重庆大学电工电子报告

电工电子综合设计报告

前言

本综合设计以DP-51PROC综合仿真实验仪为基础，通过运用Keil51和字模生成软件，编程实现了开关量、模拟量的采集，汉字显示，计时，报错等基本功能。本设计在此基础上，考虑到实际应用，添加了开机动画的环节，使之成为一个整体的应用系统。

1.设计目的和功能要求

1.1基本功能：开关量和模拟量的采集

在工业测控系统中，需要处理最基本的输入输出信号——开关信号和模拟信号。开关信号包括开关的闭合和断开、断路器的通和断、指示灯的亮和灭、继电器或接触器的释放和吸合、可控硅的通和断、阀门的打开和关闭等等。这些信号都可以用二进制的逻辑“1”和“0”来表达，通常被称为开关信号。模拟量是指连续变化的物理量，如电流、电压、温度等，但是计算机只能处理数字量，这就需要有一个装置把模拟量转换成数字量，各种A/D芯片就是用来完成此类转换的。本次综合设计的基本功能就是完成外部数字、模拟信号的处理并在液晶屏上动态显示。

1.2其他功能：汉字显示，计时功能，报错功能

在开关量和模拟量采集的基础上，本小组结合工程实际需要，加入了汉字显示和计时功能。汉字显示主要是针对国内市场，应用者可以直观方便地了解各显示数值代表的具体含义；计时功能的设置主要是针对电力系统中检修的需要，设备在运行一定时间后，需要对其进行停运检修，其检修时间可以参照本作品所给出的时间来确定；报错功能的设置是考虑到电力系统中对电压等模拟量的大小有限制，过高或过低都可能导致系统的崩溃，本作品中设置的上下限只是一个参照，具体实施时只需改动一下上下限以适应工程需要即可。熟悉ZY12864图形点阵液晶显示器的结构以及各种指令，掌握各种字符、汉子、字符串等在液晶屏幕上的显示原理及方法，通过实验达到能够在指定位置上将其显示出来。

1.3附加功能：开机动画

由于本次实验为综合实验，所以在完成基本功能的基础上，我们小组结合工程实际需要，在作品中加入了自己的创新元素，在源程序中加入了开机动画并练习了直流电机PWM的控制。

开机动画的设置主要是考虑到系统的启动需要一定时间让设备正常运行，故

设计了拉幕、显示欢迎及抹屏的动画。

2.1 DP-51PROC综合仿真实验仪

DP-51PROC(插孔式)单片机综合仿真实验仪是基于Keil C51集成开发环境下的DP系列单片机仿真实验仪之一，是一套功能强大的单片机应用技术学习、调试、开发工具。

DP-51PROC(插孔式)单片机综合仿真实验仪向用户提供了丰富的外围器件和设备接口，可使用户快速掌握单片机原理及其实用接口技术。同时，基于Keil C51集成开发环境下的TKSMonitor51仿真器具有硬件仿真的功能，用户可以在Keil uVision4环境下学习编写、调试单片机程序，是一套性能完美的MCU综合实验系统。

2.1.1 TLC549串行A/D转换器

TLC549是ＴＩ公司生产的一种低价位、高性能的８位A/D转换器，它以８位开关电容逐次逼近的方法实现A/D转换，其转换速度小于１７ｕｓ，它能方便地采用三线串行接口方式与各种微处理器连接，构成各种廉价的测控应用系统。

2.1.2 ZY12864D图形点阵液晶显示模块

ZY12864D是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及128*64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8*4（16*16）汉字。其DDRAM的结构及其地址表原理如图1示。

图1 DDRAM地址表

由图可见，每8*64字节的DDRAM对应8个页地址（X0~X7）及64个列地址（Y0~Y63）。编程时，首先由指令确定页地址及列地址，再由指令写入具体的点阵代码参数。每字节DDRAM对应的8个液晶显示点，为“1”显示，为“0”则不显示，完成所有两个8*64字节的DDRAM编程即可实现整屏各种字符、汉字以及图形的显示。

2.1.3交流蜂鸣器驱动控制电路

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。DP-51PROC上B5区便是一个蜂鸣器，本作品用P1.7口控制蜂鸣器，P1.7置1可使蜂鸣器发声。

2.1.4电位器电压调节电路

电位器是一种可调的电子元件。它是由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成。

当电阻体的两个固定触电之间外加一个电压时，通过转动或滑动系统改变触点在电阻体上的位置，在动触点与固定触点之间便可得到一个与动触点位置成一定关系的电压。它大多是用作分压器，这是电位器是一个四端元件。一般用在音箱音量开关和激光头功率大小调节电位器是一种可调的电子元件。

DP-51PROC上D2区便是两个电位器，我们选用其中电阻为10k的电位器作为输入电压的调节装置。

2.2 Keil C51集成开发环境

目前世界上最优秀、最强大的51单片机开发应用平台之一。它集编辑、编译、仿真于一体，支持汇编、PL/M语言和C语言的程序设计，界面友好，易学易用。它内嵌的仿真调试软件可以让用户采用模拟仿真和实时在线仿真两种方式对目标系统进行开发。软件仿真时，除了可以模拟单片机的I/O口、定时器、中断外，甚至可以仿真单片机的串口通信。

2.3 ZIMO221字模生成软件

ZIMO221是汉字液晶点阵字模生成软件，它简单易用且功能强大，具有可选不同字库和字体大小、旋转动画、取模方式等功能。

3软件设计流程和功能介绍

3.2.1汉字显示程序

该程序是由所提供的程序中的LCM_DispChar( )程序修改得来，并命名为LCM_DispHanzi（）。

源程序中该程序是用来在8*8点阵内显示5*7的字符，修改后，我们的程序

用四个8*8的点阵来显示16*16的小四号汉字。大致修改思路如下：

①要在128*64的屏幕上显示的16*16的汉字，则最多能显示4行8列汉字，则参数过滤部分应将disp_cy和disp_cx分别限定在0~6和0~14之间，横列都照用了原来现实字符的横列的大小，使得汉字可以出现在屏幕的任意四个小格组成的方框中；

②原程序中switch语句块没有用到，根据指针之间寻找汉字代码的入口地址即可；

③由于所点阵规模的变化，液晶控制芯片的选择判断语句应有相应修改，将原程序中判断语句改为if(disp_cy>6)

disp_cy = disp_cy-7; // 参数过滤

if(disp_cy>14)

disp_cx = disp_cx-15;；

○4原程序中显示的5*7字符无法占满8*8的点阵，故加入了填空的语句，将这些语句删除，并结合汉字从上之下，从左至右的取模方式，先发送上半区16个数据，重新设置起始地址后再发送下半区16个数据即可完成汉字的整体输入。

5.在本次汉字显示中，我们用0代替开，1代替关，2代替模，3代替拟；

如此，就完成了字符显示程序的修改。

如语句“LCM_DispHanzi(0,1,0)”就完成了在第0行、第1列显示以0入口地址的汉字“开”。

3.2.2计时功能显示

本功能模块主要采用了定时器1中断，通过设置标志位，判断1S是否到来。当1S到来时，进行s1+的操作，逢10向s2进1，并自身清零。S2逢6向m1进1，m1逢10向m2进1，m2逢6向h1进1，h1逢10向h2进1.在统计小时的过程中，我们主要用于统计工作时间，并不统计天数，所以时间上并不以24小时为以单位。

3.2.3模拟量显示程序及出错程序