課程設計--8×8led點陣屏仿電梯數(shù)字滾動顯示

1、<p><b>　　實 驗 報 告 </b></p><p>　　實習名稱： C51程序設計 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學院名稱： 電氣與信息工程學院 </p><p>　　專業(yè)班級： 電子1042班 <

2、;/p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p><b>　　成 績 評 定</b></p><p>　　2013 年 10月 16日</p><p>　　本作業(yè)包含以下內(nèi)容：</p><

3、p>　　一·8×8LED點陣屏仿電梯數(shù)字滾動顯示</p><p>　　二·LCD160128中文顯示溫度與時間</p><p>　　三·用ADC0832設計的兩路電壓表</p><p>　　四·可以調(diào)控的走馬燈</p><p>　　五·高仿真數(shù)碼管電子鐘</p>

4、<p>　　一·8×8LED點陣屏仿電梯數(shù)字滾動顯示</p><p>　　摘 要：伴隨著我國現(xiàn)代化程度的提高，電梯成為高層建筑中的重要交通工具，它是高層建筑中安全、可靠、垂直上下的運載工具，對改善勞動條件、減輕勞動強度起到很大的作用。同時也給人們的生活帶來了便利，為我國現(xiàn)代化建設的加速發(fā)展提供了強大的保障。電梯的應用范圍很廣，可用于賓館、飯店、辦公大樓、商場、娛樂場所，倉庫以及居民

5、住宅大樓等。因此，在現(xiàn)代社會中電梯已成為人類必不可少的垂直運輸交通工具。利用單片機控制電梯有成本低，通用性強，靈活性大以及易于實現(xiàn)復雜控制等優(yōu)點。</p><p>　　基于單片機的電梯智能控制系統(tǒng)的設計分別從系統(tǒng)要求、硬件設計、軟件設計等幾個部分設計，介紹了以AT89C51系列單片機為核心，并結合74LS245和LED等芯片以及與之相配套的匯編語言軟件等進行電梯模擬的具體實現(xiàn)方法,該方法不僅可以實現(xiàn)電梯的基本功能

6、,而且可以設置電梯直達、急停、停電檢修等功能,從而可實現(xiàn)電梯的智能控制及相應的最佳路線選擇,提高電梯的有效利用率。</p><p>　　關鍵詞：單片機；電梯；系統(tǒng)；控制</p><p><b>　　1.課題設計內(nèi)容</b></p><p>　　本課題的主要任務是完成一個電梯系統(tǒng)的智能控制模塊，即根據(jù)每個樓層不同顧客的按鍵要求，讓電梯做出合理的判

7、斷，正確高效的指導電梯完成各項載客任務。設計基于單片機的電梯智能控制系統(tǒng)的硬件電路與軟件程序，給出硬件系統(tǒng)的電路原理圖，對硬件電路與軟件分別進行調(diào)試，得到調(diào)試成功的基于單片機的電梯智能控制系統(tǒng)。</p><p>　　根據(jù)此任務，本課題需要研究的內(nèi)容有：</p><p>　　1、根據(jù)系統(tǒng)的技術要求，進行系統(tǒng)硬件的總體方案設計；</p><p>　　2、學習單片機的相關

8、知識，并且加以運用；</p><p>　　3、選擇適當?shù)男酒?，并對其?nèi)部協(xié)議有所掌握，便于應用。</p><p>　　4、研究單片機C語言編程，并且規(guī)定電梯的工作規(guī)則，用C語言加以實現(xiàn)；</p><p>　　5、對軟件和硬件進行調(diào)試，讓其協(xié)調(diào)工作，完成指定任務。</p><p>　　圖1-1 硬件結構框圖</p><p&g

9、t;　　2. 硬件電路中器件選擇</p><p>　　A. AT89C51單片機</p><p>　　AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機帶有4K字節(jié)的可反復擦寫的程序存儲器（PENROM）。和128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），這種器件采用ATMEL公司的高密度、不容易丟失存儲技術生產(chǎn)，并且能夠與MCS-51系列的單片機兼容。片內(nèi)含有8位中央處理器和閃爍存儲單元，有較強

10、的功能的AT89C51單片機能夠被應用到控制領域中。</p><p>　　本設計采用AT89C51，它提供以下的功能標準：4K字節(jié)閃爍存儲器，128字節(jié)隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，32個I/O口，2個16位定時/計數(shù)器，1個5向量兩級中斷結構，1個串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時鐘電路。另外，AT89C51還可以進行0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機存取數(shù)據(jù)存儲器、定時/

11、計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機存取數(shù)據(jù)存儲器中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個復位。引腳圖如圖1-2所示。</p><p>　　圖1-2 AT89C51引腳</p><p>　　VCC：電源電壓 </p><p><b>　　GND：地</b></p><p>　　

12、P0口：P0口是一組8位漏極開路雙向I/O口，即地址/數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口時，每一個管腳都能夠驅(qū)動8個TTL電路。當“1”被寫入P0口時，每個管腳都能夠作為高阻抗輸入端。P0口還能夠在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復用，并在這時激活內(nèi)部的上拉電阻。P0口在閃爍編程時，P0口接收指令，在程序校驗時，輸出指令，需要接電阻。</p><p>　　P1口：P1口一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/

13、O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動4個TTL電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸入口。因為內(nèi)部有電阻，某個引腳被外部信號拉低時輸出一個電流。閃爍編程時和程序校驗時，P1口接收低8位地址。</p><p>　　P2口：P2口是一個內(nèi)部帶有上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動4個TTL電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時，可作為輸入口。因為內(nèi)部有電阻，某個引

14、腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口線上的內(nèi)容在整個運行期間不變。閃爍編程或校驗時，P2口接收高位地址和其它控制信號。</p><p>　　P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部電阻的8位雙向I/O口，P3口輸出緩沖故可驅(qū)動4個TTL電路。對P3口寫如“1”時，它們被內(nèi)部電阻拉到高電平并可作為輸入端時，被外部

15、拉低的P3口將用電阻輸出電流。P3口除了作為一般的I/O口外，更重要的用途是它的第二功能，如下表所示：</p><p><b>　　表1-3</b></p><p>　　P3口還接收一些用于閃爍存儲器編程和程序校驗的控制信號。</p><p>　　RST：復位輸入。當震蕩器工作時，RET引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平將使單片機復位。</

16、p><p>　　ALE/ ：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE以時鐘震蕩頻率的1/16輸出固定的正脈沖信號，因此它可對輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖時，閃爍存儲器編程時，這個引腳還用于輸入編程脈沖。如果必要，可對特殊寄存器區(qū)中的8EH單元的D0位置禁止ALE操作。這個位置后只有一條MOVX和MOVC

17、指令ALE才會被應用。此外，這個引腳會微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應設置ALE無效。</p><p>　　PSEN：程序儲存允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C51由外部程序存儲器讀取指令時，每個機器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的PSEN 信號不出現(xiàn)。</p><p>　　EA/VPP：外部訪問允許。欲使中央處理器僅

18、訪問外部程序存儲器，EA端必須保持低電平。需要注意的是：如果加密位LBI被編程，復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。閃爍存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電壓VPP，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓VPP。</p><p>　　XTAL1：片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生線路的輸入端。使用片內(nèi)振蕩器時，連接外部石英晶體和微調(diào)電容。</p>&

19、lt;p>　　XTAL2：片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。當使用片內(nèi)振蕩器時，外接石英晶體和微調(diào)電容。</p><p>　　圖1-4　74LS245</p><p>　　74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動LED或者其他的設備，它是8路相同三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。</p><p>　　74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。

20、當8051單片機的P0口總線負載達到或超過P0口最大負載能力時，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器。 當片選端/CE低電平有效時，DIR=“0”，信號由B向A傳輸；（接收）DIR=“1”，信號由A向B傳輸；（發(fā)送）當CE為高電平時，A、B均為高組態(tài)。 由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時74LS245d 三態(tài)控制端1G和2G接地，P2口與驅(qū)動器輸入線對應相連。P0口與74LS245輸入端相連，E端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。805

21、1的/RD和/PSEN相與后接DIR,使得RD且PSEN有效時，74LS245輸入(P0.1←D1),其他時間處于輸出（P01→D1）。</p><p><b>　　C.LED點陣</b></p><p>　　圖1-5 LED點陣外觀</p><p>　　顯示屏是由發(fā)光二極管行列組成的LED點陣模塊組成顯示屏體。本設計中選擇8*8的點陣是由64

22、個發(fā)光二極管按規(guī)律組成的。如圖1-6。</p><p>　　圖1-6 LED點陣內(nèi)部結構</p><p>　　如圖1-6所示的發(fā)光二極管，行接高電平，列接低電平，發(fā)光二極管導通發(fā)光。8X8點陣共需要64個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點上，當對應的某一列置1電平，某一行置0電平，則相應的二極管就亮。</p><p><b>　　3

23、. 硬件設計</b></p><p>　　基于單片機智能控制系統(tǒng)的設計系統(tǒng)電路原理圖如下2-2所示。系統(tǒng)由控制模塊，LED顯示模塊，電源模塊三部分組成。</p><p>　　圖1-7 8×8LED點陣屏仿電梯數(shù)字滾動顯示原理圖</p><p><b>　　3.1 控制模塊</b></p><p>

24、;　　圖1-8 控制模塊原理圖</p><p>　　控制模塊原理圖如圖1-8所示。主控制器采用AT89C51。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機帶有4K字節(jié)的可反復擦寫的程序存儲器（PENROM）。它具有4K字節(jié)閃爍存儲器，128字節(jié)隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，32個I/O口，2個16位定時/計數(shù)器，1個5向量兩級中斷結構，1個串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時鐘電路。</p><p>

25、　　在本設計中，P1口用于對電梯按鈕的控制，連接輸入設備。P3口用于對LED點陣顯示器的控制。P0口用于連接鎖存器74LS245，以保護單片機的輸出端口。</p><p><b>　　3.2按鍵模塊</b></p><p>　　圖1-9按鍵模塊原理圖</p><p>　　乘客可由按鍵控制電梯上升下降，按下對應樓層按鍵，點陣屏數(shù)字將從當前位置向下

26、或向上平滑滾動顯示到指定樓層位置。</p><p>　　3.3 LED顯示模塊</p><p>　　圖1-10LED輸出顯示模塊</p><p>　　LED輸出顯示模塊如圖2-5所示，采用LED點陣顯示器，其中點陣列接單片機P3口，行接鎖存器74LS245。在單片機的輸出口接驅(qū)動電路74LS245，以保護單片機的輸出端口。</p><p>&

27、lt;b>　　3.4 電源電路</b></p><p>　　整個系統(tǒng)采用的電源電壓只需+5V電壓，將交流電經(jīng)變壓器變換為12V交流電，再用整流橋得到8.5V左右的直流電，采用不可調(diào)的3端穩(wěn)壓器件LM7805將電源穩(wěn)定在5V直流輸出。</p><p><b>　　4. 軟件設計</b></p><p>　　圖1-11 電梯智能控

28、制功能實現(xiàn)流程圖</p><p><b>　　4.1 主程序模塊</b></p><p>　　系統(tǒng)主程序主要用于變量及其他部件的初始化，如定時器T0的初始化，以便能夠準確的進行相應的操作。同時進行相應的功能鍵判斷，從而實現(xiàn)特殊功能。其相應的流程圖如下：</p><p>　　圖1-12主程序流程圖</p><p><

29、b>　　4.2 判斷子程序</b></p><p>　　系統(tǒng)判斷子程序的相應流程圖如圖所示。</p><p>　　在相應的中斷子程序中，需要進行相應樓層的邏輯判斷，尤其是兩個樓層申請的時候，一般都需要根據(jù)現(xiàn)在的樓層狀態(tài)以及相應的升降標志位進行相應的處理，例如在上升狀態(tài)時，若第二個樓層的申請較第一個申請離現(xiàn)在的樓層狀態(tài)更近，則應先響應第二個申請的響應，然后再對第一個申請進行

30、響應；若有樓層申請在當前樓層的下面，也應根據(jù)升降的標志位進行判斷，如果是上升狀態(tài)，應先響應上面的樓層，然后再響應其他的申請。當然，如果處于下降狀態(tài)，則以相反的順序進行響應。這里只是兩個樓層申請時的討論。當有更多樓層響應時，還需進一步進行邏輯的思考與判斷。</p><p>　　圖1-13 判斷子程序流程圖</p><p><b>　　5. 結束語</b></p&g

31、t;<p>　　本文設計了實現(xiàn)單片機控制下電梯智能控制系統(tǒng)的設計方案。由于條件的限制，沒有做成真正的電梯。但做成的電梯智能控制系統(tǒng)的硬件電路已能演示?？梢园凑粘丝偷囊螅瑢⒊丝退偷揭サ哪康膶?。但是，電梯還有很多的擴展的空間并未實現(xiàn)，比如電梯自動語音報站系統(tǒng)的設計，樓層監(jiān)控系統(tǒng)，節(jié)能設計以及其它更多的服務。</p><p><b>　　參考文獻</b></p>&

32、lt;p>　　[1] 何立民.單片機應用技術選編[M].北京：北京航空航天大學出版社，1999.</p><p>　　[2] 陳小忠.單片機接口技術使用子程序[M].北京：人民郵電出版社，2005.</p><p>　　[3] 丁元杰，吳大偉.單片機微機實題集與實驗指導書[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　[4] 51單片機C語言教程

33、[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009.</p><p>　　[5] 黃宏安，Allegro PCB Layout.高速電路版設計[M].臺科大圖書股份有限公司，2003.</p><p>　　[6] 于海生.微型計算機控制技術[M].北京：清華大學出版社，1998.</p><p>　　[7] 李廣弟.單片機基礎[M].第3版，北京：國防工業(yè)出版社，2001.&l

34、t;/p><p>　　[8] 謝劍英，賈青.微型計算機控制技術[M].北京：清華大學出版社，1998.</p><p>　　[9] 蘇凱，劉國慶，陳國平.MCS-51系列單片機系統(tǒng)原理與設計[J].北京：冶金工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[10] 潘新民，王艷芳.微型計算機控制技術[J].北京：電子工業(yè)出版社，2003.</p><p&g

35、t;　　[11] 張毅坤，陳善久，裘雪紅.單片微型機及應用[M].西安：西安電子科技大學學出版大學出版社，1998.</p><p>　　[12] 全國大學生電子設計競賽組委會.全國大學生電子設計競賽獲獎作品精選[M].北京：北京理工大學出版社，2000.</p><p>　　[13] 趙晶主.電路設計與制版Protel99 高級應用[J].北京：人民郵電出版社，2000.</p&g

36、t;<p>　　[14] 何希才.新型實用電子電路400列[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.</p><p><b>　　附錄1</b></p><p><b>　　程序清單</b></p><p>　　#include <reg51.h> //52系列單片機頭文件</p>

37、<p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#define uchar unsigned char </p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　uchar code Table_OF_Digits[]=</p><p><b>　　

38、{</b></p><p>　　0x00,0x3C,0x66,0x42,0x42,0x66,0x3C,0x00,//0</p><p>　　0x00,0x08,0x38,0x08,0x08,0x08,0x3E,0x00,//1</p><p>　　0x00,0x3C,0x04,0x04,0x3C,0x20,0x3C,0x00,//2 </p>

39、<p>　　0x00,0x3C,0x04,0x3C,0x04,0x04,0x3C,0x00,//3 </p><p>　　0x00,0x20,0x28,0x28,0x3C,0x08,0x08,0x00,//4 </p><p>　　0x00,0x3C,0x20,0x20,0x3C,0x04,0x3C,0x00,//5 </p><p>　　0x00,0

40、x20,0x20,0x20,0x3C,0x24,0x3C,0x00,//6 </p><p>　　0x00,0x3C,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00//7 </p><p><b>　　};</b></p><p>　　uint r = 0;</p><p>　　char offset = 0

41、;</p><p>　　uchar Current_Level = 1,Dest_Level = 1,x = 0,t = 0;</p><p>　　//------------------------------------------</p><p><b>　　//主程序</b></p><p>　　//------

42、------------------------------------</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P3 = 0x80;</p><p>　　Current_Level = 1;</p><p>　　Dest_Level

43、 = 1;</p><p>　　TMOD = 0x01;</p><p>　　TH0 = -4000/256;</p><p>　　TL0 = -4000%256;</p><p><b>　　TR0 = 1;</b></p><p>　　IE = 0x82;</p><p&g

44、t;<b>　　while(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//------------------------------</p><p><b>　　// TO 中斷</b></p><p>　　//---------------

45、----------------</p><p>　　void LED_Screen_Display() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i ;</b></p><p>　　if (P1 !=0xFF && Cu

46、rrent_Level==Dest_Level)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if (P1 == 0xFE) Dest_Level = 5;</p><p>　　if (P1 == 0xFD) Dest_Level = 4;</p><p>　　if (P1 == 0xFB) Dest_L

47、evel = 3;</p><p>　　if (P1 == 0xF7) Dest_Level = 2;</p><p>　　if (P1 == 0xEF) Dest_Level = 1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　TH0 = -4000/256;</p><p>

48、　　TL0 = -4000%256;</p><p>　　P3 = _crol_(P3 , 1);</p><p>　　i = Current_Level * 8 + r + offset;</p><p>　　P0 = ~Table_OF_Digits[i];</p><p><b>　　//上升顯示</b><

49、/p><p>　　if (Current_Level < Dest_Level)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if( ++r == 8)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　r = 0;</b&

50、gt;</p><p>　　if (++x == 4)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　x = 0;</b></p><p>　　if (++offset == 8)</p><p><b>　　{</b></p

51、><p>　　offset = 0;</p><p>　　Current_Level++;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><

52、;b>　　}</b></p><p><b>　　//下降顯示</b></p><p><b>　　else</b></p><p>　　if (Current_Level > Dest_Level)</p><p><b>　　{ </b></p

53、><p>　　if( ++r == 8)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　r = 0;</b></p><p>　　if (++x == 4)</p><p><b>　　{</b></p><p&g

54、t;<b>　　x = 0;</b></p><p>　　if (--offset == -8)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　offset = 0;</p><p>　　Current_Level--;</p><p><b>　　}

55、</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//停止?jié)L動，保持穩(wěn)定的刷新顯示</p><p><b>　　else</b

56、></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if( ++r == 8) r = 0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　附錄2：基于單片機的電梯智能控制系統(tǒng)的元器

57、件目錄表</p><p>　　二·LCD160128中文顯示溫度與時間</p><p>　　摘要：本文主要內(nèi)容是利用AT89C51單片機與160*128的液晶、DS18B20和DS1302組合設計的顯示溫度與時間系統(tǒng)，在160*128的液晶上顯示當前的時間、日期和DS18B20中的溫度值。</p><p>　　關鍵詞：單片機；溫度；時間；PG160128A

58、；DS18B20； DS1302</p><p><b>　　0引言</b></p><p>　　單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。單片機應用的重

59、要意義在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是傳統(tǒng)控制技術的一次革命。 利用單片機顯示當前時間與溫度是單片機與PG160128 、DS18B20和DS1302的組合應用，對于開發(fā)單片機更深層次應用有非?，F(xiàn)實的意義。</p><p><b>　　1系統(tǒng)總體方案設

60、計</b></p><p>　　單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，它最早是被用在工業(yè)控制領域。單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。AT89C51作為單片機中最早的技術相對

61、成熟的產(chǎn)品，即使在各種更加高級，功能更加強勁的芯片如MSP430，HCS12，已經(jīng)各種FPGA，ARM的日益成熟的今天，51以其易學，易用，可擴展性強仍然被廣泛用于簡單工控系統(tǒng)和最佳的初學者芯片。</p><p>　　LCD160128液晶，作為與51單片機兼容的液晶，像素高達160*128，可尋址，可以通過編程實現(xiàn)字庫設置和圖像顯示，并有豐富的命令字可以實現(xiàn)各種豐富的顯示效果，用簡單的51單片機結合軟件就能模擬

62、各種實際功能，本設計主要研究如何模擬使通過51單片機與PG160128LCD的聯(lián)合應用，利用AT89C51單片機與160*128的液晶、DS18B20和DS1302組合設計的顯示溫度與時間系統(tǒng)，在160*128的液晶上顯示當前的時間、日期和DS18B20中的溫度值。</p><p><b>　　2系統(tǒng)硬件方案設計</b></p><p>　　整個硬件電路由單片機的復位

63、和晶振電路，PG160128液晶顯示器，電阻，2個獨立LED溫度警示燈，DS18B20和DS1302組成。本硬件系統(tǒng)的子系統(tǒng)下面單獨介紹。</p><p><b>　　2.1實驗原理圖</b></p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)原理圖</p><p>　　2.2 AT89C51單片機</p><p>　　AT89C51

64、是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位C

65、PU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p>　　2.2.1 主要特性：·與MCS-51 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級

66、程序存儲器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源 ·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 </p><p>　　2.2.2管腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的

67、管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程

68、和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對</p>&l

69、t;p>　　2.3振蕩器特性： XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　2.4芯片擦除： 整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正

70、確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 </p&g

71、t;<p>　　2.5 PG160128LCD</p><p>　　160 X 128 字符顯示點陣；</p><p>　　并行 8 線數(shù)據(jù)通信；</p><p>　　黑色點陣，黃色背景，獨立LED背光電源；</p><p>　　工作溫度寬， 工業(yè)級 LCM, 超薄外型設計。</p><p>　　圖2-2

72、 PG160128LCD引腳圖</p><p>　　2.6 DS18B20溫度系統(tǒng)</p><p>　　2.6.1 主要特性</p><p>　　1、適應電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù) 據(jù)線供電 </p><p>　　2、獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS

73、18B20的雙向通訊 </p><p>　　3、 DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫 </p><p>　　4、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) </p><p>　　5、溫范圍－55℃～＋125℃，在-10～+85℃時精度為±0.5℃

74、 </p><p>　　6、可編程 的分辨率為9～12位，對應的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現(xiàn)高精度測溫 </p><p>　　7、在9位分辨率時最多在 93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 </p><p>　　8、測量結果直接輸出數(shù)字溫度信號，以"一

75、線總線"串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力 </p><p>　　9、負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。</p><p>　　2.6.2 DS18B20的外形和內(nèi)部結構</p><p>　　DS18B20內(nèi)部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL

76、、配置寄存器。DS18B20的外形及管腳排列如下圖1: </p><p>　　圖2-3 DS18B20外形及管腳排列圖</p><p>　　2.6.2.1 DS18B20引腳定義： </p><p>　　(1)DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端； </p><p>　　(2)GND為電源地； </p><p>　　(3)VDD

77、為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）。</p><p>　　2.6.2.2 DS18B20內(nèi)部結構圖</p><p>　　圖2-4 DS18B20內(nèi)部結構圖</p><p>　　2.6.3 DS18B20的工作原理</p><p>　　DS18B20的讀寫時序和測溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，

78、且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由2s 減為750ms。 DS18B20測溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器1。高溫度系數(shù)所測溫度的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預置值。</p><p>　　2.7 DS1302 時間系統(tǒng)</p><p>　　2.7.1 DS1302的結構及工作原理</p&g

79、t;<p>　　DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加

80、了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。</p><p>　　2.7.2 DS1302的引腳功能及結構</p><p>　　DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運Vcc2大于Vcc1＋0.2V時，Vcc2給DS1302供電。當Vcc2小于Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。X1和X2

81、是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在Vcc>2.0V之前，RST

82、必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，后面有詳細說明。SCLK為時鐘輸入端。 </p><p>　　下圖為DS1302的引腳功能圖： </p><p>　　圖2-5 DS1302引腳功能圖</p><p>　　DS1302的內(nèi)部結構如下圖所示，主要組成部分為：移位寄存器、控制邏輯、振蕩器、實時時鐘以及

83、RAM。雖然數(shù)據(jù)分成兩種，但是對單片機的程序而言，其實是一樣的，就是對特定的地址進行讀寫操作。</p><p>　　圖2-6 DS1302的內(nèi)部結構圖</p><p>　　DS1302工作時為了對任何數(shù)據(jù)傳送進行初始化，需要將復位腳（RST）置為高電平且將8位地址和命令信息裝入移位寄存器。數(shù)據(jù)在時鐘（SCLK）的上升沿串行輸入，前8位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時鐘周期，

84、讀操作時輸出數(shù)據(jù)，寫操作時輸出數(shù)據(jù)。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為8（8位地址+8位數(shù)據(jù)），在多字節(jié)方式下為8加最多可達248的數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　3系統(tǒng)軟件方案設計</b></p><p>　　本文主要內(nèi)容是利用AT89C51單片機與160*128的液晶、DS18B20和DS1302組合設計的顯示溫度與時間系統(tǒng)，在160*128的液晶上顯示當前的時間

85、、日期和DS18B20中的溫度值。</p><p><b>　　4系統(tǒng)硬件設計方案</b></p><p><b>　　（1）時鐘電路</b></p><p>　　單片機工作的時間基準是由時鐘電路提供的。在單片機的XTAL1和XTAL2兩個引腳間，接一只晶振及兩只電容就構成了單片機的時鐘電路，</p><

86、;p>　　電路中的器件選擇可以通過計算和實驗確定，也可以參考一些典型電路的參數(shù)。電路中，電容器C1和C2對振蕩器頻率有微調(diào)作用，通常的取值范圍30±10pF；石英晶體選擇6MHZ或12MHZ都可以。其結果只是機器周期時間不同，影響計數(shù)器的計數(shù)初值。</p><p>　　圖2-7 時鐘電路原理圖</p><p><b>　　2）溫度檢測電路</b><

87、;/p><p>　　該電路只是利用DS18B20模擬外界環(huán)境溫度的變化，從而實時顯示在液晶屏上。</p><p>　　圖2-8 溫度檢測電路原理圖</p><p>　　LCD160128顯示電路</p><p>　　圖2-9 顯示電路原理圖</p><p>　　5總結 </p><p>

88、　　本次課程設計是通過AT89C51單片機原理來控制電路，并利用C語言進行程序設計?；谶x題要求，我們設計了溫度測量、時間測量、LCD顯示功能。硬件方面我們使用了PG160128ALCD、DS1302、DS18B20測溫元件。這種控制電路結構簡單，可靠性高,應用性強；軟件程序適應范圍廣，對于不同的客戶只需要改變相應的定時常數(shù)即可。對單片機以及日常生活中的推前事件的應用有一定的借鑒價值</p><p>　　系統(tǒng)軟件

89、部分采用MCS—51單片機匯編語言精心編寫，其數(shù)據(jù)流程清晰地反映在程序中，增強了軟件的可讀性，便于改進和擴充，從而為其實用提供更好的軟件支持。從設計過程中我也學到了很多專業(yè)知識了解到了更多的元器件的使用。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 閻石主編：《數(shù)字電子技術基礎》[M]，北京，高等教育出版社，2006.5</p>

90、;<p>　　[2] 康華光主編：《電子技術基礎》 [M],北京，高等教育出版社，1999.6[3]譚浩強主編：《C語言程序設計》[M],北京，清華大學出版社，2005.7</p><p>　　[4]高衛(wèi)東主編：《51單片機原理與實踐》[M],北京，北京航空航天大學出版社，2011.1</p><p>　　[5]彭偉主編：《單片機C語言程序設計實訓100例》[M],北京，電

91、子工業(yè)出版社，2009.6</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　附件一：源程序如下</b></p><p>　　//---------------LCD_160128.c----------------</p><p>　　//LCD_160128的C文件,內(nèi)含控制

92、函數(shù)</p><p>　　//------------------------------------------</p><p>　　#include <stdarg.h></p><p>　　#include <stdio.h></p><p>　　#include <math.h></p>

93、<p>　　#include <intrins.h></p><p>　　#include <absacc.h></p><p>　　#include <string.h></p><p>　　#include <LCD_160128.h></p><p>　　#define AS

94、C_CHR_WIDTH 8</p><p>　　#define ASC_CHR_HEIGHT 12</p><p>　　#define HZ_CHR_HEIGHT 12</p><p>　　#define HZ_CHR_WIDTH 12</p><p>　　uchar code LCD_WIDTH = 20;</p><

95、;p>　　uchar code LCD_HEIGHT = 128;</p><p>　　uchar code ASC_MSK[96*12]={</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x

96、00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,// ' '</p><p>　　0x00,0x30,0x78,0x78,0x78,0x30,0x30,0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,// '!'</p><p>　　0x00,0x66,0x66,0x66,0x24,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0

97、0,0x00,// '"'</p><p>　　0x00,0x6c,0x6c,0xfe,0x6c,0x6c,0x6c,0xfe,0x6c,0x6c,0x00,0x00,// '#'</p><p>　　0x30,0x30,0x7c,0xc0,0xc0,0x78,0x0c,0x0c,0xf8,0x30,0x30,0x00,// '$'

98、</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0xc4,0xcc,0x18,0x30,0x60,0xcc,0x8c,0x00,0x00,// '%'</p><p>　　0x00,0x70,0xd8,0xd8,0x70,0xfa,0xde,0xcc,0xdc,0x76,0x00,0x00,// '&'</p><p>　

99、　0x00,0x30,0x30,0x30,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,// '''</p><p>　　0x00,0x0c,0x18,0x30,0x60,0x60,0x60,0x30,0x18,0x0c,0x00,0x00,// '('</p><p>　　0x00,0x60,0x30,0x18,0

100、x0c,0x0c,0x0c,0x18,0x30,0x60,0x00,0x00,// ')'</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0x66,0x3c,0xff,0x3c,0x66,0x00,0x00,0x00,0x00,// '*'</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0x18,0x18,0x7e,0x18,0x18,0x00,0x

101、00,0x00,0x00,// '+'</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x38,0x38,0x60,0x00,// ','</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xfe,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,// '-'

102、;</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x38,0x38,0x00,0x00,// '.'</p><p>　　0x00,0x00,0x02,0x06,0x0c,0x18,0x30,0x60,0xc0,0x80,0x00,0x00,// '/'</p><p>　　0x

103、00,0x7c,0xc6,0xce,0xde,0xd6,0xf6,0xe6,0xc6,0x7c,0x00,0x00,// '0'</p><p>　　0x00,0x10,0x30,0xf0,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0xfc,0x00,0x00,// '1'</p><p>　　0x00,0x78,0xcc,0xcc,0x0c,0x1

104、8,0x30,0x60,0xcc,0xfc,0x00,0x00,// '2'</p><p>　　0x00,0x78,0xcc,0x0c,0x0c,0x38,0x0c,0x0c,0xcc,0x78,0x00,0x00,// '3'</p><p>　　0x00,0x0c,0x1c,0x3c,0x6c,0xcc,0xfe,0x0c,0x0c,0x1e,0x00

105、,0x00,// '4'</p><p>　　0x00,0xfc,0xc0,0xc0,0xc0,0xf8,0x0c,0x0c,0xcc,0x78,0x00,0x00,// '5'</p><p>　　0x00,0x38,0x60,0xc0,0xc0,0xf8,0xcc,0xcc,0xcc,0x78,0x00,0x00,// '6'</p

106、><p>　　0x00,0xfe,0xc6,0xc6,0x06,0x0c,0x18,0x30,0x30,0x30,0x00,0x00,// '7'</p><p>　　0x00,0x78,0xcc,0xcc,0xec,0x78,0xdc,0xcc,0xcc,0x78,0x00,0x00,// '8'</p><p>　　0x00,0x78

107、,0xcc,0xcc,0xcc,0x7c,0x18,0x18,0x30,0x70,0x00,0x00,// '9'</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0x38,0x38,0x00,0x00,0x38,0x38,0x00,0x00,0x00,// ':'</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0x38,0x38,0x00,0x00,

108、0x38,0x38,0x18,0x30,0x00,// ';'</p><p>　　0x00,0x0c,0x18,0x30,0x60,0xc0,0x60,0x30,0x18,0x0c,0x00,0x00,// '<'</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0x00,0x7e,0x00,0x7e,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0

109、0,// '='</p><p>　　0x00,0x60,0x30,0x18,0x0c,0x06,0x0c,0x18,0x30,0x60,0x00,0x00,// '>'</p><p>　　0x00,0x78,0xcc,0x0c,0x18,0x30,0x30,0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,// '?'</p&

110、gt;<p>　　0x00,0x7c,0xc6,0xc6,0xde,0xde,0xde,0xc0,0xc0,0x7c,0x00,0x00,// '@'</p><p>　　0x00,0x30,0x78,0xcc,0xcc,0xcc,0xfc,0xcc,0xcc,0xcc,0x00,0x00,// 'A'</p><p>　　0x00,0xfc,

111、0x66,0x66,0x66,0x7c,0x66,0x66,0x66,0xfc,0x00,0x00,// 'B'</p><p>　　0x00,0x3c,0x66,0xc6,0xc0,0xc0,0xc0,0xc6,0x66,0x3c,0x00,0x00,// 'C'</p><p>　　0x00,0xf8,0x6c,0x66,0x66,0x66,0x66,0

112、x66,0x6c,0xf8,0x00,0x00,// 'D'</p><p>　　0x00,0xfe,0x62,0x60,0x64,0x7c,0x64,0x60,0x62,0xfe,0x00,0x00,// 'E'</p><p>　　0x00,0xfe,0x66,0x62,0x64,0x7c,0x64,0x60,0x60,0xf0,0x00,0x00,//

113、 'F'</p><p>　　0x00,0x3c,0x66,0xc6,0xc0,0xc0,0xce,0xc6,0x66,0x3e,0x00,0x00,// 'G'</p><p>　　0x00,0xcc,0xcc,0xcc,0xcc,0xfc,0xcc,0xcc,0xcc,0xcc,0x00,0x00,// 'H'</p>&l

114、t;p>　　0x00,0x78,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x30,0x78,0x00,0x00,// 'I'</p><p>　　0x00,0x1e,0x0c,0x0c,0x0c,0x0c,0xcc,0xcc,0xcc,0x78,0x00,0x00,// 'J'</p><p>　　0x00,0xe6,0x66,0x

115、6c,0x6c,0x78,0x6c,0x6c,0x66,0xe6,0x00,0x00,// 'K'</p><p>　　0x00,0xf0,0x60,0x60,0x60,0x60,0x62,0x66,0x66,0xfe,0x00,0x00,// 'L'</p><p>　　0x00,0xc6,0xee,0xfe,0xfe,0xd6,0xc6,0xc6,0xc

116、6,0xc6,0x00,0x00,// 'M'</p><p>　　0x00,0xc6,0xc6,0xe6,0xf6,0xfe,0xde,0xce,0xc6,0xc6,0x00,0x00,// 'N'</p><p>　　0x00,0x38,0x6c,0xc6,0xc6,0xc6,0xc6,0xc6,0x6c,0x38,0x00,0x00,// 'O

117、'</p><p>　　0x00,0xfc,0x66,0x66,0x66,0x7c,0x60,0x60,0x60,0xf0,0x00,0x00,// 'P'</p><p>　　0x00,0x38,0x6c,0xc6,0xc6,0xc6,0xce,0xde,0x7c,0x0c,0x1e,0x00,// 'Q'</p><p>

118、　　0x00,0xfc,0x66,0x66,0x66,0x7c,0x6c,0x66,0x66,0xe6,0x00,0x00,// 'R'</p><p>　　0x00,0x78,0xcc,0xcc,0xc0,0x70,0x18,0xcc,0xcc,0x78,0x00,0x00,// 'S'</p><p>　　0x00,0xfc,0xb4,0x30,0x30