综合任务温度报警器讲义的设计与制作
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背光电源地线
备注
14引脚的 没有这两
个引脚
综合任务 温度报警器的设计与制作
8.1.2 1602字特型LCM与单片机的连接
1．直接访问方式连接 ▪ 该连接是由单片机的读（—RD引脚）、写（—WR引
脚）和高位地址线共同控制LCM的E端，由高位地址 线其中的两条分别与RS端和R/W端相连，由单片机的 P0口LCM的DB0-DB7相连．这样就构成了三总线（数 据DB、地址总线AB和控制总线CB）的连接方式，如 图所示。由于构成了三总线的结构，所以在软件控 制上比较简单，用通过访问外部地址的方式就能访 问LCM。但是，在使用这种连接方式时需要注意单片 机的控制总线时序和地址总线时序必须要与LCM所需 要的时序相匹配，否则将无法访问。
综合任务温度报警器的设计与制作
教学导航
知识重点
(1)1602字符型LCM与单片机的连接； (2)键盘工作原理及接口电路； (3)A/D、D/A转换接口的结构及其接口技术； (4)数字温度传感器的操作使用。
教 知识难点
推荐教学 方式
DAC0832与单片机接口技术；DS18B20的操作使用
以任务入手，通过温度报警器的设计与制作，让读者掌握LCD显 示技术、键盘接口技术、A/D和D/A转换技术、温度检测控制技术 等，并进一步掌握单片机控制系统的设计方法与技巧。
述 当环境温度高于预置的最高温度时，发出高温报警声并使用
一个红灯闪烁。
任 (1)设计温度报警器完整的硬件电路；
务 (2)根据硬件电路编写温度报警器的程序，利用Proteus进行
要 求
Байду номын сангаас
仿真调试。
(1)设计完整的硬件电路图；
实 (2)根据电路图编写程序；
现 方
(3)利用Proteus对设计的硬件电路和程序进行仿真调试；
引脚号 1 2 3 4 5 6
7~14
15
16
1602型LCM接口引脚功能
符号 VSS VDD V0 RS R/W
E
DB0~ DB7
E1
E2
状态
功能
输入 输入 输入
三态
电源地
+5V逻辑电源
液晶驱动电源（用于调节对比度）
寄存器选择（1：数据；0：指令）
读、写操作选择（1：读；0：写） 使能信号，数据读写操作控制位，向LCM 发送一个脉冲，LCM与单片机之间将进行 一次数据交换 数据总线（最低位DB0、最高位DB7）， 可用8位连接，也可以只用高4位连接 背光电源线（通常为+5V，并串联一个电 位器，可调节亮度）
法 (4)绘制电路板图，制作硬件电路板、焊接元件；
(5)固化程序，进行硬件调试，再通电运行。
综合任务 温度报警器的设计与制作
任务准备
8.1 液晶显示器显示 8.2 键盘与单片机的连接 8.3 A/D接口技术 8.4 D/A接口技术 8.5 数字温度传感器
综合任务 温度报警器的设计与制作
8.1 液晶显示器显示
▪ LCD（Liquid Crystal Display）是液晶显示器的缩写， 液晶显示器是一种被动式的显示器，即液晶本身并不发光 ，而是利用液晶经过处理后能改变光线通过方向的特性， 而达到白底黑字或黑底白字显示的目的。液晶显示器具有 功耗低、抗干扰能力强等优点，因此被广泛应用。例如我 们在手机、BP机、笔记本电脑和计算器上看到的都是液晶 显示屏幕。由于LCD的控制必须使用专用的驱动电路，且 LCD面板的接线需要采用特殊技巧，再加上LCD面板十分脆 弱，因此一般不会单独使用，而是将LCD面板、驱动与控 制电路组合成LCM模块（Liquid Crystal Display Mould ，LCM）一起使用。
▪ （2）具有64B的自定义字符RAM (Character Generate RAM, CG RAM)，可自行定义8个5×7点阵 字符。
▪ （3）具有80B的数据显示存储器（Data Display RAM，DD RAM）。
综合任务 温度报警器的设计与制作
2．字符型LCM的引脚功能
▪ 字符型LCM通常有16个引脚，也有14个引脚，当选用14个引脚 的LCM时，该LCM没有背光。
▪ LCM的种类繁多，可以根据不同的场合、不同的需要选择 不同类型的LCM，本书主要介绍1602字符型LCM（即两行显 示，每行可显示16个字符）。
综合任务 温度报警器的设计与制作
8.1.1 1602字符型LCM的特性及引脚功能
1．字符型LCM的特性
▪ （1）具有字符发生器ROM (Character Generate ROM, CG ROM)，可显示192个5×7点阵字符，LCM显 示的数字和字母部分的码值，刚好与ACSII码表中的 数字和字母相同，所以在需要显示数字和字母时， 只需要向LCM送入ASCII码即可。
综合任务 温度报警器的设计与制作
2．间接控制方式连接
▪ 但是由于LCM本身为速度较慢的器件，每一次数据传 输大概需要几十微秒至几毫秒的时间，如果采用间 接控制方式访问，每传送一个字节的数据需要访问 两次LCM，这将占用大量的时间，使CPU变得很繁忙 ，甚至影响CPU处理其他数据的传输速度。所以在实 际的硬件电路连接中常采用如图8-3所示的电路。采 用这种连接方式不能构成三总线的结构，所以不能 通过地址的形式直接访问，而是需要按照LCM的方式 进行数据的传输，同时由于数据总线使用了8条，所 以在数据传输的时间上与直接访问的时间相同，速 度较间接控制方式提高了一倍，缩短了CPU对LCM的 访问时间。
建议学时 16学时
推荐学习 方法
通过利用Proteus设计硬件电路，编写温度报警器的预置温度显 示、检测与控制程序，掌握单片机控制系统的设计及硬件电路制 作方法。
学
必须掌握 的理论知
(1)1602字符型LCM与单片机的连接方法；(2)键盘接口电路及抖
动消除方法；
(3)ADC0809、DAC0832的结构及接口技术；
综合任务 温度报警器的设计与制作
2．间接控制方式连接
▪ 是利用HD44780所具有的4位数据总线的功能，简化 电路接口的一种连接方式，如图8-2所示。直接访问 方式连接电路中需要增加与非门和反相器，从原理 图上看很简单，但在实际焊接时，增加两个器件就 增加了很多麻烦，另外增加器件也意味着增加了故 障点，所以在实际使用时并不采用此电路。在图中 ，省去了4位数据线，电路连接十分简单，也没有多 余的器件，对于参加比赛来说非常方便。
识
(4)DS18B20的结构与操作应用。
必须掌握 学会单片机控制系统各主要模块的功能、系统程序设计、硬件电 的技能 路制作、系统仿真调试方法。
综合任务 温度报警器的设计与制作
任务单
设计并制作完整的温度报警器，为温度报警器预先设置一个
任 最低温度和最高温度，要能定时检测环境温度，当环境温度
务 描
低于预置的最低温度时发出低温报警声，并使一个黄灯闪烁；
备注
14引脚的 没有这两
个引脚
综合任务 温度报警器的设计与制作
8.1.2 1602字特型LCM与单片机的连接
1．直接访问方式连接 ▪ 该连接是由单片机的读（—RD引脚）、写（—WR引
脚）和高位地址线共同控制LCM的E端，由高位地址 线其中的两条分别与RS端和R/W端相连，由单片机的 P0口LCM的DB0-DB7相连．这样就构成了三总线（数 据DB、地址总线AB和控制总线CB）的连接方式，如 图所示。由于构成了三总线的结构，所以在软件控 制上比较简单，用通过访问外部地址的方式就能访 问LCM。但是，在使用这种连接方式时需要注意单片 机的控制总线时序和地址总线时序必须要与LCM所需 要的时序相匹配，否则将无法访问。
综合任务温度报警器的设计与制作
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知识重点
(1)1602字符型LCM与单片机的连接； (2)键盘工作原理及接口电路； (3)A/D、D/A转换接口的结构及其接口技术； (4)数字温度传感器的操作使用。
教 知识难点
推荐教学 方式
DAC0832与单片机接口技术；DS18B20的操作使用
以任务入手，通过温度报警器的设计与制作，让读者掌握LCD显 示技术、键盘接口技术、A/D和D/A转换技术、温度检测控制技术 等，并进一步掌握单片机控制系统的设计方法与技巧。
述 当环境温度高于预置的最高温度时，发出高温报警声并使用
一个红灯闪烁。
任 (1)设计温度报警器完整的硬件电路；
务 (2)根据硬件电路编写温度报警器的程序，利用Proteus进行
要 求
Байду номын сангаас
仿真调试。
(1)设计完整的硬件电路图；
实 (2)根据电路图编写程序；
现 方
(3)利用Proteus对设计的硬件电路和程序进行仿真调试；
引脚号 1 2 3 4 5 6
7~14
15
16
1602型LCM接口引脚功能
符号 VSS VDD V0 RS R/W
E
DB0~ DB7
E1
E2
状态
功能
输入 输入 输入
三态
电源地
+5V逻辑电源
液晶驱动电源（用于调节对比度）
寄存器选择（1：数据；0：指令）
读、写操作选择（1：读；0：写） 使能信号，数据读写操作控制位，向LCM 发送一个脉冲，LCM与单片机之间将进行 一次数据交换 数据总线（最低位DB0、最高位DB7）， 可用8位连接，也可以只用高4位连接 背光电源线（通常为+5V，并串联一个电 位器，可调节亮度）
法 (4)绘制电路板图，制作硬件电路板、焊接元件；
(5)固化程序，进行硬件调试，再通电运行。
综合任务 温度报警器的设计与制作
任务准备
8.1 液晶显示器显示 8.2 键盘与单片机的连接 8.3 A/D接口技术 8.4 D/A接口技术 8.5 数字温度传感器
综合任务 温度报警器的设计与制作
8.1 液晶显示器显示
▪ LCD（Liquid Crystal Display）是液晶显示器的缩写， 液晶显示器是一种被动式的显示器，即液晶本身并不发光 ，而是利用液晶经过处理后能改变光线通过方向的特性， 而达到白底黑字或黑底白字显示的目的。液晶显示器具有 功耗低、抗干扰能力强等优点，因此被广泛应用。例如我 们在手机、BP机、笔记本电脑和计算器上看到的都是液晶 显示屏幕。由于LCD的控制必须使用专用的驱动电路，且 LCD面板的接线需要采用特殊技巧，再加上LCD面板十分脆 弱，因此一般不会单独使用，而是将LCD面板、驱动与控 制电路组合成LCM模块（Liquid Crystal Display Mould ，LCM）一起使用。
▪ （2）具有64B的自定义字符RAM (Character Generate RAM, CG RAM)，可自行定义8个5×7点阵 字符。
▪ （3）具有80B的数据显示存储器（Data Display RAM，DD RAM）。
综合任务 温度报警器的设计与制作
2．字符型LCM的引脚功能
▪ 字符型LCM通常有16个引脚，也有14个引脚，当选用14个引脚 的LCM时，该LCM没有背光。
▪ LCM的种类繁多，可以根据不同的场合、不同的需要选择 不同类型的LCM，本书主要介绍1602字符型LCM（即两行显 示，每行可显示16个字符）。
综合任务 温度报警器的设计与制作
8.1.1 1602字符型LCM的特性及引脚功能
1．字符型LCM的特性
▪ （1）具有字符发生器ROM (Character Generate ROM, CG ROM)，可显示192个5×7点阵字符，LCM显 示的数字和字母部分的码值，刚好与ACSII码表中的 数字和字母相同，所以在需要显示数字和字母时， 只需要向LCM送入ASCII码即可。
综合任务 温度报警器的设计与制作
2．间接控制方式连接
▪ 但是由于LCM本身为速度较慢的器件，每一次数据传 输大概需要几十微秒至几毫秒的时间，如果采用间 接控制方式访问，每传送一个字节的数据需要访问 两次LCM，这将占用大量的时间，使CPU变得很繁忙 ，甚至影响CPU处理其他数据的传输速度。所以在实 际的硬件电路连接中常采用如图8-3所示的电路。采 用这种连接方式不能构成三总线的结构，所以不能 通过地址的形式直接访问，而是需要按照LCM的方式 进行数据的传输，同时由于数据总线使用了8条，所 以在数据传输的时间上与直接访问的时间相同，速 度较间接控制方式提高了一倍，缩短了CPU对LCM的 访问时间。
建议学时 16学时
推荐学习 方法
通过利用Proteus设计硬件电路，编写温度报警器的预置温度显 示、检测与控制程序，掌握单片机控制系统的设计及硬件电路制 作方法。
学
必须掌握 的理论知
(1)1602字符型LCM与单片机的连接方法；(2)键盘接口电路及抖
动消除方法；
(3)ADC0809、DAC0832的结构及接口技术；
综合任务 温度报警器的设计与制作
2．间接控制方式连接
▪ 是利用HD44780所具有的4位数据总线的功能，简化 电路接口的一种连接方式，如图8-2所示。直接访问 方式连接电路中需要增加与非门和反相器，从原理 图上看很简单，但在实际焊接时，增加两个器件就 增加了很多麻烦，另外增加器件也意味着增加了故 障点，所以在实际使用时并不采用此电路。在图中 ，省去了4位数据线，电路连接十分简单，也没有多 余的器件，对于参加比赛来说非常方便。
识
(4)DS18B20的结构与操作应用。
必须掌握 学会单片机控制系统各主要模块的功能、系统程序设计、硬件电 的技能 路制作、系统仿真调试方法。
综合任务 温度报警器的设计与制作
任务单
设计并制作完整的温度报警器，为温度报警器预先设置一个
任 最低温度和最高温度，要能定时检测环境温度，当环境温度
务 描
低于预置的最低温度时发出低温报警声，并使一个黄灯闪烁；