毕业设计论文规则图形绘制系统设计

毕业设计论文规则图形绘制系统设计内容摘要：

振荡。 定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。 晶体振荡频率可以在 ～ 12MHz 之间选择，电容值在 5～ 30pF 之间选择，桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 9 页 电容值的大小可对频率起微调的作用。 外部方式的时钟电路如图 2— 2（ b）所示， RXD接地， TXD 接外部振荡器。 对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于 12MHz 的方波信号。 片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟 P1 和 P2，供单片机使用。 RXD 接地， TXD 接外部振荡器。 对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于 12MHz 的方波信号。 片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟 P1和 P2，供单片机使用。 （ a）内部方式时钟电路 （ b）外部方式时钟电路 图 2— 2 时 钟电路 复位及复位电路 （ 1）复位操作 复位是单片机的初始化操作。 其主要功能是把 PC 初始化为 0000H，使单片机从 0000H 单元开始执行程序。 除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。 除 PC 之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表一所示。 桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 10 页 表 21 一些寄存器的复位状态 寄存器 复位状态 寄存器 复位状态 PC 0000H TCON 00H ACC 00H TL0 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H P0P3 FFH SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0XXX0000B TMOD 00H （ 2）复位信号及其产生 RST 引脚是复位信号的输入端。 复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期 (即二个机器周期 )以上。 若使用颇率为 6MHz 的晶振，则复位信号持续时间应超过 4us 才能完成复位操作。 产生复位信号的电路逻辑如图 4— 3所示： 图 2— 3 复位信号的电路逻辑图 整个复位电路包括芯片内、外两部分。 外部电路产生的复位信号 (RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的 S5P2 时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。 复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。 桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 11 页 上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图 2— 4（ a）所示。 这佯，只要电源 Vcc 的上升时间不超过 1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。 按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。 其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与 Vcc 电源接通而实现的，其电路如图 2— 4（ b）所示；而按键脉冲复位则是利用 RC 微分电路产生的正脉冲来实现的， 其电路如图 2— 4（ c）所示： （ a）上电复位 （ b）按键电平复位 （ c）按键脉冲复位 图 2— 4 复位电路 上述电路图中的电阻、电容参数适用于 6MHz 晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于 2个机器周期。 本系统的复位电路采用图 2— 4（ b）上电复位方式。 STC89C52 具体介绍 ① 主电源引脚（ 2 根） VCC(Pin40)：电源输入，接＋ 5V电源 GND(Pin20)：接地线 ②外接晶振引脚（ 2 根） XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端 ③控制引脚（ 4 根） RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现 2 个机器周期的高电平将使单片机复位。 ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号 EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 12 页 指令，如果接高电 平则从内部程序存储器读指令。 ④可编程输入 /输出引脚（ 32 根） STC89C52 单片机有 4组 8位的可编程 I/O 口，分别位 P0、 P P P3 口，每个口有 8位（ 8根引脚），共 32 根。 PO口（ Pin39～ Pin32）： 8位双向 I/O 口线，名称为 ～ P1口（ Pin1～ Pin8）： 8 位准双向 I/O 口线，名称为 ～ P2口（ Pin21～ Pin28）： 8位准双向 I/O 口线，名称为 ～ P3口（ Pin10～ Pin17）： 8位准双向 I/O 口线，名称为 ～ STC89C52 主要功能如表 22所示。 表 22 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系统 8K 可反复擦写 Flash ROM 32个双向 I/O 口 256x8bit 内部 RAM 3个 16 位可编程定时 /计数器中断 时钟频率 024MHz 2个串行中断 可编程 UART 串行通道 2个外部中断源 共 6个中断源 2个读写中断口线 3 级加密位 低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能 桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 13 页 第三章 按键模块 图 31 是按键输入电路。 图 31 按键电路 由于本次设计用到的 I/O 口较少，有足够的多余 I/O 口用于按键设计。 故 采用比较简单的独立式键盘的接口设计。 这种按键形式电路简单，配置灵活，但是因为每一个按键需要占用一个 I/O 口，所以， I/O 口占用量很大，它只适合于按键数量少的情况下使用。 独立式键盘按键的数量较少，并且各个按键相互独立，每一个按键由一个独立的 I/O口控制，一个按键改变的是一个相应 I/O 口的输入电平，而不会对其他 I/O 口电平产生影响。 这样，通过检测各 I/O 口的电平变化，即可很容易地确定是否有按键按下及是何键按下。 如上图所示按键电路，一开始 口是高电平，按键按下时即转变为接地的低电平，单片机检测到该变化 即可按程序规定的情况进行运转。 按键扫描的程序流程如图 32。 该流程考虑了去抖动。 桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 14 页 图 32 按键扫描程序流程图 桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 15 页 第四章 电路框图设计 系统框图 图 系统框图 工作原理 硬件工作原理 硬件控制电路主要用了 4*4 矩阵键盘、 AT89S52 芯片处理器、 LCD。 由 AT89S52 处理器处理从 4*4 键盘发出的指令，通过 LCD 绘制出相应按键的内容。 软件工作原理 软件控制程序主要有主控程序、时间程序、 LCD 控制程序、时间及日期显示程序、键盘扫描程序等组成。 主控程序中对整个程序进行控制，进行了时间和LCD 初始化、 LCD等控制。 LCD 显示程序是整个显示部分中的重要部分，包括写入命令、初始化、写入数据、数据显示、自定义 GDRAM 显示、绘图显示、反白显示等。 当 LCD 的 RS=RW= 0，同时 EN 由 1 变 0 时，可以对 LCD 写入基本指令和扩充指令；当 RS=1， RW=0，同时 EN 由 1 变 0 时，可以对 LCD 写入数据。 对 LCD 端口写入不同的命令可以写入和显示不同的数据，具体命令请参考 LCD12864 和数据手册。 LCD 时间控制程序是时间程序重要的部分，时间控制程序体现了年、月、日、时、分、秒的计算方法。 此设计采用 AT89S52 自带的 T0 计时器进行计时，中断桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 16 页 程序每隔 50ms 中断一次当作一个计数，每中断一次则计数加 1，当计数 20 次时，则表示 1 秒到了，秒变量加 1，同理再判断是否 1 分钟到了，再判断是否 1 小时到了，再判断是否 1 天到了，再判断是否 1 月到了，再判断是否 1 年到了，若计数到了则相关变量清除 0。 先给出一般年份的每月天数。 如果是闰年，第 2 月天数为 29 天，非闰年则有 28 天。 在我们的这个设计中只设有 100 年的范围，判断是否闰年就只需要用该年份除以 4 来判断就行了。 键盘扫描程序是整个设计的输入控制程序， 4*4 键盘占用单片机的 8 个 I/O 口。 本设计的键盘扫描程序采用行列反转扫描法读取按键键值。 单片机 先让键盘行线输出全为 0，然后读入列线值，再检测有无按键按下，去抖，再读入列线值，输出当前列线值，线值，最后组合行、列线值，得到键盘的码值供调用。 桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 17 页 第五章 第硬件原理分析及设计 单片机时钟电路 内部时钟电路如图所示，在 XTAL1 和 XTAL2 引脚上外接定时元件，内部振荡电路就产生自激振荡。 定时元件通常石英晶体和电容组成的并联谐振回路，晶体振荡器选择 12MHZ，电容采用 30PF。 图 时钟电路 单片机复位电路 影响单片机系统运行稳定性的因素可大体分为外因和内因两部分 : （ 1）外因 射频干扰，它是以空间电磁场的形式传递在机器内部的导体（引线或零件引脚）感生出相应的干扰，可通过电磁屏蔽和合理的布线 /器件布局衰减该类干扰； 电源线或电源内部产生的干扰，它是通过电源线或电源内的部件耦合或直接传导，可通过电源滤波、隔离等措施来衰减该类干扰。 （ 2）内因 振荡源的稳定性，主要由起振时间频率稳定度和占空比稳定度决定 起振时间可由电路参数整定稳定度受振荡器类型温度和电压等参数影响复位电路的可靠性。 桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 18 页 键盘电路 4*4 键盘电路由 4*4=16 个按键组成，其中 4 列经过 4 个 10K 电阻接入 VCC 上拉，接入单片机的 P3 口的高 4 位口， 4 行直接接入单片机低 4 位，当有按键按下时，由单片机控制 8 个 I/O 口读取出当前键值。 图 键盘 电路 显示电路 LCD 显示电路 LCD12864 一共有 20 个引脚，其中 41 17 脚接入单片机的 P0 全部 I/O 口和 P2 的三个 I/O 口，是 LCD 与单片机通讯的桥梁。 16 号脚是空脚， 1 和 20 脚接地， 2 和 19 脚接 VCC，其中 1 19 三个脚接可调电位器和电阻，组成调节 LCD 对比度电路。 如图 所示。 桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 19 页 图 显示 电路 桂林航天工业学院 毕业设计（论文） 第 20 页 第六章 软件设计 此设计名为仪器仪表的键盘绘制模拟系统，顾名思义软件占很大比例。 整个设计硬件比较简单，主要就是程序的写法，而软件的调试也是此设计的重点和难点。 整个软件结构分为主控程序、显示部分程序、键盘扫描部分程序、时钟部分程序和延时程序。 寄存器写入 写入液晶寄存器地址，根据写入电平时序可以得到，先使 CS和 RS置低电平，然后在送上寄存器的地址，再将写信号 WR 送一低电平脉冲，这样 P3口上的寄存器地址被液晶写入，最后再恢复 CS高电平，这样寄存器地址就写入了。 写入寄存器数据，根据写入脉冲时序可以得到，先使 CS 低电平先中芯片，使我 RS 置高电平选中寄存器，然后在送上寄存器的数据，再将写信号 WR 上送一低电平脉冲，这样 P3 口送出低 8 位数据， P4 口送入高位数据，最后再恢复 CS的高电平，这样寄存器数据就写入了。 清屏 清屏程序，将光标值（０，０）位置，先使 CS 置低电平选中芯片，使 RS置高电平选中寄存器，然后在送上寄存器的数据，然后调用 LCD１２８６４函数送入 RGB 数据，然后 WR 送出 76800 个脉冲，将 128*64 的液晶所有像点全部设置成一个颜色，这样达到了清屏的目的。 光标 参数 设置 设置液晶的光标，根据输入的 X和 Y的坐标数据，会调用到写入寄存器的函数，将 X 和 Y 的数据写入控制光标寄存器，将光标设置在所要的地方，这样光标设置好了。 RAM 写入 写入液晶 RAM 的 RGB 数据，先使 CS 置低电平选中芯片，使 RS 置高电平选中寄存，然后在送上寄存器的数据，然后调用 LCD12864 函数送入 RGB 数据，。