毕业设计（论文）-基于单片机的教室人数实时监控模块的设计.doc

倒车雷达的设计毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目：基于单片机的教室人数实时监控模块的设计 系 别 自控系 班级 学生姓名 学号 指导教师 职称 讲师 毕业设计(论文)进行地点： 任 务 下 达 时 间： 2010年 3月 10 日起止日期：2010年4月12日起至2010年6月27日止教研室主任 2010年3月 10 日批准- 45 -基于单片机的教室人数实时监控模块的设计1.设计（论文）的原始资料及依据；单片机应用、显示电路、rs-232串行通信以及传感器基础等图书资料。2.设计（论文）主要内容及要求；（1）能够实现人数的实时监控（2）采用12864显示模块（3）采用rs-232实现串行通信 3.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求； 按沈阳工程学院毕业设计论文格式要求打印 4.对外文翻译的题材、字数、出版期限等的要求：要求翻译一篇与本专业或本课题有关的外文文献，不少于3000汉字。5.课题完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；应提供开题报告1份，毕业设计论文1份，符合设计要求。6.时间进度安排；顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注14.124.18查阅收集资料，整理分析24.194.25引言及方案论证部分34.265.02传感器电路设计45.035.09接收电路设计55.105.16控制电路设计65.175.23控制电路设计75.245.30显示电路设计85.316.6显示电路设计96.076.13完成论文106.146.20完成论文116.216.27答辩准备及答辩- 41 -摘 要随着科技飞速发展的今天，各个领域都需要有更高层次要求，而更高层次的要求又源于生活，用于生活。在不同工作中都需要有对出勤人数的记录，这是衡量一个人工作量的一种表现。而在学校对于上课出勤人数的要求更是较为常见的现象，这也是对学生在学校的学习状况和学习程度的一种肯定。为了让教师更容易的了解学生的出勤情况，更好的提高学习氛围，所以运用科技手段，研制一种功能齐全、使用方便的教室人数实时监控是十分必要的。此次论文设计是利用at89s51单片机、热电型红外线传感器以及光电传感器等元件来完成主要功能；主要介绍了at89s51的基础理论，以及与设计电路有关的各种元件。根据对毕业生设计的要求，文中着重介绍了如何利用单片机控制各个单元的硬件电路和软件编程。还在设计的基础上加载了lcd显示电路，可以更清楚的了解到具体的时间、日期、人数，使设计更完善、具体、灵活。还通过rs-232串行通信口进行实时通讯，从而达到对教室实时监控的目的。本次关于对教室人数实时监控的设计方案，不仅在理论和实践上都能满足实验的要求，而且具有很强的可行性。该设计方案的特点是：安装方便、价格低廉、性能稳定、实现方便、功能齐全。关键词： 单片机，at89s51 ，串行通信 ，rs-232 abstractbecause science and technology fly soon a development of today, each realm all demand have higher layer request, but the request of higher layer again come from life, used for life.in the dissimilarity work all the demand have already recorded on duty number, this is to measure one personal workload of a kind of performance.but at school for have a class the request of on duty number is more familiar phenomenon, this is also to the student is at the study condition and study degree of school of a kind of affirmation.for let teacher more easy of understanding the students on duty circumstance, better exaltation study atmosphere, so usage science and technology means, develop a kind of function well-found, usage convenience of classroom number solid hour supervision is very necessity.this time sis design is make use of the at89s51 list slice machine, hot electricity type infrared ray spread a feeling machine and light fax machine etc. the component come to the completion main function;main introduction the foundation theories of the at89s51, and have relation with design electric circuit of various component.according to graduate student design of request, emphasized introduction in the text how make use of list slice machine control each unit of hardware electric circuit and software plait distance.the foundation returned in the design top add to carry lcd manifestation electric circuit, can know well more concrete of time, date, number, make design more perfect, concrete, vivid.return pass a string rs-232 line correspondence communication for to carry on solid, attain thus to the classroom solid hour supervision of purpose.this time concerning to classroom number solid hour supervision of design project, not only in the theories and practice top all ability satisfy experiment of request, and have a very strong possibility.should designs characteristics of the project be:install convenience, the price be cheap, function stability, realization convenience, the function be well-found.key words：microprocessor，at89s51 ，serial communication，rs-232 目 录摘 要iabstractii1 绪 论11.1 单片机的发展11.2 单片机的开发工具11.3 单片机at89s51简介11.4 单片机c程序调试软件简介41.5 单片机c语言特点52 系统的设计思想72.1 方案分析72.1.1方案一72.1.2方案二72.2 方案选择72.3 方案论证73 系统的硬件设计83.1 系统框图设计83.2 感应模块设计83.2.1热电型红外线传感器83.2.2光电传感器93.3 显示模块设计113.3.1 12864时序应用113.3.2 12864指令介绍123.3.3 12864显示位置143.3.4 点阵lcd的显示原理153.4 通讯模块设计163.4.1 rs-232接口标准173.4.2 rs-232c总线标准173.4.3 rs-232芯片193.4.4 max232接口的串行通信193.5单片机的最小系统设计214 系统的软件设计224.1初始化子函数224.2判断教室人数子函数224.2.1判断人数流程图224.2.2人数计数流程图234.3 lcd显示子函数244.4主函数25结 论27致 谢28参考文献29附 录 a1.130附 录 a1.2311 绪 论1.1 单片机的发展目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着cmos化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。随着电子技术的迅速发展，单片机已深入渗透到我们的生活中，许多电子爱好者开始学习单片机知识。单片机应用系统具有十分广泛的用途，从工业控制到家用电器，许多方面都有单片机的应用。单片机简单易学，嵌入式技术的入门学习也从单片机开始。掌握了一定的单片机技术，不仅能够根据自己的需要进行电子设计，实现自己的某些设计方案，而且也可为进一步学习嵌入式技术打下一定的基础。1.2 单片机的开发工具一个单片机系统经过总体设计，完成了硬件设计和软件设计并安装元器件，再在系统的程序存储器中存入编制好的程序，系统即可运行。但一次性成功根本是不可能的，一般总会出现一些硬件或软件上的错误，需要通过调试来发现并加以改正。mcs-51单片机虽然功能很强，但它只是一个芯片，既没有键盘，crt、led显示器，因为没有任何系统开发软件。由于mcs-51单片机本身没有自开发能力，在编制、开发应用软件或对硬件电路进行诊断、调试时，必须借助仿真开发工具模拟用户实际应用的单片机，并且能随时观察运行的中间过程而不改变运行中原有的数据性能和结果，进行模仿现场的真实调试。能够完成这一在线仿真工作的开发工具就是单片机在线仿真器。一般仿真、开发工具被称为仿真开发系统。目前国内普遍使用的开发系统大致分为4类：1、通用性单片机开发系统 2、软件模拟开发系统3、普及型开发系统 4、通用机开发系统1.3 单片机at89s51简介at89s51是一个低功耗，高性能cmos 8位单片机，片内含4k bytes p(in-system programmable)的可反复擦写1000次的flash只读程序存储器，器件采用aistmel公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准mcs-51指令系统及80c51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和isp flash存储单元，功能强大的微型计算机的at89s51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。at89s51具有如下特点：40个引脚（引脚图如图1.1所示），4k bytes flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（ram），32个外部双向输入/输出（i/o）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（wdt）电路，片内时钟振荡器。此外，at89s51设计和配置了振荡频率可为0hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，cpu暂停工作，而ram定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存ram的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有pdip、tqfp和plcc等三种封装形式，以适应不同产品的需求。如图1.1为at89c51单片机引脚图和逻辑符号图。图1.1 at89c51单片机引脚图和逻辑符号图其管脚功能具体如下：vcc：供电电压。gnd：接地。p0口：p0口为一个8位漏级开路双向i/o口，每脚可吸收8ttl门流。当p1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。p0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在fiash编程时，p0 口作为原码输入口，当fiash进行校验时，p0输出原码，此时p0外部必须被拉高。p1口：p1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o口，p1口缓冲器能接收输出4ttl门电流。p1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，p1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在flash编程和校验时，p1口作为第八位地址接收。 p2口：p2口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2口缓冲器可接收，输出4个ttl门电流，当p2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，p2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。p2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，p2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，p2口输出其特殊功能寄存器的内容。p2口在flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。p3口：p3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向i/o口，可接收输出4个ttl门电流。当p3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，p3口将输出电流（ill）这是由于上拉的缘故。p3口也可作为at89s52的一些特殊功能口，如表1.1所示：表1.1 p3口的第二功能p3.0rxd（串行口输入）p3.1txd（串行口输出）p3.2int0（外部中断0输入）p3.3int1（外部中断1输入）p3.4t0（定时器0外部脉冲输入）p3.5t1（定时器1外部脉冲输入）p3.6wr（外部数据存储器写脉冲输出）p3.7rd（外部数据存储器读脉冲输出）p3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。rst：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持rst脚两个机器周期的高电平时间。ale/prog：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在flash编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ale端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ale脉冲。如想禁止ale的输出可在sfr8eh地址上置0。此时， ale只有在执行movx，movc指令是ale才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ale禁止，置位无效。/psen：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/psen有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/psen信号将不出现。/ea/vpp：当/ea保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000h-ffffh），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/ea将内部锁定为reset；当/ea端保持高电平时，此间内部程序存储器。在flash编程期间，此引脚也用于施加12v编程电源（vpp）。xtal1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。xtal2：来自反向振荡器的输出。1.4 单片机c程序调试软件简介在没有硬件仿真系统或在线调试器时,如何对系统进行调试或仿真,介绍基于单片机c程序keil 51环境下的程序调试与软件仿真方法,合理使用这些方法模拟实际运行环境,验证程序设计,可以减少调试时间,提高编程效率。keil 51c是目前流行的单片机开发工具之一,它具有编译、汇编、链接、实时操作系统、项目管理以及调试的功能,可以完成编辑、编译、链接、调试、仿真等整个单片机开发流程。单片机系统软件的开发总要和片内、片外硬件设备息息相关,比如外部设备、键盘、引脚信号变化、ad转换、液晶、串口等;同时还需根据设备信号输出相应的控制信息。在没有硬件仿真系统或在线调试器,必须使用keil 51c提供的软件调试、仿真功能,它可以很方便地模拟单片机的运行以及模拟片内和片外的外围器件的工作。将keil 51c调试器配置成纯软件模式,可以不需要实际的目标硬件就能够模拟、仿真51系列单片机及外围器件的很多功能。keil 51c辅助程序调试的窗口或界面主要有输出窗口、反汇编窗口、watch窗口、memory窗口、tool box按钮、serial窗口、性能分析仪等。他们使程序的调试更加方便、直观且功能强大。command页:通过命令行的形式,向运行中的程序发出调试命令,如显示变量、表达式、寄存器、cpu引脚、加载用户调试函数、信号函数等,然后等待程序返回,以此来验证目标程序的正确性。keil 51c提供了大量的内部调试命令,如break、dir、signal、display、include等。命令行中输入的命令是c语言的子集,大多数的c语句可以在此运行。另外, keil 51c还可以将命令行中输入的调试信息,即整个调试过程用log命令记录在文本文件中。使用时再用include命令加载该文件,使调试信息与目标程序同时运行,它们一个在前台,另一个在后台运行。serial窗口:串口输入输出窗口可用于系统调试时的输入和输出窗口。可以通过该窗口输入信息、响应用户的交互操作、输出程序执行中的一些变量值或信息。断点编辑器:充分使用断点,编辑各种断点,使程序在需要时中止运行,以便控制整个目标程序的运行过程,监视相关变量、寄存器或存储区的变化。keil 51c有丰富的断点编辑功能和三种断点类型:执行断点、条件断点、以及存取断点。cpu片内设备界面:包括i/o口,定时器,串口等,它是具体硬件电路的输入和输出窗口。在程序调试运行时,打开设备界面可以观察到设备各参数值及其动态变化情况。同时,在需要输入开关量的模拟中,可以直接修改界面上的各参数值进行仿真输入。tool box按钮:包含用户配置的命令按钮,单击按钮可以调用相关调试命令、信号函数或自定义函数,可以完成命令行中所有的调试功能,提供给用户良好的调试界面。1.5 单片机c语言特点单片机c语言是硬件设计人员的一种描述工具，硬件设计本身还是要人来完成的。单片机c语言被设计出来的目的是为了硬件设计，具有硬件的性质。它用于描述电路系统的结构，接口，行为和功能，除了它具有的硬件特征的语句外，它的语言形式和描述风格，以及句法与一般的计算机高级语言相当类似，然而它又与软件语言具有完全不同的性质。单片机c语言主要用于设计数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，单片机c语言的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。单片机c语言的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可是部分,及端口）和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。与其他的硬件描述语言相比，单片机c语言具有更强的行为描述能力，从而决定了他成为系统设计领域最佳的硬件描述语言。强大的行为描述能力是避开具体的器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统的重要保证。单片机c语言丰富的调用函数和库函数，使得在任何大系统的设计早期就能查验设计系统的功能可行性，随时可对设计进行调试验证。单片机c语句的行为描述能力和程序结构决定了他具有支持大规模设计的分解和已有设计的再利用功能。符合市场需求的大规模系统高效，高速的完成必须有多人甚至多个代发组共同并行工作才能实现。对于用单片机c语言完成的一个确定的设计，可以利用单片机工具进行逻辑综合和优化，并自动的把单片机c语言描述设计转变成门级网表。 单片机c语言对设计的描述具有相对独立性，设计者可以不懂硬件的结构，也不必管理最终设计实现的目标器件是什么，而进行独立的设计。单片机c语言的设计不依赖于特定的器件，方便了工艺的转换。单片机c语言是一个标准语言，为众多的单片机厂商支持，移植性好。单片机c语言描述系统时，一般有三种描述层次：行为描述、数据流描述 、结构描述。行为级描述注重描述对象的功能，表示输入与输出之间的转换行为;不包含结构信息；数据流描述用逻辑方程描述对象的关系；结构描述 (门级描述)直接给出实体实现的逻辑网表。2 系统的设计思想2.1 方案分析2.1.1方案一方案一是采用压力传感器，通过判断人体的重量来判断是否有人进出，所选用的传感器对重量有一定的范围，首先判断是否有人，先预埋两个压力传感器在进出口地上，在门里和门外对称放置，通过学生进入或出去先踩中哪个而产生电信号来判断学生的进出教室，进去加1，出去减1。最终达到人数实时监控的目的。2.1.2方案二方案二是采用热电型红外线传感器检知对象物所发出的红外线，设备安装在教室门框顶端，由于只需要检知从物体放射出出来的红外线，所以不必直接接触就能够感知物体表面的温度，故人体检知以及移动中物体的温度当然均能以非接触之方式测得。可以更容易检测出人的活动，更能准确的判断人存在；通过两个光电传感器同等高度安装在教室门框附近，可以通过判断通过光电传感器所产生的电信号先后顺序进行加减计数，用来判断学生的进出，从而达到对教室实时监控的目的。安装示意图如图3.4所示。2.2 方案选择方案一对人体的重量范围要求严格，这就产生对传感器的精度和耐压度有更高的要求，对踩在上面的人所产生的压力的不确定性而产生误判，而且工程量较大，不易安装，所以不宜采用。方案二是采用热电型红外线传感器检知对象物所发出的红外线，可以更容易检测出人的活动，更能准确的判断人存在；通过对射型的光电传感器判断人数进出，可以更容易实现，而且安装简单方便，更容易控制，所以采用方案二。2.3 方案论证通过对设计的理论分析，由于设计只需要检知从物体放射出出来的红外线，所以不必直接接触就能够感知物体表面的温度，故人体检知均能以非接触之方式测得。可以更容易检测出人的活动，更能准确的判断人存在；通过两个光电传感器来判断学生的进出教室，通过光电传感器所产生的电信号先后顺序进行加减计数，用来判断学生的进出，从而达到对教室实时监控的目的。可以实现本设计。3 系统的硬件设计3.1 系统框图设计本系统由感应模块、显示模块、单片机最小系统模块、通信模块等模块组成。并通过软件控制，来实现红外检测，光电计数，并能实时保存记录，进人计数出人计数红外传感器判断是否有人光电传感器检测at89s51rs-232接口lcd显示电路主机图3.1 人数实时监控的系统框图3.2 感应模块设计本模块采用热电型红外线传感器模块来进行测试人的存在，用光电传感器来判断学生的出去与进入。3.2.1热电型红外线传感器3.2.1.1 结构特征热电型红外线传感器系利用热电效果，其材料则使用强介质陶瓷体 (dielectric ceramic)，钽酸锂(litao3)等单结晶及pvdf 等有机材料，热电型红外线传感器具有下列几项特征：(1) 由于检知从物体放射出出来的红外线，所以不必直接接触就能够感知物体表面的温度，故人体检知以及移动中物体的温度均能以非接触之方式测得。(2) 热电型红外线传感器系接受检知对象物所发出的红外线，因此是被动型(3) 热电效果系温度变化而产生的，因此只接受因温度变化之能量(energy)，而热电型红外线传感器将电压微分而输出之。如图3.2 所示热电型红外线传感器的内部构造。图3.2 热电型红外线传感器内部构造3.2.1.2 工作原理1. 各种波长的红外线射入传感器。2. 组件顶端之入射窗以滤光镜(filter)覆盖着，只让必要的红外线通过，而将不要的红外线隔绝。3. 位于感知组件表面的热吸收膜会将红外线变换成热。4. 感知组件的表面温度上升，因热电效果之故，就产生表面电荷。5. 产生的表面电荷以fet 放大且变换阻抗。6. 从漏极(drain)供给fet 动作所需的电压。7. 放大后的电气信号会于外部所接的源极 地端之电阻上显现出来，而与偏压重迭之后取出。3.2.2光电传感器本设计采用对射式光电传感器，由一个投光器和一个感光器组成。可以把发光器和收光器分离开，使检测距离加大。它的检测距离可达几米至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。实际应用如图3.3所示。感光器投光器图3.3 光电传感器对射模型如图3.4进行安装，发射端的光电传感器有两根线，只要供上12-240v直流或24-240v的交流电即可正常工作，正常工作的表现为光电传感器上的红色指示灯亮。接收端有五根线，其中两根线的颜色和发射端的两根线的颜色一样为电源供电，另外三根线中有一根为公共端(检测线上接+5v电源)，一根为常开端，一根为常闭端，视光电传感器的型号而定用常开或常闭将5v的电源提供给计算机。把电源线和信号线接好后，进行调试。调节发射器和接收器的位置，使中心对正，如果指示灯亮或者用手遮掩能听到“嗒嗒”的响声，表明已经对正，固定其位置。同样安装热电型红外传感器。学生从进入教室到离开教室的过程中，其输出电压将会出现一个由平衡时的电压逐渐减小到最小值再逐渐增大到最大值再下降到平衡时电压的过程，当体进入探测器的有效探测距离范围时光电传感器输出一个交变信号。图3.4 人数监控传感器示意图3.3 显示模块设计3.3.1 12864时序应用12864是带中文字库的12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为12864, 内置8192个1616点汉字，和128个168点ascii字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示84行1616点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。串行数据传送共分三个字节完成：第一字节：串口控制格式 11111abc。a为数据传送方向控制：h表示数据从lcd到mcu，l表示数据从mcu到lcd。b为数据类型选择：h表示数据是显示数据，l表示数据是控制指令。c固定为0。第二字节：(并行)8位数据的高4位格式 dddd0000。第三字节：(并行)8位数据的低4位格式 0000dddd。串行接口时序参数：(测试条件：t=25 vdd=4.5v)其串行时序图如图3.5所示：图3.5 串行时序图3.3.2 12864指令介绍1、清除显示code：rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0lllllllllh功能：清除显示屏幕，把ddram位址计数器调整为“00h” 2、位址归位code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0llllllllhx功能：把ddram位址计数器调整为“00h”，游标回原点，该功能不影响显示ddram3、显示状态 开/关code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0llllllhdcb功能： d=1；整体显示on c=1；游标on b=1；游标位置on4、游标或显示移位控制code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0lllllhs/cr/lxx功能：设定游标的移动与显示的移位控制位：这个指令并不改变ddram的内容。5、功能设定code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0llllhdlx0 rexx功能：dl=1（必须设为1） re=1；扩充指令集动作 re=0：基本指令集动作6、设定cgram位址code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0lllhac5ac4ac3ac2ac1ac0功能：设定cgram位址到位址计数器（ac）7、设定ddram位址code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0llhac6ac5ac4ac3ac2ac1ac0功能：设定ddram位址到位址计数器（ac）8、写资料到ramcode：rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0hld7d6d5d4d3d2d1 d0功能：写入资料到内部的ram（ddram/cgram/tram/gdram）9、读取忙碌状态（bf）和位址code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0lhbfac6ac5ac4ac3ac2ac1ac0功能：读取忙碌状态（bf）可以确认内部动作是否完成，同时可以读出位址计数器（ac）的值10、读出ram的值code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0hhd7d6d5d4d3d2d1d0功能：从内部ram读取资料（ddram/cgram/tram/gdram）11、待命模式（12h）code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0lllllllllh功能：进入待命模式，执行其他命令都可终止待命模式。12、卷动位址或iram位址选择（13h）code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0llllllllhsr功能：sr=1；允许输入卷动位址 sr=0；允许输入iram位址 13、反白选择（14h）code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0lllllllhr1r0功能：选择4行中的任一行作反白显示，并可决定反白的与否14、睡眠模式（015h）code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0llllllhslxx功能：sl=1；脱离睡眠模式 , sl=0；进入睡眠模式15、扩充功能设定（016h）code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0llllhhx1 regl功能：re=1；扩充指令集动作 re=0；基本指令集动作 g=1；绘图显示on g=0；绘图显示off16、设定iram位址或卷动位址（017h）code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0lllhac5ac4ac3ac2ac1ac0功能：sr=1；ac5ac0为垂直卷动位址，sr=0；ac3ac0写iconram位址17、设定绘图ram位址（018h）code： rw rs db7 db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0llhac6ac5ac4ac3ac2ac1ac0功能：设定gdram位址到位址计数器（ac）3.3.3 12864显示位置1、坐标位置显示水平方向x以字节单位 垂直方向y以位为单位图3.6 坐标位置显示图2、汉字显示坐标表3.1汉字显示坐标 x坐标line180h81h82h83h84h85h86h87hline290h91h92h93h94h95h96h97hline388h89h8ah8bh8ch8dh8eh8fhline498h99h9ah9bh9ch9dh9eh9fh字型12345678中文显示第一行80h81h82h83h84h85h86h87hhlhlhlhlhlhlhlhl中文显示第二行90h91h92h93h94h95h96h97hhlhlhlhlhlhlhlhl中文显示第三行88h89h8ah8bh8ch8dh8eh8fhhlhlhlhlhlhlhlhl中文显示第四行98h99h9ah9bh9ch9dh9eh9fhhlhlhlhlhlhlhlhl表3.2 中文显示 ram 地址3.3.4 点阵lcd的显示原理在数字电路中，所有的数据都是以0和1保存的，对lcd控制器进行不同的数据操作，可以得到不同的结果。对于显示英文操作，由于英文字母种类很少，只需要8位（一字节）即可。而对于中文，常用却有6000以上，于是我们的dos前辈想了一个办法，就是将ascii表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，即汉字的内码。而剩下的低128位则留给英文字符使用，即英文的内码。那么，得到了汉字的内码后，还仅是一组数字，那又如何在屏幕上去显示呢？这就涉及到文字的字模，字模虽然也是一组数字，但它的意义却与数字的意义有了根本的变化，它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状，如英文的a在字模的记载方式如图3.7所示：图3.7 “a”字模图而中文的“你”在字模中的记载却如图3.8所示：图3.8 “你”字模图12864点阵型lcd简介12864是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/列驱动器及12864全点阵液晶显示器组成。可完成可图形显示，也以显示84个(1616点阵)汉字。3.4 通讯模块设计计算机cpu与外部交换信息的方式有两种：并行通信和串行通信。并行通信就是将所有的数据同时传递，其优点就是传送速度快，效率高，但传送多少位数据就需要多少根传输线，因此成本很高。在集成电路芯片的内部、同一插件板上各个部件之间、同一机箱内各个插件板之间等的数据传送都是并行的。并行传递的距离通常小于 30m。串行通信的数据各位按顺序传输，其特点是只需一对传输线即可完成传输任务，成本低、速度慢、效率低，但传输距离可以从几米到几千公里。在计算机测控系统中，由于测控对象与控制中心之间距离一般较远，因此，一般都采用串行方式。根据对数据流的分界，定时及同步的方法不同，串行通信又可分为异步串行通信方式和同步串行方式。异步串行方式是以字符为信息单位传送的，即一个字符一个字符地传送，每一次传送的信息量少，一帧信息只包含一个字符；而同步串行通信是以数据块为信息单位传送，每帧信息包含成百上千字符，每次传送的位信息量大。本设计采用rs-232接口。3.4.1 rs-232接口标准rs-232 是串行通讯中应用最广泛的标准总线，它最初是为远程通信直接数据终端设备 dte 与数据通信设 dce 而制定的，该标准适用于 dce 和 ete 之间点对点的串行二进制通信，通信速率为 4800，9600，192006bps 等，最高通信速率为 19.2kbps，在通信速率不高于 20kbps 时、rs-232 所能连接的最远距离为 15m，驱动器的负载电容应小于2500pf。为保证二进制数据能够正确传送，设备控制准确的完成，有必要使所用的信号电平保持一致，为此 rs-232 规定+3+15v 之间的任意数据表示逻辑“0”电平，-3v-15v之间的任意电压表示逻辑“1”电平。3.4.2 rs-232c总线标准 rs-232c总线标准接口：目前使用的最为广泛的串行通信总线接口是eia推出的rs-232c。rs-232c标准接口的全称是“使用二进制进行交换的数据终端设备(dte)和数据通信设备(dce)之间的接口。计算机，外设，显示终端都属于数据终端设备，而调制解调器则属于数据通信设备，rs-232c在通信线路中的连结方式图3.2所示：dters-232dcedcedters-232图3.8 rs232通信示意图rs-232c”中的rs是rcommended standard，232是标识符，c表示该标准协议经过了三次修改，原来有过rs-232a和rs-2328标准。rs-232c定义了20根信号线，其中最为常用的信号线的定义、分类及其功能如下表3.3：表3.3 rs232信号线的定义引脚号信号名称简称方向功能1保护地接设备外壳，安全模式2发送数据txd向dcedte发送串行数据3接收数据rxd背向dtedte接收串行数据4请求发送rts向dcedte请求切换到发送方 式5消除发送cts背向dtedte已切换到准备接受6数传设备就绪dsr背向dtedce准备就绪7信号地信号地8载波检测dcd背向dtedce已接受到远程信号20数据终端就绪dtr向dcedte准备就绪22振铃指示ri背向dte通知dte，通信线路已好rs-232c是为了促进公用电话网络的通信而制定的标准，其逻辑电平对地是对称的，与ttl, mos逻辑电平完全不同；逻辑0电平规定为+3v+15v之间，逻辑1电平规定3v-15v之间，因此rs-232c驱动器与ttl电平必须要经过电平转化。rs-232c规定的逻辑电平与一般的微处理器、单片机的逻辑电平不一样，在实际的运用中把微处理器和单片机的信号电平(ttl)转换成为rs-232c的电平，或者对两者进行逆转换，这两种电平的转换由专门的电平转换芯片实现。rs-232c总线标准连接系统用rs-232c连接系统时，有近程通信方式和远程通信方式之分，近程通信零modem方式与rs-232c连接通常有三种方式：1)具有较好的硬件握手功能，“数据发送“和”数据接收“相互交叉相连，使得两台设备都能正常的发送和接收。“数据终端就绪”和“数据设备就绪