发布时间 : 星期五 文章基于单片机的简易收款机的设计(3)更新完毕开始阅读
器停止工作，并禁止所有其他部件的工作直到下一个硬件复位。它含有4KB可反复烧录及擦除内存和128字节的RAM，有32条可编程控制的I/O线，5个中断源，指令与MCS-51系列完全兼容。选用它作为核心控制新片，可使电路极大地简化，而且程序的编写及固化也相当方便、灵活。
主要性能：4KB可重编程Flash存储器；耐久性：1000次写/擦除；2.7~6V的操作范围；全静态操作：0Hz~24MHz；2极加密程序存储器；128×8位内部RAM；32条可编程I/O引线；2个16位定时器/计数器；6个中断源；可编程串行UART通道；直接LED驱动输出；片内模拟比较器；低功耗空载和掉电方式。 本系统设计电路图2所示：
图2 单片机电路图
如图2所示，P0口为LCD的八根数据总线，P2.5、P2.6、P2.7三根线为LCD的读写控制线和使能端。P3.6、P3.7为存贮器的两根总线，主要用于数据的读取与存贮。P1口为矩阵键盘列线与行线的接口，实现4X4键盘，完成相关的工能操作，比如说，数字的输入，功能操作等。XTAL1和XTAL2口接外部晶体振荡器，保证单片机内部各部分有序的工作。P3.0、P3.1口接串行端口，分别作串行数据的接收端和发送端。RST与Vss之间连接一个下拉电阻，与Vcc之间连接一个电容，目的是保证可靠的复位。 （二）键盘电路的设计
这里采用的是矩阵键盘。如图3所示：
5
图3矩阵键盘实物图
矩阵键盘的实现可采用查询的办法，也可以采用中断的方法。4X4的意思即：4根列线，4根行线，列线通上拉电阻接到电源上，因此无按键按下时，各列线均为高电平。当行线分别输出低电平时，有健按下，相应的列线上会出现低电平。根据此原理，CPU对整个键盘进行扫描。所谓扫描，即CPU不断轮流对行线置低电平，然后检查列线输入状态，确定按键情况。电路如图4所示：
图4矩阵键盘图
如图4所示，4X4矩阵键盘，一共有16个按键，用单片机的P1口，其内部有上接电阻，在此可不用，在确定有按键按下后，先把H1置为低电平，其它都为高电平，再读入H5、H6、H7、H8的值。若H5为“1”，其它都为“0”，则“F”按下。依次类推，当H8为“1”，其它都为“0”，则“3”按下。根据此道理，可判断，哪个按键按下。本设计就是根据此，判断数据的输入和各功能的实现。按键“A”、“B”、“C”、“D”、“E”、“F”为功能键，其它的为数字键。 （三）、显示电路的设计
这里采用的是两行字符型1602显示器，下面详细介绍1602及其使用。 1.字符型点阵式LCD液晶显示屏
LCD的应用很广泛，简单如手表上的液晶显示屏，仪表仪器上的液晶显示器
6
或者是电脑笔记本上的液晶显示器，都使用了LCD。在一般的办公设备上也很常见，如传真机，复印机，以及一些娱乐器材玩具等也常常见到LCD的足迹。
本设计要介绍的LCD为字符型点阵式LCD模块（Liquid Crystal Display Module）简称LCM，或者是字符型LCD。
字符型液晶显示模块是一类专门用于显示字母，数字，符号等的点阵式液晶显示模块。在显示器件上的电极图型设计，它是由若干个5*7或5*11等点阵符位组成。每一个点阵字符位都可以显示一个字符。点阵字符位之间有一空点距的间隔起到了字符间距和行距的作用。目前市面上常用的有16字*1行，16字*2行，20字*2行和40字*2行等的字符模块组。这些LCM虽然显示字数各不相同，但是都具有相同的输入输出界面。本设计将以WINTECH 16*2字符型液晶显示模块WM-C1602N为例，详细介绍字符液晶显示模块的应用技术。
一般字符LCD模块的控制器为日本日立新华通讯社的HD44780及其替代集成电路，驱动器为HD44100及其替代的集成电路。
2. LCD液晶显示屏的内部结构
液晶显示模块WN-C1602N的内部结构可以分成三部分：LCD挖掘器、LCD驱动器和LCD显示装置。如图5所示：
图5 LCD内部结构图
目前大多数的LCD液晶显示器的控制器都有采用一颗型号为HD44780的集成电路作控制器。HD44780是集控制器，驱动器于一体，专用于字符显示控制驱动集成电路。HD44780是字符型液晶显示控制器的代表电路，HD44780集成电路的特点有：
（1） HD44780不仅作为控制器而且还具有驱动40*16点阵液晶像素的能力，并且HD44780的驱动能力可通过外接驱动器扩展360列驱动。
（2）HD44780的显示缓冲区及用户自定义的字符发生器CGRAM全部内藏
7
在芯片内。
（3）HD44780具有适用于M6800系列MPU的接口，并且接口数据传输可为8位数据和4位数据传输两种方式。
（4）HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现字符移动，闪烁等显示功能。
由于HD44780的DDRAM容量所限，HD44780可控制的字符高达每行80个字，也就是5*80=400点，HD44780内藏有16路行驱动器和40路列驱动器，所以HD44780本身就具驱动有16*40点阵LCD能力（即单行16个字符或两行8个字符）。如果在外部加一HD44100外扩展多40路/列驱动，则可驱动16*2LCD。
HD44780内藏的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如表1所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码。比如数字“1”的代码是00110001B（31H），又如大写的英文字母“A”代码是01000001B（41H）。
表1 WM-C1602N的CGRAM字符图形代码对应表
3. LCD的应用
液晶显示模块LCD1602在显示“1”时，则只需将ASCII码31H存入DDRAM即可。显示时模块把地址31H中的点阵字符图形显示出来，就能看到数字“1”了。
8