鱼缸智能控制系统的研究与设计 下载本文

DS18B20可以采用两种方式供电,一种是采用电源供电方式,如图2.7.此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式,如图2.8。单片机端口接单线总线,为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流,可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。

当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD端接地。由于单线制只有一根线,因此发送接口必须是三态的。

图2.7寄生电源供电

图2.8 电源供电

2.5.3LCD液晶显示屏的选取

在日常生活中,我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的

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通过器件,如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到,显示的 主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中,一般的输出方式有以下几种:发光管、LED数码管、液晶显示器。发光管和LED数码管比较常用, 软硬件都比较简单,在前面章节已经介绍过,在此不作介绍,本章重点介绍字符型液晶显示器的应用。

在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点: ? 显示质量高

由于液晶显示屏每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度,恒定发光,而不像阴极射线管显示器(CRT)那样需要不断刷新亮点。因此,液晶显示屏画质高且不会闪烁。

? 数字式接口

液晶显示器都是数字式的,和单片机系统的接口更加简单可靠,操作更加方便。 ? 体积小、重量轻

液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的,在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。

? 功耗低

相对而言,液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上,因而耗电量比其它显示器要少得多。 (1)液晶显示简介 ①液晶显示原理

液晶显示的原理是利用液晶的物理特性,通过电压对其显示区域进行控制,有电就有显示,这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点,目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。

②液晶显示器的分类

液晶显示的分类方法有很多种,通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外,液晶显示器还有多灰度有 彩色显示等。如果根据驱动方式来分,可以分为静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(Simple Matrix)和主动矩阵驱动(Active Matrix)三种。

③液晶显示器各种图形的显示原理: 线段的显示

点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成,假设LCD显示屏有64行,每行有128列,每8列对应1字节的8位,即每行由 16字节,共16×8=128个点组成,屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应,每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如 屏的第一行的亮暗由RAM区的000H——00FH的16字节的内容决定,当(000H)=FFH时,则屏幕的左上角显示一条短亮线,长度为8个点;当 (3FFH)=FFH

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时,则屏幕的右下角显示一条短亮线;当(000H)=FFH,(001H)=00H,(002H)=00H,(00EH)=00H,(00FH)=00H时,则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。

字符的显示

用LCD显示一个字符时比较复杂,因为一个字符由6×8或8×8点阵组成,既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示 RAM区的8字节,还要使每字节的不同位为“1”,其它的为“0”,为“1”的点亮,为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控 制器来说,显示字符就比较简单了,可以让控制器工作在文本方式,根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址,设立光标,在此送 上该字符对应的代码即可。

汉字的显示

汉字的显示一般采用图形的方式,事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码(一般用字模提取软件),每个汉字占32B,分左 右两半,各占16B,左边为1、3、5??右边为2、4、6??根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址,设立光标,送上 要显示的汉字的第一字节,光标位置加1,送第二个字节,换行按列对齐,送第三个字节??直到32B显示完就可以LCD上得到一个完整汉字。 (2)1602字符型LCD简介

字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD,目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器为例,介绍其用法。一般1602字符型液晶显示器实物如图2.9

图2.9 1602LCD实物图

①1602LCD的基本参数及引脚功能

1602LCD分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为HD44780,带背光的比不带背光的厚,是否带背光在应用中并无差别,两者尺寸差别如图2.10所示:

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图2.10 1602LCD尺寸图

②1602LCD主要技术参数: ? 显示容量:16×2个字符 ? 芯片工作电压:4.5—5.5V ? 工作电流:2.0mA(5.0V) ? 模块最佳工作电压:5.0V ? 字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm 引脚功能说明如表2.3。

表2.3引脚功能说明

引脚 符号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

VSS VDD V0 RS R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 BLA BLB 功能说明 一般接地 接电源(+5V) 液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源对比度最高 (使用时用10K的电位器调节对比度) 寄存器选择,高电平1时选择数据寄存器,低电平0选择指令寄存器 读写信号线,高电平1为读操作,低电平0为写操作 E 为使能端,下降沿使能 低4位三态,双向数据总线0位(最低位) 低4位三态,双向数据总线1位 低4位三态,双向数据总线2位 低4位三态,双向数据总线3位 低4位三态,双向数据总线4位 低4位三态,双向数据总线5位 低4位三态,双向数据总线6位 高4位三态,双向数据总线7位(最高位) 背光电源正极 背光电源负极

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③1602LCD的指令说明及时序

1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令,如表2.4所示: 表2.4 1602内部控制器指令

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 指令 清显示 光标返回 置输入模式 显示开/关模式 光标或字符移位 置功能 置字符发生存贮器地址 置数据存储器地址 读忙标志或地址 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 D2 0 0 1 D F D1 D0 0 1 C * 1 * B * * I/D S S/C R/L * DL N 字符发生存储器地址 显示数据存储器地址 BF 计数器地址 要写的数据内容 读出的数据内容 写数到CGRAM或DDRAM 1 从CGRAM或DDRAM读数 1 1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。(说明:1为高电平、0为低电平)

指令1:清显示,指令码01H,光标复位到地址00H位置。 指令2:光标复位,光标返回到地址00H。

指令3:光标和显示模式设置 I/D:光标移动方向,高电平右移,低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效,低电平则无效。

指令4:显示开关控制。 D:控制整体显示的开与关,高电平表示开显示,低电平表示关显示 C:控制光标的开与关,高电平表示有光标,低电平表示无光标 B:控制光标是否闪烁,高电平闪烁,低电平不闪烁。

指令5:光标或显示移位 S/C:高电平时移动显示的文字,低电平时移动光标。 指令6:功能设置命令 DL:高电平时为4位总线,低电平时为8位总线 N:低电平时单行显示,高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符,高电平时显示5x10的点阵字符。

指令7:字符发生器RAM地址设置。 指令8:DDRAM地址设置。

1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。(说明:1为高电平、0为低电平)

指令1:清显示,指令码01H,光标复位到地址00H位置。 指令2:光标复位,光标返回到地址00H。

指令3:光标和显示模式设置 I/D:光标移动方向,高电平右移,低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效,低电平则无效。

指令4:显示开关控制。 D:控制整体显示的开与关,高电平表示开显示,低电平

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