毕业设计（论文）-基于单片机的带液晶显示的实时地形沙盘软件设计.doc

XXX工业大学城市学院毕业论文作者：学号：系：专业：题目：带液晶显示的实时地形沙盘软件设计指导者：讲师评阅者：2011年6月2日毕业论文中文摘要带液晶显示的实时地形沙盘软件设计摘要实时地形沙盘就是利用现代电子设备模拟出实时地形来作为楼盘实时演示等的模型。本文通过利用51单片机驱动步进电机阵列实现地形变化，同时在液晶显示模块上显示当前地形数据。51单片机控制74HC154416线译码器扩充51单片机的输出接口，从而控制uln2003an芯片带动微型步进电机4*4阵列，使步进电机能够按照预设地形数据有规律的运转，带动步进电机上的螺丝转动从而能够使螺帽上下运动从而实现点的上下振动，模拟出地形的显示，再而在液晶显示模块上显示出地形相关数据。本文软件部分是通过C语言完成的，主要驱动步进电机的正反转，用选择语句判断电机是正转还是反转，然后用for语句来同时控制16个电机的转动。关键词：单片机步进电机液晶显示毕业论文外文摘要THESOFTWAREDESIGNOFREAL-TIMETERRAINSANDTABLEWITHLCDABSTRACTReal-timeterrainsandtableusedmodernelectronicequipmentsimulatereal-timeterrainasthemodelbuildingreal-timedemo.Thisarticlethroughtheuseof51SCMdrivesteppingmotorarrayrealizeterrainchange,atthesametimeinLCDmoduleonterraindatashowthecurrent.51single-chipmicrocomputercontrol74HC1544-16line51single-chipmicrocomputerdecoderexpansionofoutputinterface,Soastocontroluln2003anchipmicrosteppingmotordriven4*4array,Makesteppingmotorcanaccordingtopresetterraindataregularoperation,Drivescrewsonthesteppermotorrotationthuscanmakenutsmovementupanddownthefluctuationvibrationsoastorealizethepoint,Simulatetheterrainisdisplayed,ThenshowingdataofterraininLCDmodule.ThesoftwarewasfinishedbyClanguage,Maindrivesteppingmotorpositive&negative,Judgemotorwithselectstatementsareturnorreverse,Thenuse“for”statementstocontrol16motorrotationsimultaneously.KEYWORDS:SCMstep-motorLCDdisplay目次1引言12课题研究的基本内容和意义13硬件介绍23.1译码器74hc15423.2驱动芯片uln200333.3步进电机43.4液晶显示模块44软件设计思想54.1编程语言的选用54.2电机正反转的C语言控制64.3液晶显示模块软件设计75程序流程85.1电机正传流程85.2电机反转流程95.3总流程10结论11参考文献12致谢13河北工业大学2011届城市学院本科毕业论文11引言在军事题材的电影、电视作品中，我们常常看到指挥员们站在一个地形模型前研究作战方案。这种根据地形图、航空像片或实地地形，按一定的比例关系，用泥沙、兵棋和其它材料堆制的模型就是沙盘。沙盘还常用来制作经济发展规划和大型工程建设的模型，其形象直观，颇受计划决策者和工程技术人员的青睐。步进电机是现代数字控制技术中最早出现的执行部件，其特点就是可以将数字脉冲控制信号直接转换为一定数值的机械角位移，并且能够自动产生定位转矩使转轴锁定1。本文则是利用步进电机能够按照预设的数字信号来有规则的运转，通过单片机来设计和开发步进电机的控制系统，可以很好地满足这一要求。本文设计了以单片机为核心的步进电机的控制系统，单片机AT89C51通过译码器74hc154来扩充单片机输出接口，然后控制带uln2003an的二相步进电机，通过I/O口输出具有一定时序的方波作为步进电机的控制信号，从而实现了步进电机有规则的运转，在每个电机上面装上螺丝螺帽，电机正转反转的时候会带动螺帽的上下移动，从而在空间上有高度之差，再把16个电机摆成4×4的阵列，模拟显示出方块地形，通过液晶屏显示出来。2课题研究的基本内容和意义电动地形沙盘能够根据实际的三维地理信息数据，以缩微实体的方式还原地形。本设计利用单片机驱动步进电机阵列实现地形变化，同时在液晶显示模块上显示当前地形数据。根据实际电路及选用硬件，编写液晶显示模块的驱动程序、步进电机的驱动程序等。课题研究的意义有：电动沙盘在实际中，如楼盘结构图，战地沙盘图等起到重要作用，具有重大的现实意义。综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题。使自己的实践动手、动笔能力得到锻炼。为工作时候的产品开发、改进打下基础；掌握文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力。河北工业大学2011届城市学院本科毕业论文23硬件介绍3.1译码器74hc15474HC154是一款高速CMOS器件，74HC154引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。74HC154译码器可接受4位高有效二进制地址输入，并提供16个互斥的低有效输出。74HC154的两个输入使能门电路可用于译码器选通，以消除输出端上的通常译码“假信号”，也可用于译码器扩展。该使能门电路包含两个“逻辑与”输入，必须置为低以便使能输出端。任选一个使能输入端作为数据输入，74HC154可充当一个1-16的多路分配器。当其余的使能输入端置低时，地址输出将会跟随应用的状态24。译码器的引脚功能如表3.1所示。表3.1引脚端SYMBOL符号NAMEANDFUNCTION名称及功能1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，13，14，15，16，17Y0toY15Outputs输出(ActiveLOW)低电平18，19G1，G2EnableInputs(ActiveLOW)使能输入(低电平)23，22，21，20AtoDAddressInputs地址输入12GNDGround接地(0V)24VCCPositiveSupplyVoltage电源电压译码器的引脚图如图3.1所示，河北工业大学2011届城市学院本科毕业论文3图3.2uln2003内部结构图3.174HC154译码器引脚图3.2驱动芯片uln2003Uln2003是一种高耐压、大电流的达林顿陈列，由七个NPN达林顿管组成。每一对达林顿都串联一个2.7的基级电阻，在5v的工作电压下与TTL和COMS电路相连，可以直接处理需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003的内部结构如图1所示，灌电流可达500mA，并且在关态是能够承受50v的电压，可以在高负电流下并行输出运行58。驱动芯片uln2003A的引脚功能表如下：引脚功能17号CPU脉冲输入端，端口对应一个信号输出端。8号接地9号该脚是内部7个续流二极管负极的公共端，各二极管的正极分别接各达林顿管的集电极。用于感性负载时，该脚接负载电源正极，实现续流作用。如果该脚接地，实际上就是达林顿管的集电极对地接通。1016号脉冲信号输出端，对应7脚信号输入端。