单片机最小系的设计与应用.ppt

电子设计专题之一---单片机最小系统的设计与应用 ---福建师范大学协和学院 董建怀 本专题主要内容 单片机最小系统的设计与应用 (1). 单片机最小系统硬件 (2). 液晶显示输出模块 (3). 键盘扫描输入模块 (4). 基本输入输出的设计与实现 (5). 单片机资源受限的解决方案 一、单片机最小系统硬件简介 1.2 键盘及LED电路 1.3 LCD电路 1.4 声音输出电路 二、LCD 输出模块 2.1 SMC1602A简介(1) 液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等特点，现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件了。 SMC1602A使用HD44780芯片（或兼容芯片）来实现控制。 1602最多可以显示32个字符（或汉字），分2行显示，每行最多16个字符（或汉字）。 PROTEUS仿真模型：LM016L。 2.1 SMC1602A简介(2) 2.1 SMC1602A简介(3) 2.2 SMC1602A引脚说明 VDD：电源正极，4.5－5.5V，通常使用5V电压； VL：LCD对比度调节端，电压调节范围为0－5V。接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，但对比度过高时会产生“鬼影”，因此通常使用一个10K的电位器来调整对比度，或者直接串接一个电阻到地； RS：MCU写入数据或者指令选择端。MCU要写入指令时，使RS为低电平；MCU要写入数据时，使RS为高电平； R/W：读写控制端。R/W为高电平时，读取数据；R/W为低电平时，写入数据； E：LCD模块使能信号控制端。写数据时，需要下降沿触发模块。 D0－D7：8位数据总线，三态双向。如果MCU的I/O口资源紧张的话，该模块也可以只使用4位数据线D4－D7接口传送数据。 BLA： LED背光正极。需要背光时，BLA串接一个限流电阻接VDD，BLK接地，实测该模块的背光电流为50mA左右； BLK： LED背光地端。 2.3 常用硬件连接图 2.4 LCD内部的内存(1) 固定字型ROM，称为CGROM。其内共存储192个5×7点阵的字型，以字符的ASCII码形式进行访问。 2.4 LCD内部的内存(2) 数据显示RAM，称为DDRAM。用来存储写至LCD的字符。待显示的字符（ASCII码）必须送至DDRAM对应的地址上才能正确显示。下图为每个字符的地址。 2.4 LCD内部的内存(3) 用户自定义字型RAM，称为CGRAM。共只有64字节，地址为00H~3FH（须加40H），在此区域共可以自定义8个字符（或汉字），一个字符的大小为5×7点阵，每个字符占8个字节，8个字符的访问码依次为00H~07H。 2.5 1602LCD基本操作(1) 2.5 1602LCD基本操作(2) 2.5 1602LCD基本操作(3) 2.5 1602LCD基本操作(4) 我们只要关注的地方是中间的Valid Data即有效数据区 。 在进行读操作的时候，RW置于1，RS则根据读的内容（状态或数据）置为0或1，注意看图中的A和B两根红线，在A位置，E置为1，经过td时间后，可以 在数据口读到正确的数据，由于td的时间极短（ns级），我们的单片机操作一般是us级，所以可以不考虑这个时间差，在将E置为1之后，就可以紧跟着指令 去读取数据，在读到数据后，再将E置为0，经过THD2时间后，数据口上的数据失效。 2.5 1602LCD基本操作(5) 2.5 1602LCD基本操作(6) 在进行写操作的时候，RW要置为0，RS根据写的内容不同（指令或数据）置为1或0，同时，大家注意C和D两根红线，我们在将E置为1之前，要先将数据送到数据口上，然后，在C位置，将E置为1，经过tPW延时后，再将E置为0，在这个时间段内必须保证数据口上的数据稳定不变，为有效的数据。同理，由于 tPW这些延时相对较短（ns级），所以在单片里也不必考虑延时问题。 2.6 1602的11条控制指令(1) 2.6 控制指令说明(2) 2.7 1602LCD软件设计---静态显示流程图(1) 2.7 1602LCD初始化的一般过程(2) 2.8 应用---1602LCD硬件连接 2.9 1602LCD软件设计---静态显示(1) 2.9 1602LCD软件设计---静态显示(2) 2.9 1602LCD软件设计---静态显示(3) 2.9 1602LCD软件设计---静态显示(4) 2.10 1602LCD软件设计---自定义字库/显示汉字 三、按键输入模块的设计 3.1 简单按键电路 3.2 4×4键盘电路 3.3 简单输入模块(按钮个数少时)软硬设计 按钮个数少时(=8个)，可以直接和单片机的I/O口和外部中断引脚连接。 软件上采用中断和查询相结合的方法，即在中断服务子程序