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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
