毕业设计说明书——自动化仪表设计、.doc

目 次 1 绪论 1 1．1 论文背景 1 1．2 设计要求与研究内容 1 2 系统硬件平台 2 2．1 系统总体结构 2 2．2 系统核心器件 - 单片机 2 2．3 液晶显示模块 - TCM12232-11 6 3 软件设计 12 3．1 开发语言简介 12 3．2 Keil C51开发系统 12 3．3 ST7920显示RAM内容的编程 13 3．4 ST7920中文菜单效果的编程 17 3．5 曲线图形的程序设计 20 结 论 42 致 谢 43 参 考 文 献 44 1 绪论 1．1 论文背景 随着工业水平的提高，在工业过程控制等高分辨率测量场合，对自动化仪表的功能提出了越来越高的要求。一方面，采集的数据要求其准确精度要高；另一方面，自动化仪表应具有良好的人机界面，以及快速方便的通信功能[1～3]。 点阵式液晶显示具有显示信息量大，功耗低，寿命长，显示清晰，对比度好，不易使眼睛疲劳等特点，在各种仪器仪表中得到越来越多的应用，它作为仪表的显示终端，可实时显示各种字符、曲线、汉字、表达式等。例如，在智能仪表生产领域，液晶显示器能够实时显示实验舱中气体的温度、压力等参数和气体的密度等多路测量信号。在医疗领域，液晶显示器正在一步一步取代阴极射线管显示器（CRT），成为医疗探测器械首选地显示器件。液晶显示器在信噪比、显示精确度、病变检测的准确性等方面比CRT有着更为显著的优势[4～8]。 1．2 设计要求与研究内容 本课题主要完成将已经数字化的数据及时传送给LCD并按其大小在x轴方向进行描点显示，形成实时的曲线图形，应用在工业自动化生产中用来显示被测量与时间的对应关系。具体要求如下： （1）应用场合：工业自动化仪表； （2）针对AT89S52单片机，用KEIL C平台来设计点阵液晶图形显示软件； （3）显示主要内容：被测量大小为纵轴、时间量为横轴的数据曲线； （4）程序大小应适合所给的单片机程序存储器。 2 系统硬件平台 2．1 系统总体结构 该系统是由单片机、液晶显示模块组成。其中，单片机选用AT89S52作为系统的控制芯片，液晶显示模块选用TCM12232-11，TCM12232-11的可编程控制芯片为ST7920。AT89S52与st7920之间采取串行通讯模式相连[9]。系统电路图如图2.1所示： 图2.1 系统电路连接图 2．2 系统核心器件 - 单片机 2.2.1 单片机的特点 所谓单片机就是一块芯片上集成了CPU、ROM、RAM、定时/计数器和多种I/O接口电路等而具有一定规模的微型计算机。单片机与通用微型计算机相比较，它在硬件结构、指令设置上均有其独到之处，主要特点如下： (1)单片机中的存储器ROM和RAM是严格分工的。ROM为程序存储器，只存放程序、常数及数据表格。而RAM则为数据存储器，用作工作区及存放变量。这样的结构主要是考虑到单片机用于控制系统中，有较大的程序存储空间，把已调试好的程序固化在ROM中，而把少量的随机数据存放在RAM中，这样，小容量数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机内，以加快单片机的执行速度。但单片机上RAM是作为数据存储器用，而不是当作高速数据缓冲存储器（Cache）用。 (2)采用面向控制的指令系统。为满足控制的需要，单片机的逻辑控制能力要优于同等级的CPU，特别是单片机具有很强的位处理能力。单片机的运行速度也较高。 (3)单片机的I/O引脚通常是多功能的。由于单片机机芯上引脚有限，为了解决实际引脚和需要的信号线数的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。 (4)系列齐全，功能扩展性强。单片机具有内部掩膜ROM、内部EPROM和外接ROM等形式，并可方便的扩展外部的RAM、ROM及I/O接口，与许多通用的微机接口芯片兼容，对应用系统的设计和生产带来极大的方便。 (5)单片机的功能是通用的。单片机虽然主要是作控制器用，但是功能上还是通用的，可以像一般微处理器那样广泛地应用在各个方面[10～11]。 2.2.2 单片机的应用 单片机在控制应用领域中，有如下几方面的优点： (1)体积小、成本低、运用灵活、易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电仪一体化； (2)面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比； (3)抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其他机种无法比拟的； (4)可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统得效率和可靠性大为提高。 单片机的应用范围十分广泛，下面仅列举一些典型的应用领域。 （1）工业控制：数控机床，温度控制，可编程顺序控制，电机控制，工业机器人，智能