表2-5引脚
图
LED- LED接地端 液晶说明
液晶显示电路接线原理图见图2-1。
(2)在单片机系统中应用液晶显示器作为输出器件有以下几个有点: 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的多。
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,因而耗电量比其他显示器要少的多。
图2-12液晶电路图
(3)LCD按其显示方式通常可以分为断式、点字符式、点阵式等。还有黑
白、多灰度、彩色显示等。液晶显示原理是利用液晶的物理特性,通过电压对其显示区域进行控制,有电就显示黑色,这样就可以显示出图形。针对于本系统要显示汉字,字母,数字等,以及其在一个界面同时要显示的字数,本系统要以图形的形式显示各运行结果,我们最终选择AMPIRE128x64型号的LCD。①字符显示:字符显示比较复杂,一个字符由16x8点阵组成,即要找到和显示屏是某几个位置对应的RAM区的字节,再使不同的位置为“1”其他的为“0”;为“1”的点亮,为“0”的不亮,这样就显示出一个字符。②汉字显示:汉字显示和字符显示的原理差不多,就是一个汉字一般采用图形方式,事先从微机中用字模软件提取要显示的汉字的点阵码,每个汉字占32B,为为两部分,各16B。根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数就可以找出显示RAM的对应地址,送上汉字要显示的第一字节,以此类推,最后送完32B,这样汉字就显示出来了。
系统的液晶显示字体和字母的显示就是按照上述的原理显示的,点阵码是用字模软件在相同的设置区域找出的。然后把提取的点阵码放入编写的LCD软件程序里。
(5)阵码获取过程简介:首先,打开软件,然后新建文件,因为汉字占32B所以设置其为高度和宽度16x16。取模方式选择C51格式在文字输入区输入汉字,在点阵区生成点阵码,例如在文字输入区输入“欢”字,其点阵码生成如下:
图2-13点阵生成截图
2.3.10报警电路
图2-14单频音报警电路图
在单片机应用系统中,一般的工作状态可以通过指示灯或数码显示来指示,供操作人员参考,了解系统的工作状况。但对于某些紧急状态,比如系统检测到的错误状态等,为了使操作人员不至于忽视,及时采取措施,往往还需要有某种更能引人注意,提起警觉的报警信号。这种报警信号通常有三种类型:一是闪光报警,因为闪动的指示灯更能提醒人们注意;二是鸣音报警,发出特定的音响,作用于人的听觉器官,易于引起和加强警觉;三是语音报警,不仅能起到报警作用,还能直接给出警报种类的信息。其中,前两种报警装置因硬件结构简单,软件编程方便,常常在单片机应用系统中使用;而语音报警虽然警报信息较直接,但硬件成本高,结构较复杂,软件量也增加。单频音报警实现单频音报警的接口电路比较简单,其发音元件通常可采用压电蜂鸣器,当在蜂鸣器两引脚上加3~15V直流工作电压,就能产生3kHZ左右的蜂鸣振荡音响。压电式蜂鸣器结构简单、耗电少,更适于在单片机系统中应用。压电式蜂鸣器,约需10mA的驱动电流,可在某端口接上一只三极管和电阻组成的驱动电路来驱动,如图2-14所示。在图2-14中,P1.0接三极管基极输入端,当P1.0输出高电平“1”时,三极管导通,蜂鸣器的通电而发音,当P1.0输出低电平“0”时,三极管截止,蜂鸣器停止发音。
基于本系统的需求和功耗要求,只需要基本的报警功能即可,我选择采用的是三极管驱动的单音频报警电路。
以下为报警电路接线图见图2-15:
图2-15报警电路图
2.3.11硬件仿真环境介绍
Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上,可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,
该软件的特点是:
(1)实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
(2)支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有:68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。
(3)提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功能;同时支持第三方的软件编译和调试环境,如Keil C51 uVision2等软件。
(4)具有强大的原理图绘制功能。总之,该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件,功能极其强大。本章介绍Proteus ISIS软件的工作环境和一些基本操作。
图2-16 ISIS 6 Professional图标
进入Proteus ISIS:双击桌面上的ISIS 6 Professional图标(见图2-16)或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus 6 Professional”→“ISIS 6 Professional”,出现如图2-15所示屏幕,表明进入Proteus ISIS集成环境。工作界面:Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面,如图2-17所示。包括:标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。