DOFAOD1PA1D2PA2D3PA3D4PA4D5PASD6PA6D7PA7rcTPBOwrPB1AOFB2A1PB3RESETPB4PBSCSPB6PB7PCOPC1PC2PC3PC4PCSPCEPC782 55A3433323130292827U3698356图35 8255A引脚图图36 8255A与键盘连接图(5)1062LCD主要用来显示一些简单的字符,如字母与数字,当显示复杂的字符 如汉字效果则不那么好。1602LCD引脚主要有RW, RS, E以及8位数据口,图 (37)为1602LCD的引脚图。图(38)(39)为LCD1602的四个时序图:当要读取LCD的状态时RW=1, RS=0,E=1;当要读取LCD的数据时RW=1,RS=1,E=1;当要向LCD中写入 指令时RW=0,RS=0,E=1,随后E跳变为0;当要向LCD中写入数据时RW=0, RS=1,E=1,随后E跳变为0。1602LCD液晶本身自带字符发生器,所以要写入 一个字符只需知道它在字符发生器中的编号,一般都为该字符的ASCI