毕业设计说明书 - 图文

中北大学2010届毕业设计说明书

够节省5l系列单片机IO口资源。也可以直接用集成10位精度ADC的AVR Megal6来对信号采集、控制和传输。本次设计的A/D采样模块采用的器件为TLCl543。TLCl543是TI公司推出的采用SPI技术的模数转换器。具有输入通道多、高速、高分辨率、性价比高、易于和单片机接口等特点，在各种数据采集系统中有着广阔的应用空间。采用51单片机、TLCl543外加很少的外围器件即可构成一个高性价比的数据采集系统，同时TLCl543占用单片机I/O资源较少， 使得单片机有足够的I/O 资源去完成控制、显示等功能。TLCl543为20脚封装的CMOS 10位开关电容逐次A/D逼近模数转换器。芯片内部有一个14通道多路选择器，可以选择11路模拟输入通道和3路内部自测电压中的任意一路进行测试。片内设有采样—保持电路，在转换结束时，EOC置高表明转换完成。TLCl543具有高速(10微妙转换时间)、高精度(10位分辨率，最大±1LSB不可调整误差)和低噪声的特点。TLC1543的封装如图2.1。

图2.1 TLC1543引脚图 TLC1543与单片机的电路连接图如图3.1所示。

A0～A10：模拟输入端。这11个模拟信号输入由内部多路器选择。驱动源的阻抗必须小于或等于1K欧。

EOC：转换结束信号。在第十个I/O CLOCK该输出端从逻辑高电平变为低电平并保持低直到转换完成及准备数据传输。

ADDRESS：串行数据输入端。一个4位串行地址选择下一个即将被转换所需的模拟输入或测试电压。串行数据以MSB为前导并在I/O CLOCK的前四个上升沿被移入。在四个地址被读入地址寄存器后，这个输入端对后续信号无效。

CS：片选端。在CS端的一个有高到低变化将复位内部计数器并使能 DATA

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OUT、ADDRESS、和I/O CLOCK 一个由低到高的变化将在一个设置时间内禁止ADDRESS和I/O CLOCK。

DATA OUT：用于A/D转换结果输出的3态结果输出端。DATA OUT在CS为高时处于高阻抗状态，而CS为低时处于激活状态。CS一旦有有效，按照前一次转换结果的MSB值将DATA OUT从高阻抗状态变成相应的逻辑电平。I/O CLOCK的下一个下降沿将根据MSB的下一位将DATA OUT驱动成相应的逻辑电平，剩下的各位依次出，而LSB在I/O CLOCK的第九个下降沿出现。在 I/O CLOCK的第十个下降沿，DATA OUT 被驱动成逻辑地电平，因而多于十个时钟串行接口传送的是一些“零”。

I/O CLOCK：输入输出时钟端。

REF+：正基准电压比较端。基准电压的正端（通常为VCC）被加到REF+。最大的输入电压范围取决于加于本端与加于REF-端的电压差。

REF-：负基准电压电压端。基准电压的低端（通常为地）被加到VEF-。

图3.1 TLC1543与单片机的连接图 3.3 显示部分

为了直接从单片机上了解当前采集信号的信息和机器状态。可在单片机系统板安装数码管，也可直接用Mega16驱动一块LCD2X16液晶屏。由于数码管只能显示一些数字信息，很难从这些数字了解机器的状态，故选液晶屏更合适。本系统采用12864中文液晶屏，带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3

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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128×64, 内置8192个16×16点汉字，和128个16×8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8×4行16×16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[20]。基本特性: （1）低电源电压（VDD:+3.0～+5.5V） （2）显示分辨率:128×64点

（3）内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字(简繁体可选) （4）内置 128个16×8点阵字符 （5）2MHZ时钟频率

（6）显示方式：STN、半透、正显 （7）驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS （8）视角方向：6点

（9）背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10 （10）通讯方式：串行、并口可选

（11）内置DC-DC转换电路，无需外加负压 （12）无需片选信号，简化软件设计

（13）工作温度: 0℃ ～ +55℃ ,存储温度: -20℃ ～ +60℃ 模块接口说明 并行接口

管脚号 管脚名称 1 2 3 4 5 6 7 VSS VCC V0 RS(CS） R/W(SID) E(SCLK) DB0 电平 0V - H/L H/L H/L H/L 管脚功能描述 电源地 对比度（亮度）调整 RS=“H”,表示DB7——DB0为显示数据 RS=“L”,表示DB7——DB0为显示指令数据 R/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7——DB0 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0的数据被写到IR或DR 使能信号 三态数据线 第 15 页 共 42 页

3.0+5V 电源正 中北大学2010届毕业设计说明书

8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 PSB NC /RESET VOUT A K H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L - H/L - VDD VSS 三态数据线 三态数据线 三态数据线 三态数据线 三态数据线 三态数据线 三态数据线 H：8位或4位并口方式，L：串口方式（见注释1） 空脚 复位端，低电平有效（见注释2） LCD驱动电压输出端 背光源正端（+5V）（见注释3） 背光源负端（见注释3） 12864中文液晶屏与单片机的连接电路图如图3.2所示：

图3.2 12864中文液晶屏与单片机的连接图 3.4 单片机与上位机通信部分

并行传输由于数据线间相互干扰明显，传输距离不能很远，放在此设计主要考虑串行传输方式。RS232串行通信接口技术成熟、结构简单，只需3条普通导线就可以进行双向通信，传输距离较远，一般可达10m以上．现在流行的高级语言都支持对串口的直接操作，常用的单片机也把串行通讯口作为一个标准接口集成在单片机内，开发者在进行单片机应用系统设计时只需增加1片RS232C与TTL电平转换芯片就可以构成一个单片机与PC机之间的RS232C串行通讯接口。因此，

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