于51单片机的液晶及语音控制电路的设计

ISSN1000-3044 ComputerKnowledgeAndTechnology电■知识与技术 VoL3，No．7,September2008，PP．1563-1565 E—mail：kfyj@cccc．net．cn http：／／www．dnzs．flet．ca Tel：+86--551—56909635690964 基于51单片机的液晶及语音控制电路的设计 余晓龙1．张震坩 (1．信息工程大学信息工程学院，河南郑州450002；2．郑州大学，河南郑州450001) 摘要：给出了一种基于51单片机及可编程并行接口芯片82C55A的液晶／／l-音控制电路的设计，从硬件和软件两方面对这种设计作 了详细的介绍和分析。通过对单片机编程，控制82C55A的工作方式．从而达到对液晶显示器及语音电路的使用。 关键词：单片机；可编程；82C55A；液晶显示器 中图分类号：TP271文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)25一1563-03 DesignofLCD／VoiceControlCircuitsBasedon51Single-ChipMicrocomputer YUXiao—longI．ZHANGZhenl。 (1．InformationEngineeKagImtitue，InformationEnginee血gUniversity，Zhengzhou450002，China；2．ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450001，C㈣ Abstract：Thispaperintroducesacontrolcircuits’sdesignofLCD／Voicebasedon51一SCMandprogrammableperipheralinterface 82C55A．Itdetailedanalysethedesignofhardwareandso丘ware．ThroughingtheprogrammeofSCM，itcontroltheworkingof82C55A， accordinglyarriveattheuseofLCD／Voicecircuits． Keywords：SCM；Programmable；82C55A；LCD 当前。有很多商业场所及嵌入式产品中都用到了显示输出模块．在这些电路中，有很大一部分是通过单片机进行控制的。本文 提出了一种典型控制液晶显示及语音的电路．通过51单片机AT89C55和并行接121芯片82C55A实现了对图形液晶显示模块 NYGl2864及语音的控制。 1硬件电路设计 1．1主控制电路设计 在主控制电路中，选用Atmel公司的AT89C55芯片。AT89C55是一款低功耗、高性能8位CMOS微控制器，内含20KB可循环 1000次写入／擦除的闪速存储器(Flash)，具有256*8位内部随机数据存储器(RAM)，32条可编程I／O口线，8个中断源和2个优先级 的中断结构。器件兼容标准MCS一5l指令系统。引脚兼容工业标准89C51和89C52芯片，采用全双工串行通道及通用编程方式，适 用于程序容量大、控制较为复杂的嵌入式应用系统中。电路T作方式控制芯片选用82C55A，它是一款可编程并行接口芯片，其工作 方式有三种，三种工作方式是由其控制命令字来设定的。控制命令字有两种，一种是方式选择控制字，另一种是C口按位置位／复位 控制字。通过写入不同命令控制字可分别实现对其内部A口、B口和C口的单独控制操作。 在电路设计上．考虑到所编写程序的容量，增加了一片AT28C64，它是一款低功耗，最快读访问时间可达120ns的64KCMOS 型的E2PROM，这样整个电路足以满足通常编程时对程序空间的要求。完整的电路图如图1所示。其中，AT89C55选用12M的晶 振，其引脚P27直接控制LCD的使能信号E，P25、P26分别连接AT28C64及82C55A的片选引脚。引脚PsEN和RD相与后连接到 AT28C64的0E端．这样AT28C64既可以作为程序存储器也可作为数据存储器使用了。 图1主控制电路 收稿日期：2008—06—17 作者简介：余晓龙，男，安徽怀宁人，硕士，讲师，主要研究方向：通信电子与嵌入式系统开发。 本栏目责任编辑：贾薇薇 --···计算机工程应用技术··1563 ComputerKnacls蛳AndTechnology电■知识I彳技术 2008年第3卷第7期(总第25期) 1．2液晶显示及语音控制电路的设计 本设计中液晶显示模块选用图形液晶显示模块NYGl2864。它的所有控制器、扫描电路和显示RAM集成于液晶屏背面，并可选 用LED背光，采用单电源供电。该模块由大规模点阵式显示控制器KS0107、液晶屏阵列驱动电路KS0108B、显示存储器和液晶屏等 4部分组成。其中控制器是整个显示系统核心，它提供了一套完整的指令系统，与单片机连接后，能较方便的实现对数据的读写等控 制作用。NYGl28“引脚定义如表1所示。 表1 液晶模块NYGl2864引脚定义 引脚名称 引脚定义 csl．CS2 VSS VDD VO 踟 咖 E DBm∞B7 RST vEE BLA．BⅨ 片选1，2 数字地 逻辑电源+5V 对比度调节 指令数据通道 读／写选择 使能信号，高电平有效 8位数据线 复位信号 液晶驱动电源 背光正电源端、背光接地端 在控制液晶电路中，将82C55A的PC3、PC2、PCI和PC0分别和液晶的D／I、R／W、CS2和CSl相连，以达到通过82C55A对液晶 的控制。单片机的8位端口PO和液晶的8位数据线DBO—DB7相连。用于读写时传送的数据。电路中还有诸如电位器R2其作用是 调节液晶显示的对比度。完整的电路图如图2所示。 图2液晶显示电路 对于语音电路，选用APl8108芯片，它能够存储10秒的语音信息，当然根据实际需要，可以选用其他的芯片以满足要求。因受 输出功率影响，在APl8108的输出端接有为低电压应用设计的音频功率放大器LM386，其输入带宽可达300KHz。通过合理连接，能 得到的电压增益最大可达200dB，输出音频功率0．5W。它们和82C55A之间具体连接图如图3所示。 图3语音控制电路 2软件设计 软件设计中难点在于如何控制液晶显示器的显示，对于语音芯片的控制可通过单片机中断方式进行判断调用。在液晶显示模 块NYGl2864中，只有驱动电路KS0108B和单片机打交道。它有7种指令：显示开，关指令、显示起始行设置命令、页设置指令、列地 址设置指令、读状态指令、写数据指令以及读数据指令。其中，CSl、CS2决定进行左右显示区的选择，R／W、D／I及数据内容决定指令 1564··计算机-rR应用技术·-··- 本栏目责任编辑：贾薇薇 余晓龙等：基于51单片机的液晶及语音控制电路的设计 的类型。首先要对液晶清屏和初始化操作，设置起始行及为显示状态；其次读取液晶状态，此时IvW=1，D／I---O，若液晶准备好接收数 据则使R／W=0，读取液晶页号(0～7)，列显示地址(0—63)值，这样就唯一确定了显示RAM中的一个单元，接下来就町以用读、写指令 向该单元写进一个字节数据或者读出该单元中的内容。在主程序中可以调用液晶的初始化、读，写子函数。主程序流程图如图4所 不。 液晶清屏及初始化 工 读取显示文字行、列 上半区内容 上 读取显示文字行、列 下半区内容‘ ． 1 等待下一指令 图4主程序流程 3结束语 本文介绍了一种基于51单片机控制液晶显示及语音的电路，设计思想和方法具有一定的典型性和代表性．对电路稍加修改就 能应用于其他场合，如在主控电路中再加入几片82C55A就能实现更加复杂的电路控制，这些都是笔者在实践过程中得来的，相信 能对单片机系统的开发人员有一定的启发。 参考文献： 【1】戴佳，戴卫恒．5l单片机C语言应用程序设计[M】．北京：电子工业出版社，2006． 【2】何立民．MCS一51系列单片机应用系统设计【M】．北京：航空航天大学出版社，1996． 【3】孙德文．微型计算机技术【M】．北京：高等教育出版社，2001． (上接第1554页) 的资源(如图2)。应用和资源的直接接触面就是操作系统。从这种意义上说，未来一切的虚拟化软件都会消失，而融化在操作系统之 中；换言之，操作系统被虚拟化技术渗透、转化，进化为新的形态。 图2虚拟化中面向应用和资源 23虚拟化存储 通过以资源池的方式对计算机处理器和存储进行虚拟管理，可以大大提高资源的使用率。虚拟化存储是把多个存储介质模块 (如硬盘、RAID)通过一定的手段集中管理起来，所有存储模块在一个存储池(StorageP001)中得到统一管理(如图3所示)。这种可以 将多种、多个存储设备统一管理起来，为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统，就称之为虚拟化存储闭。另外，存储虚拟还 可以减少成本和复杂性，并提供前所未有的灵活性和选择。这可以将高效信息流延伸到服务的边界之外，改善横向的通信和协作， 推动高效计算服务的增长。 图3虚拟化存储 3结束语 资源的透明运行，物理资源向逻辑资源的管理，以及资源的完全自动化分配等云计算的计算力实现，是理想的推动力技术。从 IBM到微软，从Goosle到Amazon，众多IrI’巨头都将目光聚焦到云计算上。云计算将成为继“虚拟现实”、“网格计算”之后，计算机领 域、工业界和学术界的又一个热点。如何更有效地发挥虚拟化技术的应用，有效将虚拟化技术融合到云计算之中，在虚拟化技术的 支撑下，为用户提供更快捷、准确和廉价的计算力必将成为云计算发展的首要任务。 参考文献： 【I】GregBoss，PadmaMalladi，DennisQua．，等．CloudComputing[R]．2007,4-5． 【2】马洪朋，李星，等．一种网络虚拟化存储系统的设计与实现【J】．计算机工程与科学，2006，28(10)：25-28． 本栏目责任编辑：贾薇薇 基于51单片机的液晶及语音控制电路的设计 作者： 余晓龙， 张震， YU Xiao-long， ZHANG Zhen 作者单位： 余晓龙,YU Xiao-long(信息工程大学,信息工程学院,河南,郑州,450002)， 张震,ZHANG Zhen(信息工程大学,信息工程学院,河南,郑州,450002;郑州大学,河南,郑州,450001) 刊名： 电脑知识与技术 英文刊名： COMPUTER KNOWLEDGE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 2008，3(25) 引用次数： 0次 参考文献(3条) 1.戴佳.戴卫恒 51单片机C语言应用程序设计 2006 2.何立民 MCS-51系列单片机应用系统设计 1996 3.孙德文 微型计算机技术 2001 相似文献(10条) 1.会议论文 王雪瑶.厦门市智多星电子技术有限公司.林志雄.厦门市智多星电子技术有限公司 PIC单片机在可编程 数码式楼宇对讲系统中的应用 2000 本文介绍应用PIC16C57单片机设计的一种可编程、高性能的数码式楼宇对讲系统,详细阐明了有关工作原理的关键技术.本系统充分应用PIC单片机的 软硬件资源,具有可编程、电路简单、功能强大等优点,在安居工程、楼宇技防系统等领域具有广泛的应用前景. 2.学位论文 邱荣斌 基于PIC单片机的可编程电源设计 2007 所谓可编程电源，就是可以通过PC上位机或者电源面板编程使得电源输出一个随时间变化的电压波形的直流电源。本文介绍了一种直流可编程电源 的设计，既可以输出一个设定的随时间变化的波形，还可以作为铅酸电池充电器使用，具有自动调整充电电压和电流的功能。另外，除了使用PC上位机 编程和电源面板编程外，我们还提供了电源间相互编程的功能，使得电源的功率扩展变的非常容易。 本文首先从电源的硬件设计入手，介绍了使用PWM芯片加单片机来设计开关电源的基本方法。详细介绍了全桥开关电路、辅助电源、PWM控制驱动电 路、反馈控制电路、单片机控制电路等的设计和实现。 文章还详细介绍了单片机固件设计的方法。设计采用模拟简单操作系统的方法来管理各个任务，各个任务的代码均采用分层的方法来实现，即硬件 层和应用层。我们还设计了一个用于和PC上位机通讯的基于RS232的简单的应用层 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 。 本文最后介绍了PC上位的串口通讯软件的开发方法，描述了利用VB的MScomm控件开发串口通讯软件的一般方法。 3.会议论文 曹孝宁.王克勤.龙可微 软件可编程放大器及其与单片机的接口 1998 该文叙述软件可编程放大器ＡＤ５２６的作用、特点，重点介绍了一个采用ＡＤ５２６的高性能单片机数据采集系统。 4.期刊论文 谢珺耀.XIE Jun-yao 可编程数字电位器在AVR单片机中的应用 -电子工业专用设备2008,37(6) 介绍了X9221系列可编程数字电位器与AVR单片机之间的硬件接口、软件通信设计.并对可编程数字电位器在半导体专用设备中的一些应用作了初步的 探讨. 5.学位论文 伍群慧 可重构可编程开发系统的设计 2005 本文阐述了可重构的数字与模拟可编程开发系统的设计.该系统以FPGA为主控电路,利用FPGA的在线重配置特性,实现系统结构的动态重构.该开发系 统由单片机、可编程逻辑器/和可编程模拟器件三大模块组成,并含有丰富的外围电路,包括RAM、A/D与D/A转换模块、键盘和按键等输入模块、以及数码 管、LED点阵和LCD等显示模块.利用主控FPGA丰富的I/O端口资源,通过对FPGA加载不同的配置电路,可以方便地把各功能模块联接起来,组成多种模式的开 发系统,适合各种场合下的应用,具有较大的灵活性.在本系统中,使用AT89C2051单片机专门对主控FPGA实现在系统动态配置,达到所需的系统功能.主控 FPGA的多个工作模式配置文件存储在一个串行存储器中.为在有限的存储容量下能够多存储配置文件,对配置文件预先进行了无损压缩.单片机在配置 FPGA的过程中,先对配置文件解压缩,再通过被动串行方式将配置数据加载到FPGA中. 6.期刊论文 白凤山.张立倩.黄威 一种基于单片机的可编程自动增益放大器的实现 -内蒙古大学学报(自然科学版) 2002,33(6) 介绍了软件可编程增益放大器AD526的特点和用法,并利用AD526和AT89C51单片机实现了可编程自动增益放大器,给出了一个将其成功用于ISA总线数 据采集系统的实例. 7.会议论文 杨光永.何晋 利用可编程系统单片机uPSD3234A改造位置编码器测控系统 2006 可编程系统单片机uPSD3234A以其丰富的外设接口能力、巨大的存储空间和灵活的PSD配置,极大地简化传统设计的多片复杂系统.本文采用 uPSD3234A与位置编码器进行应用系统设计,将位置编码器的输出信号隔离、整形后,与uPSD3234A的可编程逻辑进行配置、固件合并,组成位置编码器测控 系统.该位置编码器测控系统应用于轧钢机控制系统的改造项目,已调试通过,同时也降低了总体设计成本. 8.学位论文 刘军 基于可编程增益多路选择器的阵列信号数据预处理系统 2006 阵列信号的数据采集和预处理系统可广泛应用于汽车电子、工业控制、信息家电、无损探伤等领域。由于阵列信号中每一路信号可能来自于不同类 型的传感器，因此在幅值或频率上可能有较大差异，这就会对后续的AD转换和数据处理造成影响，所以阵列信号数据预处理系统的研究是十分必要的。 本文通过分析传统的阵列信号数据采集系统的特点，针对其由于采用固定增益放大器而产生的不足，研究了由单片机PIC16F876A作为控制核心的基 于可编程增益放大器（PGA）的阵列信号数据预处理系统。系统采用上下位机结构，由PC作为上位机，单片机作为下位机，并编写了单片机和上位机程序 ，给出了程序流程图。单片机与PGA之间以及单片机与PC之间通过异步串行通信方式交换数据和指令，使得PC可以利用可编程增益放大器的增益可控性和 输入通道切换的灵活性对阵列信号的每一路根据情况设置不同的增益值，以满足后续数据处理的需要。 本文最后还对整个系统进行了仿真，仿真结果表明系统各部分均运行正常，达到了设计要求。 9.期刊论文 房磊.FANG Lei 用单片机进行数控及可编程逻辑控制 -邯郸职业技术学院学报2009,22(1) 提出了一种采用一个单片机同时实现数控和可编程逻辑控制功能的方法,充分发挥了单片机的能力,简化了硬件结构,实践证明该方法经济可行. 10.期刊论文 王文熙.WANG Wen-xi 单片机数控中的可编程逻辑控制 -机电工程2000,17(1) 提出了一种采用一个单片机同时实现数控和可编程逻辑控制功能的方法,充分发挥了单片机的能力,简化了硬件结构.实践证明该方法经济可行. 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_dnzsyjs-itrzyksb200825079.aspx 下载时间：2010年6月13日