单片机LCD1602显示AD转换值.docx
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1、常州大学硬件实习报告名目1. 硬件设计任务1.1 设计题目21.2 设计背景及进展21.3 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 根本原理33. 设计步骤3.1 硬件设计33.1.1 确定所用的硬件33.1.2 生疏所用的硬件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
2、 调试结果214. 设计心得4.1 设计心得225. 参考文献5.1 参考文献出处22第1页共22页1. 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LCDLiquid Crystal Display。世界上第一台液晶显示设备消灭在 20 世纪 70 年月初,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 年月,STN-LCD超扭曲向列 液晶显示器消灭,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 年月末 90 年月初,日本把握了 STN-LCD
3、 及 TFT-LCD 生产技术,LCD 工业开头高速进展。LCD 进展过程:18881968 年为液晶材料性能和应用争论时期。19731985 年为TN LCD 获得广泛应用时期。 19851993 年为 STN LCD 推广应用时期。19932023 年是TFTLCD 大进展时期,这个时期 TFTLCD 的性能已可以与CRT 媲美。LCD 进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,2023 年以后将进入 LCD 与 CRT 争夺显示器主流市场的时代。LCD 主要技术进展过程:彩色低功耗反射型 LCD 技术。低温多晶硅PSiLCD 大生产技术。大尺寸、宽视角、高
4、区分彩色TFTLCD 的进展。1993 年以前主要生产的是 10.4 英寸以下,640480 像素的产品;19931997 年主要生产的是 10 英寸 13 英寸,1024768 像素的产品;19971999 年主要生产 15 英寸18 英寸,1024768 和以上像素的产品;1999 年以后开头生产 20 英寸30 英寸的产品。1998 年以后开头大力开发高区分率、大屏幕液晶投影电视。2023 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
5、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根本方法,从而对其他液晶屏的使用也能得心应手。1.4 使用说明试验一共有 8 个掌握键,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 其次行显示对应的通道口转换后的数字量。2. 设计原理2.1 根本原理使用汇编语言进展程序编写,确保程序正确后,翻开试验箱上的电源,将程序下载到试验箱上,1602LCD 上首先显示滚动的名字,滚动到中间
6、即停顿下来,接着按下键盘上的 A 键开头启动 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 转换通道,通过不断转变旋钮转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,通过软件掌握将 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 生疏所用的硬件180
7、51 单片机有四十个引脚,依据引脚功能可分为电源引脚 VCC 与 VSS; 外接晶振引脚 XTAL1 与 XTAL2;掌握和复位引脚 ALE,PSEN,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 主要作为掌握总线,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
8、当 EA 引脚为高电寻常,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。8051 单片机内部地址范围从 80H 到 FFH 为特别功能存放区,单片机的输入输出端口,计数器/定时器,串行通信口,累加器以及一些掌握存放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
9、以实现 4 中工作方式RAM 开设了 4 个通用工作存放区,共 32 个通用存放器,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、除等算术运算常州大学硬件实习报告指令,规律运算指令,位操作指令,数据传送指令及多种程序转移指令。图 31 8051 单片机引脚图274LS138 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 到111 不同的八种
10、组合,也正好对应了那八根线。图32为 74LS138 引脚图。图3274LS138 引脚图图 32 74LS138 引脚图第4页共22页常州大学硬件实习报告3ADC0809A/D 是 8 路 8 位逐次靠近式 A/D,每一个通道转换时间需要 66 到73 个时钟脉冲,约 100US。ADC0809 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3334为 ADC0809 的引脚图和规律框图。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头转换,当转换完成后 EOC 引脚会有一个信号传给单片机,假设 EOC 此时连接
11、的是单片机掌握口 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 引脚图第5页共22页常州大学硬件实习报告图 34ADC0809 规律框图48255A 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。它主要由四个规律构造组成,包括数据总线驱动器,3 个并行 I/O 口 A,B,C,读写掌握规律,A 组 B 组掌握块。图35为 8255A 引脚图。8255A 在扫描键盘时必需先要往掌握口写入掌握
12、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 口随便, 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 口值哪位为 0 确定是哪个键按下。图36为 8255A 与键盘连接图。图 35 8255A 引脚图第6页共22页常州大学硬件实习报告图 368255A 与键盘连接图51062LCD 主要用来显示一些简洁的字符,如字母与数字,当显示简单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
13、。图3839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 ASCII 码,图310为 1602LCD 字符比照表。此外 1602LCD 还有 8 个用户自定义字符区域, 从 00H 到 07H,00H 对应范围是 40H 到 4
14、7H,01H 对应的是 48H 到 55H,以此类推,07H 对应的是 78H 到 7FH,用户可往这些区域里写入字模,要用时直接调用 00H 到 07H 便可。图 371602LCD 引脚图第7页共22页常州大学硬件实习报告图 38 1602LCD 读数据与读状态时序图 391602LCD 写数据与写指令时序第8页共22页常州大学硬件实习报告图 3101602LCD 字符比照表3.1.3 硬件框图A/D 转换模拟量8051 单片机显示器并口键盘图 311 系统框图说明:当程序载入进展仿真时,LCD 显示器第一行就会滚动消灭名字;名字移动到中间后停顿;当检测有键按下时,就会将所按下键的键值通过
15、 8255A 的数据线传给单片机,然后由单片机启动相应 A/D 转换通道,通过 0809 的作用,将此通道通过的模拟量转化成数字量,A/D 转换完成后将转换后的数字量通过数据总线送回单片机,然后再由单片机将数字量送到 LCD 并显示。第9页共22页常州大学硬件实习报告3.1.4 最小系统图图 312 硬件原理图第10页共22页常州大学硬件实习报告(1) 连线说明数据总线 :由 P0 口直接供给 8 位数据总线,与 LCD1602、8255A 和 0809 的 D0D7 相连,进展单片机与外设之间的数据传递。地址总线:P0 口经 8 位地址锁存器后形成低 8 位地址总线 A0A7,高 8 位地址
16、P2 口直接供给。A3、A4、A5、A6、A7 接 38 译码器形成片选信号,A15 接 E1。A0、A1 同时接 1602LCD 的 RS、RW,8255 的 A0、A1 进展 LCD 读写掌握和 8255 掌握端口的选择。通过 38 译码器的 Y0、Y1、Y2 分别接 0809、8255 和 1062LCD 的片选端。掌握总线:P3.2 接 0809 的 EOC 端口。P3.6写选通、P3.7读选通分别同时接 0809 的 ALE、OE 端和 1602LCD 的读、写端。(2) 配套地址表 aADC0809 转换通道地址A/D 通道地址范围IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7最
17、小地址8000H8001H8002H8003H8004H8005H8006H8007H最大地址FF00HFF01HFF02HFF03HFF04HFF05HFF06HFF07H表 b8255A 各口地址8255A 并口A 口B 口C 口掌握口地址范围最小地址8008H8009H800AH800BH最大地址FF0CHFF0DHFF0EHFF0FH表 cl602LCD 操作地址LCD 操作读状态写数据写指令地址范围最小地址8012H8011H8010H最大地址FF16HFF15HFF14H3.2 软件设计3.2.1 流程框图第11页共22页常州大学硬件实习报告开头使用定时器 0 与 1 MOV TM
18、OD,#11H初始化定时器 0 与 1, 各自定时 50ms外部中断 0 中断设为电平跳变方式SETB IT0给 R2 变量赋值#79H开总中断,允许定时器1 中断,开启定时器 1NTR1 是否为 0Y给 R3 变量赋值#0允许定时器 0 中断,开启定时器 0向 8255A 掌握口地址写入#82H向 8255AC 口地址写入#02H读取 8255AB 口地址的值并赋值与A第12页共22页常州大学硬件实习报告YA 是否为#0FFHN延迟消抖读取 8255AB 口地址的值并赋值与AYA 是否为#0FFHN给R3 变量赋值#0RRC AR3 加 1NC 是否为 0Y图 313 主程序图说明:主程序主
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