[信息与通信]单片机多级菜单论文gym

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1、单片机小系统菜单功能程序设计系 （部）： 专 业 班： 姓 名： 学 号：指导教师： 2011年5月 40单片机小系统菜单功能程序设计 The Menus Function Program Design of Little Single-Chip System 摘 要随着现代化的脚步，市场经济的不断完善，信息技术日益发展，信息量的掌握决定了一个人事业的成败。21世纪其实无疑不是信息的时代。信息技术的迅猛发展已对我们的生产方式、生活方式、学习方式及思维方式产生了深远的影响，也带动了信息显示技术的发展。 其中液晶显示屏被广泛应用于各种不同的领域，包括手机、膝上型电脑、笔记本电脑、电脑监视器、大屏幕

2、电视以及数字广告屏，液晶显示在我们的生活中随处可见，同时，人们也可根据自己的需求选择显示出想要显示的内容。近年来，同样应用广泛的菜单选择系统也离不开显示技术。通过显示屏，使得具有单层或多层菜单选择功的操作系统更加简洁、优化、便于操作。本设计通过汉字液晶显示器122232来显示出一个具有两级菜单选择功能的小系统。设计以模拟生活中常见的多功能检测器为例，详细分析了单片机在本设计中的应用原理，并分块给出了整个系统的硬件以及软件编程思路，使得整个设计清晰简洁地阐明了单片机小系统在生活中的广泛应用。因此本课题的研究具有重要的现实意义。 关键词：显示 单片机 液晶显示器 菜单选择 AbstractWith

3、 the pace of the modernization, the economy market continues to improve. The information technology is improved day by day, so controlling the amount of information determines ones success or failure. In fact, the 21st century is certainlythe information age. The rapid development of the information

4、 technology has made a deeply effect in our lifestyle, learning style and thinking style, and at the same time, it has helped to improve the information display technology. Among that, Liquid crystal display is widely used in a variety of areas, including mobile phones, laptop computers, notebook co

5、mputers, computer monitors, large screen TV and digital advertising screens. Liquid crystal display applies everywhere in our lives, at the same time, we can control the content which we want to display in the screen according our needing. In recent years, the menus chose system which also very popu

6、lar in peoples life is also rely on the display system. The displays made the menus system more simple and clean. This design simulates the popular menus system in our life. Having analyzed the working theory of the SCM before designed, it tells us the thoughts of the hardware and software designs.

7、This makes the design more compact and pellucid to display the SCMs use in our life. So the subject of this research has an important practical significance.Keywords：display SCM liquid crystal display menus-chose 目 录摘要IAbstractII绪论11整体方案设计21.1系统总体基本构成21.1.1系统实现方法21.1.2系统思路来源21.2 系统模块功能21.3 系统工作原理42硬

8、件电路设计52.1系统硬件主要构成52.1.1单片机AT89S5x52.1.2 地址锁存器74LS37382.1.3扩展存储器DS1230Y-150112.1.4液晶显示器122232112.1.5 编码器CD4532162.2系统硬件电路模块172.2.1接口模块172.2.2 按键选择模块182.2.3 数据存储模块182.2.4 显示模块193软件设计203.1 软件操作过程及实现的内容203.2 系统软件主要构成203.2.1主程序的流程图203.2.2 程序的初始化部分213.2.3 主函数部分213.2.4 按键选择响应部分213.2.5 液晶显示及命令传输部分264系统安装与调试

9、294.1系统硬件的安装294.2系统硬件的检查294.3系统软件的调试294.3.1调试的整个过程294.3.2 程序的编译304.3.3程序的调试30结论31致谢33参考文献34附录1 系统原理图135附录2 系统软件总程序36绪 论 单片机正以低廉的成本、强大的功能、较高的可靠性被广泛地应用于家电设备、仪器仪表、工业控制及城市建设等各个领域中.纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。而智能菜单选择系统的应用也随着单片机的

10、发展渐渐渗透到了我们生活中的每一个角落。现在市场上各类依靠菜单选择系统来操作完成的产品较多，但目前的菜单选择系统还有着较大可发展升级的空间。随着信息化社会的迅速发展，菜单选择系统正在由单一向多元化、由简单模式向智能等多方面发展。该课题使我们能够掌握菜单选择系统的基本原理和设计方法，并对液晶显示屏这个行业有了较为深刻的了解和认识，同时对大学期间所学习的一些理论知识进行了实践，使我们对所学过的理论知识有了新的认识。通过对该课题的设计研究可以熟练掌握51单片机软硬件开发工具的使用方法，为以后从事相关行业的工作积累了不少有用知识。目前我国的信息行业发展迅速，使得将来应用更加广泛的智能菜单系统以及作为主

11、要平面显示媒介的LCD显示屏的作用也越来越广泛，相关的从业人员也会越来越紧缺。但同时应该清楚的认识到我国在这两个领域的技术虽然发展迅速但和世界先进水平还有一定的差距。因此本课题不论是对自己的就业还是对我国单片机技术的发展都有着非常现实与积极的意义。1整体方案设计1.1 系统总体基本构成本系统以单片机AT89S5x为控制核心，由单片机数据存储模块、键盘按键选模块、接口模块和LCD显示模块组成，它们共同完成菜单由一级选择进入下一级并显示出内容的任务。其中，对系统进行核心控制的模块由单片机AT89S5x和一些具有复位、振荡作用的电路组成；数据存储模块是由数据存储器DS1230Y-150和地址锁存器7

12、4LS373进行数据的存储；按键选择模块由8-3优先编码器和完成键盘接口的芯片组成；接口模块则由按键接口部分和122232串口显示接口DISPLAY_S组成；LCD显示模块由液晶显示器122232来完成实现字符的显示。1.1.1 系统实现方法整个菜单呈树形拓扑结构,每个节点的父节点都是唯一的,由此可以确定其在菜单树中的位置,总体思路就是以固定格式建立一个变量库和一个菜单库,以编号作为各个变量和菜单的主关键字1、4-6。变量库中专门存放液晶显示所涉及的变量,每个变量有一个变量编号；菜单库中专门存放各个菜单的内容,每个菜单有一个菜单编号,菜单中所涉及的变量可以从变量库中抽取。执行文件的任务就是对菜

13、单库和变量库进行解码操作,完成液晶显示和键盘响应的功能。1.1.2系统思路来源由于液晶显示器(LCD)具有功耗低、体积小、驱动电压低、价格低、所含信息多等优点,它在许多微机控制系统中被用作显示终端、人机接口等设备。由文献2可知清华大学与北京自动化设计院联合研制的全数字大电流可控整流电源中正是采用80C196KC单片机控制HD61202进行液晶显示作为人机接口设备。单片机与液晶显示和键盘结合,组成现场控制系统,与上位机联合对生产设备进行监控并进行相应的参数设置。本设计在参考了以上设计的基本原理后决定也采用液晶显示器来显示并实现多层菜单选择的功能。1.2 系统模块功能其中，核心控制模块单片机通过控

14、制器和存储器依靠程序中指令的顺序周而复始地进行取出指令，分析指令，执行指令来完成整个指令操作；数据存储模块通过地址锁存器74LS373来实现数据地址的存储；而键盘按键选择模块中的8-3编码器是138解码器的反向应用，它通过八个不同状态的输入就能实现简单的三种状态的输出，大大优化了硬件部分的选择需求。本设计中由于键盘选择只有屏号选择键1、2以及上翻页下翻页键，所以只使用了其中的四个状态来实现从一级进入或者退出到另一级的功能。接口模块分为按键接口和显示接口部分，分别通过电阻组和122232串口显示接口芯片DISPLAY_S来实现与核心单片机的连接。NOYES 图1-1 液晶显示及键盘响应流程图初始

15、化是对单片机、液晶和键盘的相关参数进行设置，并设定相应外部中断。液晶显示模块中通常每屏液晶显示表示1个菜单，但由于液晶显示的行数有限（这里的122232液晶显示器为2行），所以当1屏不能完全显示出1个菜单时还需要具有翻屏功能，这里的菜单显示呈树形拓扑结构。 图1-2 菜单显示树形拓扑结构 1.3系统工作原理整个设计通过软件编程及调试设计出一个简易的多功能检测器，该检测器具有多级菜单选择功能。第一级菜单分为四个页面，首页应显示出的内容为“请选择测试内容”；第一页应显示出的内容为“1电压”和“2电流”；第二页应显示出的内容为“1频率”和“2运行检测”；第三页应显示出的内容为“1退出”。通过按键实现

16、“选1”、“选2”、“上翻页”以及“下翻页”来实现按键的选择。当选定“1电压”、“2电流”或“1频率”时下一级菜单能分别显示出具体的电压、电流、和频率值。当选择“运行监测”时，系统会显示出“运行监测中”的字样，当选定“1退出”时，系统会显示出“谢谢使用”的字样。 整个菜单呈树形拓扑结构,每个节点的父节点都是唯一的,由此可以确定其在菜单树中的位置,总体思路就是以固定格式建立一个变量库和一个菜单库,以编号作为各个变量和菜单的主关键字。变量库中专门存放液晶显示所涉及的变量,每个变量有一个变量编号；菜单库中专门存放各个菜单的内容,每个菜单有一个菜单编号,菜单中所涉及的变量可以从变量库中抽取。执行文件的

17、任务就是对菜单库和变量库进行解码操作,完成液晶显示和键盘响应的功能。执行文件一旦编制完毕则一劳永逸,改动菜单时再也不用进行修改,除非要添加新的功能。这样添加菜单或变量时只需顺序向菜单库或变量库中加入,删除或修改菜单也只需对菜单库中相关菜单进行操作,而不影响其它程序,所以实际操作人员可以不必了解执行程序的内容,只需掌握变量库和菜单库的结构即可。 图1-3 菜单显示执行框图2硬件电路设计2.1系统硬件主要构成整个系统硬件部分的主电路板主要由核心单片机AT89S5x、地址锁存器74LS373、扩展存储器DS1230Y-150、起控制按键选择作用的一个8-3编码器以及一些起芯片保护作用的上拉电阻和二极

18、管组成。此外还有负责连接按键与单片机的一个按键接口单元和负责连接液晶显示器122232与单片机的一个串口显示接口芯片DISPIAY_S。2.1.1单片机AT89S5x本设计中所用到的是单片机AT89S5x系列中的芯片AT89S52，芯片引脚如图2-1所示。其中，单片机的P0.0至0.7口与地址锁存器74LS373相连，实现地址线A0A7的低八位锁存。而P1.0至P1.7口则连接一个上拉电阻，主要起保护作用。其中，P1.3口连接串口显示接口芯片的SCLK端，P1.4口连接STD端，P1.6口连接CS端，共同实现串口时钟、串口数据、片选的功能。AT89S5x系列Flash单片机有AT89S51、A

19、T89S52、AT89S53、AT89S8252、AT89S8253等五种型号，AT89S51是其基本型。AT89S5x的片内含8K bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系列及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89S5x单片机适用于许多较为复杂的控制应用场合。其主要特性如下：兼容80C51引脚结构、40个引脚、32个I/O口；4K字节ISP Flash ROM，灵活的ISP字节和分页编程；128字节RAM；2个16位定时

20、/计数器；双数据寄存器指针；一个全双工UART串行通信口；2级中断、6个中断源；低功耗空闲和省电模式；中断唤醒省电模式；3级加密位；看门狗电路；时钟频率033MHZ；PDIP、TQIP和PLCC等三种形式。AT89S52有8K字节ISP Flash ROM、256字节RAM、3个16位定时/计数器、8个中断源，其余特性与AT89S51相同。AT89S53有12K字节ISP Flash ROM、256字节RAM、3个16位定时/计数器、9个中断源、SPI串行接口、时钟频率0-24MHZ，其余特性与AT89S8253的电源电压范围为2.7-5.5V,两者的ISP Flash ROM 分别为8K、1

21、2K字节，其余特性与AT89S53相同。AT89S5x系列单片机完全兼容MCS-51、8051、89C51等产品，采用上述单片机的程序在89S5x上照样运行。AT89S52是AT89S5x系列单片机中性能居中、很有代表性的产品，其主要特性如下：兼容MCS-51产品；8K字节可擦写1000次以上的在系统可编程ISP Flash ROM；工作电压4V-5.5V；256字节RAM；32个可编程I/O口；3个16位定时/计数器；8个中断源；一个全双工UART串行通信口；静态工作频率0-33MHZ；休眠和节电保持两种省电模式；中断唤醒省电模式；看门狗定时器； 双数据指针（DPTR）； 电源关闭标志；灵活

22、的ISP编程（字节和页两种方式）；3级程序加密； 图2-1 单片机89C52引脚图 AT89S5x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，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数据，停止其他功能直至外中断激活或硬件复位。相对于89C5x增加了ISP在线编程功能、内部看门狗定时器、双数据指针，电源关闭标志和全新的加密算法，工作频率更高，但价格却基本不变，甚至更低。单片机的基本组成如下图所示： 图2-2 单片机基本组成主要性能参数： 与MCS-51产品指令和引脚完全兼容 8K字节可重擦写Flash闪速存储器1000次擦写

23、周期全静态操作：0Hz-24MHz三级加密程序存储器256X8字节内部RAM32个可编程I/O口线3个16位定时/计数器8个中断源可编程串行UART通道低功耗空闲和掉电模式功能概述：AT89S5x提供以下标准功能：8K字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S5x可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM、定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有

24、部件工作直到下一个硬件复位。特殊功能寄存器：在AT89S5x片内存储器中，80H-FFH共128个单元为特殊功能寄存器（SFR）。并非所有的地址都被定义，从80H-FFH共128个字节只有一部分被定义，还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。不应该将数据“1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“0”。数据存储器：AT89S5x有256个字节的内部RAM，80H-FFH高128个字节与特殊功能寄存器地址是重叠的，也就是高128字节的RAM和特殊功能寄存器的地址是相同的，但物理

25、上它们是分开的。当一条指令访问7FH以上的内部地址单元时，指令中使用的寻址方式是不同的，也即寻址方式决定是访问高128字节RAM还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能寄存器。例如，下面的直接寻址指令访问特殊功能寄存器0A0H（即P2口）地址单元。MOV 0A0H,#data间接寻址指令访问高128字节RAM，例如，下面的间接寻址指令中，R0的内容为0A0H,则访问数据字节地址为0A0H,而不是P2口（0A0H）。MOV R0,#data堆栈操作也是间接寻址方式，所以，高128位数据RAM亦可作为堆栈区使用。2.1.2 地址锁存器74LS373 本设计中地址锁存器的P0.

26、0至P0.7口分别与单片机的P0.0至P0.7口相连，共同实现低八位地址线A0至A7位的储存。 74LS373是带有三态门的八D锁存器，当使能信号线OE为低电平时，三态门处于导通状态，允许1Q-8Q输出到OUT1-OUT8，当OE端为高电平时，输出三态门断开，输出线OUT1-OUT8处于浮空状态。G称为数据打入线，当74LS373用作地址锁存器时，首先应使三态门的使能信号OE为低电平，这时，当G端输入端为高电平时，锁存器输出（1Q-8Q）状态和输入端（1D-8D）状态相同；当G端从高电平返回到低电平（下降沿）时，输入端（1D-8D）的数据锁入1Q-8Q的八位锁存器中。当使用74LS373作为地

27、址锁存器时，它们的G端可直接与单片机的锁存控制信号端ALE相连，在ALE下降沿进行地址锁存。 373的输出端O0O7可直接与总线相连。当三态允许控制端OE为低电平时，O0O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE为高电平时，O0O7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端LE为高电平时，O随数据D而变。当LE为低电平时，O被锁存在已建立的数据电平。当LE端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善400mV。其引出端符号：D0D7 数据输入端OE 三态允许控制端（低电平有效）LE 锁存允许端O0O7 输出端芯片引脚图及内部结构原

28、理图如下： 图2-3 74LS373引脚图其中，1脚是输出使能，是低电平有效,当1脚是高电平时,不管输入3、4、7、8、13、14、17、18如何,也不管11脚(锁存控制端,G)如何,输出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部呈现高阻状态(或者叫浮空状态);当1脚是低电平时,只要11脚(锁存控制端,G)上出现一个下降沿,输出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈现输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的状态.锁存端LE 由高变低时，输出端8 位信息被锁

29、存，直到LE 端再次有效。 当三态门使能信号OE为低电平时，三态门导通，允许Q0Q7输出，OE为高电平时，输出悬空。当74LS373用作地址锁存器时，应使OE为低电平，此时锁存使能端C为高电平时，输出Q0Q7 状态与输入端D1D7状态相同；当C发生负的跳变时，输入端D0D7 数据锁入Q0Q7。51单片机的ALE信号可以直接与74LS373的C连接。 图2-4 内部结构原理图 1D8D为8个输入端；1Q8Q为8个输出端；G是数据锁存控制端；当G=1时，锁存器输出端同输入端；当G由“1”变为“0”时，数据输入锁存器中；OE为输出允许端；当OE=“0”时，三态门打开；当OE=“1”时，三态门关闭，输

30、出呈高阻状态。 表2-1 74LS373芯片真值表 在MCS-51单片机系统中，常采用74LS373作为地址锁存器使用。其中输入端1D8D接至单片机的P0口，输出端提供的是低8位地址，G端接至单片机的地址锁存允许信号ALE。输出允许端OE接地，表示输出三态门一直打开。2.1.3扩展存储器DS1230Y-150本设计中，由于没有用到那么多的存储空间，所以作为外用扩展存储器的芯片DS1230Y-150基本上没用上，但在电路板中它的P2.0至P2.7口与单片机相连，存储地址线的高八位，作为一个扩展存储。同时，它还是一个32K的掉电不丢失数据的RAM存储器。 主要引脚功能： A0-A14 地址输入DQ

31、0-DQ7 数据输入/数据输出 CE 芯片使能端（片选） WE 写使能端（写RAM） OE 输出使能端（读RAM） Vcc 电压（5V）GND 接地端 NC 悬空端 图2-5 芯片引脚图2.1.4液晶显示器122232该液晶显示系列的中文模块可以显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混合显示功能。它提供三种控制接口，分别是8位微处理器接口，4位微处理器接口及串行接口（OCMJ4X16A/B无串行接口）。所有的功能，包含显示RAM，字型产生器，都包含在一个芯片里面，只要一个最小的微处理系统，就可以方便操作模块。内置2M-位中文字型ROM (CGROM) 总共提供8192 个中文字

32、型(16x16点阵)，16K-位半宽字型ROM (HCGROM)总共提供126个符号字型(16x8 点阵)，64 x 16-位字型产生RAM，另外绘图显示画面提供一个64x256点的绘图区域（GDRAM），可以和文字画面混和显示。提供多功能指令：画面清除（Display clear）、光标归位（Return home）、显示打开/关闭（Display on/off）、光标显示/隐藏（Cursor on/off）、显示字符闪烁（Display character blink）、光标移位（Cursor shift）、显示移位（Displayshift）、垂直画面卷动（Vertical line s

33、croll）、反白显示（By_line reverse display）、待命模式（Standbymode）。12223DOTS实物图如图所示： 图2-6 液晶显示器122232实物图12232种内置8192个16*16点汉字库和128个16*8点ASCII字符集图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/列驱动器及12832全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示,也可以显示7.52个(1616点阵)汉字。与外部CPU接口采用并行或串行方式控制。主要技术参数和性能:电源:VDD:+3.0+5.5V（电源低于4.0伏LED背光需另外供电）。显示内容:122(列)32(行)点。16K ROM（HCGROM

34、）总共提供128个字符（168点阵）。2MHZ频率。全屏幕点阵。2M ROM(CGROM)总共提供8192个汉字(1616点阵)。工作温度: 0+60,存储温度:-20+70。 图2-7 外形尺图 液晶显示器在设计中与单片机的串口连接图如下图2-8所示： 图2-8 串口连接图串行模式引脚说明： 表2-2 122232引脚说明OCMJ12232C_1的C3与R8间有3个焊接点，连P点与中间点为并行模式，连S点与中间点为串行模式。LCD122232的几种内部工作模式如下：（1） 忙标志BF:BF标志提供内部工作情况.BF=1表示模块在进行内部操作,此时模块不接受外部指令和数据.BF=0时,模块为准

35、备状态,随时可接受外部指令和数据。利用STATUS RD 指令,可以将BF读到DB7总线,从而检验模块之工作状态。（2） 字型产生ROM（CGROM）字型产生ROM（CGROM）提供8192个触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示（DISPLAY ON),DDRAM 的内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示（DISPLAY OFF)。DFF的状态是指令DISPLAY ON/OFF和RST信号控制的。（3） 显示数据RAM（DDRAM）:模块内部显示数据RAM提供642个位元组的空间，最多可控制4行16字（64个字）的中文字型显示(本模块只用到其中的7.5*2个)，当写入显示数

36、据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM的字型；此模块可显示三种字型，分别是瘦长的英数字型(16*8)、CGRAM字型及CGROM的中文字型，三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，在000F的编码中将选择CGRAM的字定义字型，107F的编码中将选择瘦长数字的字型，至于A0以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码形成中文字型的编码（A140D75F）。 （4） 字型产生RAM(CGRAM):字型产生RAM提供图像定义(造字)功能, 可以提供四组1616点的自定义图像空间，使用者可以将内部字型没有提供的图像字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中的定义一样的通

37、过DDRAM显示在荧屏中。（5） 地址计数器AC:地址计数器是用来贮存DDRAM/CGRAM之一的地址,它可由设定指令暂存器来改变，之后只要读取或是写入DDRAM/CGRAM的值时，地址计数器的值就会自动加一，当RS为“0”时而R/W为“1”时，地址计数器的值会被读取到DB6DB0中。部分管脚功能说明： 图2-9 外部管脚功能描述串口读写时序图： 图2-10 串口时序图2.1.5 编码器CD4532CD4532 8-3编码器是138解码器的反向应用，它通过八个不同状态的输入就能实现简单的三种状态的输出，大大优化了硬件部分的选择需求。其中，芯片的其中三根引脚与单片机的P1.O、P1.1、P1.2

38、连接，实现编码后三个状态的输出。而D0、D1、D2、D3、D4脚则与按键板上的其中四个按键K1、K2、K3、K4连接，实现四种状态的选择：选1、选2、上翻页、下翻页。其真值表如下所示： 表2-3 真值表由真值表中可以看出当端口选定的值为#1H时，表示K1键选通，此时执行下翻页功能；当选定的值为#03时，K1键选通，此时执行上翻页功能；当值为#04时，K4键选通，此时执行的是选1功能；当值为#02时，K2键选通，此时执行的是选2功能。由此可以实现按键选择功能。 根据CD4532的真值表，要是编码电路正常工作，EI、GS应该接高电平，VDD接高电平，VSS接低电平，输入端D4-D1分别接比较电路的

39、四个运放输出端，D0接高电平，D7-D5则接低电平。 图图2-11 引脚图 2.2系统硬件电路模块整个系统硬件可以分为单片机数据存储模块、按键选择模块、接口模块和液晶显示模块。每个模块执行其相应的功能，共同组成了一个基于单片机设计的多字符显示系统。2.2.1接口模块接口模块主要由两部分组成，一部分串行连接单片机芯片和按键板，一部分则连接单片机芯片和液晶显示屏。第一部分按键接口部分的原理图如下图所示，其中复位键与单片机REST引脚相连，其它四个键K1、K2、K3、K4分别与四个10K的上拉电阻组成四个电路回路，当按下其中一个键时，此回路与+5V导通，并通过8-3编码器CD4532响应到单片机P1

40、.0-P1.2引脚上，经过程序的选择以此实现按键功能。 图2-12 按键部分接口原理图 第二部分液晶显示器接口部分的原理图如下，通过CS引脚与单片机的P1.6引脚相连，实现片选功能；SID脚与单片机的P1.4脚相连，作为初始化中的串口数据；而SCLK则与单片机的P1.3脚相连，作为串口时钟。 图2-13 显示部分接口原理图2.2.2 按键选择模块按键选择模块主要通过芯片CD4532来实现按键状态的选择。CD4532是一个8-3编码器，以三根地址线来实现八种不同的按键状态。这部分原理内容在硬件芯片部分已做介绍。芯片通过与单片机的P1.0、P1.1、P1.2口相连来实现三根地址线的输入。当按键盘中

41、的某一特定按键按下之后，通过接口部分回路的导通，由D1、D2、D3、D4引脚的状态值来判断地址线的状态，进而响应到单片机中。2.2.3 数据存储模块数据显示模块主要由单片机的P0口、地址锁存器74LS373、扩展数据存储器DS1230Y-150和32K外部数据存储器组成。由单片微机原理与应用的学习，我们知道，要想扩展数据存储器就要将存储器芯片的OE和WE分别与单片机系统的RD和WR相连，然后只要运用MOVXA,DPTR和MOVX DPTR,A这两条指令将要显示的字符数据由单片机中的程序存储器中取出放入74LS373数据存储器中，然后，再运用MOVX A,DPTR将要显示的数据从74LS373数

42、据存储器中取出来即可。数据存储模块原理图如下图所示: 图2-14 存储模块原理图2.2.4 显示模块 LCD显示屏由两片控制器控制，每个内部都带32*80位的缓冲区，分别对应左、右半屏。该模块将显示屏依行分为4页，每一页包含8行,80列（只有前61列有效），每一列的8行即构成一个字节。对应地将显示RAM分为4页来寻址。当确定要在屏幕上某页某列写某个内容时，只需使CPU将对应的数据写入显示RAM的同一页同一列的地址处即可，然后该模块就会自动将显示RAM内容送往液晶屏，以完成相应的显示。因此，SMG12232模块类似于常见的键盘显示接口芯片8279。由于它内部不仅有自己的显示RAM区用于存储欲写到

43、液晶屏上的数据，而且有自己的操作控制。因此它能根据主控CPU写入到该模块的各种命令字及显示RAM数据，自动对液晶屏进行一系列操作而不再需要主控CPU的参与。3软件设计3.1 软件操作过程及实现的内容 本设计通过按键部分的信息输入、单片机部分的信息处理以及液晶显示屏部分的信息显示，在软件的编程上最终实现两级可选择菜单的内容显示。首页部分显示设计作者及设计内容；第一级分为三页，在“选择测试内容”字样提醒之后，第一页显示出“1电压”和“2电流”，第二页显示“1频率”和“2运行检测”，第三页“1退出”；页面之间的切换通过“上翻页”、“下翻页”按键来实现。第二级为第一级各个选项对应的内容：“电压值为22

44、0V”、“电流值为50A”、“频率值为300W”、“运行测试中”和“谢谢使用”。由第一级进入第二级通过“选1”和“选2”键来实现。3.2 系统软件主要构成本设计的软件部分主要由初始化部分、主程序部分、按键响应部分、液晶显示部分。整个系统的硬件需要软件的驱动，才能实现相应的功能。软件的控制着硬件，让其按照指定的要求，执行相应的功能。3.2.1主程序的流程图NOYES首先通过初始化对单片机、液晶显示器和键盘的相关参数进行设置，并设定相应外部中断。当按下某一键盘按键后,键盘通过接口程序得到响应，并在单片机系中经过判断所要执行的操作，然后将要执行并显示的内容通过显示部分的接口程序显示到液晶屏上，完成从

45、按键到选择显示内容的操作。主程序的流程图如所示。 图3-1 主程序流程3.2.2 程序的初始化部分初始化部分完成对硬件的相关参数的设置，选择时钟，传输数据及信号在单片机中的连接路径。其中，P1.3口、P1.4口和P1.6口分别设置为LCD显示器的串口时钟、串口数据和片选。地址计数器设为50H,初始化地址的起始值为0。初始化程序段如下： SCLK EQU p1.3 ；串口时钟 （1/0)选择SID EQU p1.4 ；串口数据CS EQU p1.6 ；片选 信号=1COUNT EQU 50H ORG 0000H; LJMP MAIN; ORG 030H;3.2.3 主程序部分通过对A进行基本指令

46、操作，并不断长调用WRITE_COM子程序,以实现显示功能。其中，显示过程中没有使用光标显示功能。主程序如下： MAIN: MOV A,#34H；34H-扩充指令操作 LCALLWRITE_COM MOV A,#30H；30H-基本指令操作 LCALLWRITE_COM LCALL CLR_LCD；清除显示MOV A,#06H；指定在资料写入或读取时，光 标移动方向 LCALLWRITE_COM ；DDRAM 的地址计数器(AC)加1 MOV A,#0CH；开显示,关光标,不闪烁 LCALL WRITE_COM3.2.4 按键选择响应部分按键响应部分是实现按键选择如何从上一级指定的内容中进入下

47、一级并显示出该内容的部分。整个过程如下：首先由当系统在5V电压的状态下接通以后，显示清屏并显示出该设计的设计者和设计名称：“鲁琼毕业设计 多功能检测器”，分两行居中显示。此时需选择按键“下翻页”进入检测器,若不选择任何按键，则为持续等待状态。这部分的程序段如下： LOOP1: LCALL CLR_LCD ；清屏 MOV DPTR,#TABO ；所要显示的内容的地址 MOV 4AH,#80H ；第一句话在第一行 MOV 4BH,#90H ；第二句话在第二行 LCALL LCD_DISPLAY ；长调用液晶显示 LCALL DEL2 ；延时 DD0: LCALL R_KEY ；调用按键选择 CJN

48、E A,#01H,NEXT0 ；判断是否下翻页 LJMP LOOP2 NEXT0: LJMP DD0 ；若无 ，则等待若选择“下翻页”则进入检测器内容，继续下翻页则进入第一级的各项选项中，分两行显示。此时选择上翻页则由下一页向上一页返回。当选定第一级的某一选项后，按下“选1”或“选2”键进入下一级并显示出内容。此时若从第二级返回上一级则需通过按“上翻页”按键来实现。这部分的程序段和模块流程图如下： LOOP2: LCALL CLR_LCD ；清屏 MOV DPTR,#TAB1 ；首页内容 MOV 4BH,#80H ；显示在第一行 LCALL LCD_DISPLAY2 ；调用液晶显示 LCALL

49、 DEL2 ；延时等待 KEY1: LCALL CLR_LCD ；清屏 MOV DPTR,#TAB2 ；第一页内容 MOV 4AH,#80H ；第一行 MOV 4BH,#90H ；第二行 LCALL LCD_DISPLAY ；液晶显示 LCALL DEL2 ；延时等待 DD: LCALL R_KEY ；调用按键子程序 CJNE A,#04H,NEXT1 ；判断是否选1 LJMP DISPLAY_1 ；显示下一级选1内容 NEXT1: CJNE A,#02H,NEXT2 ；判断是否选2 LJMP DISPLAY_2 ；显示下一级 NEXT2: CJNE A,#01H,NEXT3 ；判断是否下翻页

50、 LJMP KEY2 ；返回第一级第二页 NEXT3: CJNE A,#03H,NEXT4 ；判断是否上翻页 LJMP LOOP2 ；返回上一级 NEXT4: SJMP DD ；返回等待状态 KEY2: LCALL CLR_LCD ；清屏 MOV DPTR,#TAB3 ；第二页内容 MOV 4AH,#80H ；第一行 MOV 4BH,#90H ；第二行 LCALL LCD_DISPLAY ；调用液晶显示 LCALL DEL2 ；演示等待 DD1: LCALL R_KEY ；读按键 CJNE A,#04H,NEXT11 ；判断是否“选1” LJMP DISPLAY_3 ；显示下一级 NEXT11

51、: CJNE A,#02H,NEXT21 ；判断是否“选2” LJMP DISPLAY_4 ；进入下一级 NEXT21: CJNE A,#01H,NEXT31 ；判断是否“下翻页” LJMP KEY3 ；第三页 NEXT31: CJNE A,#03H,NEXT41 ；判断是否“上翻页” LJMP KEY1 ；第一页 KEY3: LCALL CLR_LCD ；清屏 MOV DPTR,#TAB4 ；第三页内容 MOV 4BH,#80H ；显示在第一行 LCALL LCD_DISPLAY2 ；调用液晶显示 LCALL DEL2 ；延时等待 DD2: LCALL R_KEY ；读按键 CJNE A,#04,NE