智能仪器实验指导书

1、 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪I前前 言言随着微电子技术和通信技术的发展极大的促进了智能仪器仪表的变革，虚拟仪器仪表是仪器技术与计算机技术深层次结合的产物，它的推出又给智能仪器仪表带来了新的活力，使得测量仪器与计算机之间的界限几乎消失，开始了测量仪器的新时代，是仪器领域的一次变革。它在教学领域中涉及到传感器技术、智能仪器仪表原理、虚拟仪器仪表技术等相关课程，为了迫切的满足各高等院校的教学实验及实践的要求，为此开发了此套智能仪器及虚拟仪器仪表综合实验装置。本实验装置是集传感器信号调理技术、智能仪器原理及应用技术、虚拟仪器仪表技术的综合实验装置，智能仪器原

2、理及应用部分采用了模块化设计兼单片机总线设计的思想，各个模块代表了智能仪器仪表的典型组成模块；本实验装置既能作模块性实验，又能将某些模块组合起来作综合性实验；虚拟仪器仪表部分采用了 PCI 数据采集卡，它作为计算机与外围信号之间的接口。本实验装置备有一个传感器实验箱和七个实验挂箱，它们分别为：THVZ-1 型传感器实验箱、信号调理挂箱、外围扩展挂箱（一） 、 “CPU 主挂箱” ， “外围扩展挂箱（二） 、对象挂箱、信号接口挂箱、传感器挂箱。传感器部分主要由“THVZ-1 型传感器实验箱”及“信号调理挂箱”组成。智能仪器部分采用了四个实验挂箱，包括“外围扩展挂箱（一） ” ， “CPU 主挂箱

3、” ，“外围扩展挂箱（二） ” ， “对象挂箱”及“打印机对象” ，挂箱之间通过总线接口“JP26” ，总线接口“JP20”一一对应相连接来进行数据传输。虚拟仪器仪表部分包括“信号接口挂箱”和“传感器挂箱” ，并采用了 USB 数据采集卡，USB 数据采集卡上的各个信号接口可在“信号接口挂箱”上通过电缆线全部引出，此为外部信号与计算机之间的接口。 THVZ-1 型智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪目目 录录实验八 模拟多路开关实验.17实验九 可编程增益放大器实验.20实验十 A/D 转换实验.23实验十一 D/A 转换实验.28实验十二 静态显示实验.30实验十三 动态显示

4、实验.33实验十四 液晶显示实验.35实验十五 键盘实验.48实验十六 开关量输入输出实验.54实验十八 PCF8563 时钟/日历芯片的应用实验 .58实验二十一 打印机实验.63实验二十二 RS232 通信实验.66实验二十三 RS485 通信实验.70实验二十六 温度测量实验.77实验二十七 数字电子秤实验.79实验二十八 位移测量实验.81附录 A 采集卡使用说明.107附录 B 电路原理图.112 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪2实验八实验八 模拟多路开关实验模拟多路开关实验一、实验目的一、实验目的1 掌握模拟多路开关的实验方法2 掌握模拟多路

5、开关在模拟量输入通道中的应用。二、实验电路图及编程说明二、实验电路图及编程说明实验电路图请参考实验指导书附录中的“模拟量输入通道模块电路图”部分，在此模块中，MPC508（U1）为 8 通道多路开关，其引脚图如图 8-2 及主要功能说明如下：INn(n=18)为 8 通道模拟量输入端，A0、A1、A2 为通道选择控制端，EN 为使能端，它们之间的关系见真值表 8-1 所示。要访问 MPC508 多路开关，只要通过 MOVX 指令对端口地址（0000H07FFH 范围中的一个地址）写数据，从而选通相应的通道。三、实验内容及步骤三、实验内容及步骤1 本实验需要用到的实验模块包括：模拟量输入通道模块

6、、译码模块、CPU 模块；2 把上述模块分别插放到相应的实验挂箱所在位置；3 在确保上述模块插放无误后，从实验屏上接入实验挂箱所需的工作电源（注：电源的注：电源的大小及正负极性不能接错大小及正负极性不能接错） ，然后，用信号扁平线连接实验所需挂箱上的信号插座JP26、JP20。4 安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到“CPU 模块”的单片机插座中；打开电源开关，打开仿真器电源5 启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。选择仿真器型号、仿真头型号、CPU 类型；选择通信端口，测试串行口。6 打开文件夹“智能仪器部分软件”中的“多路开关实验.ASM”源程序，编译无误后

7、，按照图 8-1 设置断点, 再分别点击全速运行图标，可以看到“模拟量输入通道模块”的 LED灯的点亮情况；并用万用表分别测量 CH0CH7 与 OUT1 的两端，看是否是导通的，其导通阻值约为 240。四、源程序四、源程序ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV DPTR,#07FFH ;选择输入通道地址 MOV A,#00000000B ;选择 CH0 通道 MOVX DPTR,A MOV A,#00100000B ;选择 CH1 通道 MOVX DPTR,A MOV A,#01000000B ;选择 CH2 通道 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪

8、表综合实验装置天煌科技 天煌教仪3 MOVX DPTR,A MOV A,#01100000B ;选择 CH3 通道 MOVX DPTR,A MOV A,#10000000B ;选择 CH4 通道 MOVX DPTR,A MOV A,#10100000B ;选择 CH5 通道 MOVX DPTR,A MOV A,#11000000B ;选择 CH6 通道 MOVX DPTR,A MOV A,#11100000B ;选择 CH7 通道 MOVX DPTR,A SJMP $ END图 8-1 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪4表 8-1图 8-2 THVZ-1

9、型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪5实验九实验九 可编程增益放大器实验可编程增益放大器实验一、实验目的一、实验目的掌握可编程增益放大器在模拟量输入通道中的应用。二、实验电路图及编程说明二、实验电路图及编程说明实验电路图请参考实验指导书附录中的“模拟量输入通道模块电路图”部分，在此模块中，AD526（U2）为可编程增益放大器，其引脚图 9-2 及主要功能说明如下：A2、A1、A0、B 四端为控制增益的代码输入端，、为使能端，VIN 端为信号输入CSCLK端，VOUT 端为信号输出端，它们之间的关系见真值表 9-1，通过编程可以很方便的设置1、2、4、8、16 不同的增益。要

10、访问 AD526 可编程增益放大器，只要通过 MOVX 指令对端口地址（0800H0FFFH 范围中的一个地址）写数据，从而选择对信号不同的放大倍数。三、实验内容及步骤三、实验内容及步骤1本实验需要用到的实验模块包括：模拟量输入通道模块、译码模块、CPU 模块；2把上述模块分别插放到相应的实验挂箱所在位置；3在确保上述模块插放无误后，从实验屏上接入实验挂箱所需的工作电源（注：电源的大注：电源的大小及正负极性不能接错小及正负极性不能接错） ，然后，用信号扁平线连接实验所需挂箱上的信号插座 JP26、JP20；4在 CH0 端加入 0.2V 的直流电压（丛主控屏的可调直流稳压电源接入） ，可通过“

11、信号接口挂箱”上的信号转接口将电压信号接入 CH0 端；5安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到“CPU 模块”的单片机插座中；打开电源开关，打开仿真器电源；6启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。选择仿真器型号、仿真头型号、CPU类型；选择通信端口，测试串行口；7打开文件夹“智能仪器部分软件”中的“可编程增益放大器实验.ASM”源程序，编译无误后，按照图 9-1 设置断点, 再分别点击全速运行图标，用万用表直流挡测量 OUT2 输出端的电压，则分别为为 0.2V、0.4V、0.8V、1.6V、3.2V，即对输入的电压信号分别放大了1、2、4、8、16 倍。四、源

12、程序四、源程序ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV DPTR,#07FFH ;选择输入通道地址送 DPTR MOV A,#00000000B ;选择 CH0 通道 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0800H ;选择可编程增益放大器地址送 DPTR THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪6 MOV A,#00000000B ;选择增益为 1 MOVX DPTR,A MOV A,#00100000B ;选择增益为 2 MOVX DPTR,A MOV A,#01000000B ;选择增益为 4 MOVX DPTR,A

13、 MOV A,#01100000B ;选择增益为 8 MOVX DPTR,A MOV A,#10000000B ;选择增益为 16 MOVX DPTR,A SJMP $ END图 9-1 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪7表 9-1图 9-2 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪8实验十实验十 A/D 转换实验转换实验一、实验目的一、实验目的1掌握 A/D 转换器在模拟量输入通道中的应用2掌握 A/D 转换程序的编写方法二、实验电路图及编程说明二、实验电路图及编程说明1实验电路图请参考实验指导书附录中的“模拟量输入通道模块

14、电路图”部分，在此模块中，AD774B（U5）为 12 位逐次逼近型快速 A/D 转换器，其转换速度最大为 8S，其引脚图10-1 及主要功能说明如下：数字逻辑部分电源+5VLOGICV12/：数据输出格式选择信号引脚。当 12/=1（+5V）时，双字节输出，即 12 位数据88同时有效输出，当 12/=0（0V）时，为单字节输出，即只有高 8 位或低 4 位有效。8：片选信号端，低电平有效。CS：字节选择控制线。0AR/：读数据/转换控制信号，当 R/=1，ADC 转换结果的数据允许被读出；当 R/=0CCC时，则允许启动 A/D 转换。CE：启动转换信号，高电平有效。、：模拟部分供电的正电

15、源和负电源，为或。CCVEEV12V15VREF OUT：10V 内部参考电压输出端REF IN：内部解码网络所需参考电压输入端REF OFF：补偿调整。接至正负可调的分压网络，以调整 ADC 输出的零点。10、10：模拟量 10V，20V 量程的输入端口，信号的一端接至 AG 引脚。INVINVDGND：数字公共端（数字地）AGND：模拟公共端（模拟地）：数字量输出0DB11DBSTS： 输出状态信号引脚。转换开始时，STS 达到高电平，转换过程中保持高电平。转换完成时返回到低电平。STS 可以作为状态信息被 CPU 查询，也可以用它的下降沿向 CPU 发中断申请，通知 A/D 转换已完成，

16、CPU 可以读取转换结果。2当 A/D 转换结束后，只要通过 MOVX 指令对端口地址（1000H17FFH 范围中的一个地址）读数据，就能读入 A/D 转换后的 12 位数据中的低 8 位；然后对端口地址（18001FFFH 范围中的一个地址）读数据，就能读入 A/D 转换后的 12 位数据中的高 4 位。三、实验内容及步骤三、实验内容及步骤1了解本实验需要用到的实验模块包括：模拟量输入通道模块、译码模块、CPU 模块、静态显示模块。2把上述模块分别插放到相应的实验挂箱所在位置。3用短路冒短接“CPU 模块”中的 J1 的 1-2 端、J2 的 1-2 端、J3 的 1-2 端、J6 的 1

17、-2 端； THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪9用短路冒短接“模拟量输入通道模块”上标有“10V”端的两个插针。4在确保上述模块插放无误后，从实验屏上接入实验挂箱所需的工作电源（注：电源的大注：电源的大小及正负极性不能接错小及正负极性不能接错） ，然后，用信号扁平线连接实验所需挂箱上的信号插座 JP26、JP20。5把实验屏上的直流稳压电源（调节旁边的“调节电位器” ，使其幅度为零）接入到“模拟量输入通道模块”的 CH0 端。6安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到“CPU 模块”的单片机插座中；打开电源开关，打开仿真器电源。7启动计

18、算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。选择仿真器型号、仿真头型号、CPU类型；选择通信端口，测试串行口。8打开文件夹“智能仪器部分软件”中的“A/D 转换实验.ASM”源程序，编译无误后，运行程序，通过调节电位器改变直流稳压电源的输出幅度 05V（最大值为+5V） ，则显示的数值为 800H0FFFH（即模拟信号经 A/D 转换后得到的 12 位数字量的值） 。表 10-1图 10-1四、源程四、源程序序及流程图及流程图W_MPC508 EQU 07FFH ;模拟多路开关片选地址PGA EQU 0FFFH ;可编程增益片选地址 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌

19、教仪10READ_LOW8 EQU 17FFH ;读 A/D 转换的低八位数字量地址READ_HIGH4 EQU 1FFFH ;读 A/D 转换的高四位数字量地址HIGH4 DATA 30H ;A/D 转换的高四位数字量存放单元LOW8 DATA 31H ;A/D 转换的低八位数字量存放单元DATA4 DATA 3AH ;显示数据存放单元DATA3 DATA 3BH ;显示数据存放单元DATA2 DATA 3CH ;显示数据存放单元DATA1 DATA 3DH ;显示数据存放单元DATA0 DATA 3EH ;显示数据存放单元 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN

20、: MOV SP,#60H mov DPTR,#PGA mov a,#00000000B ;选择增益放大倍数为 1 movx dptr,a mov DPTR,#w_mpc508 mov a,#00000000B ;选择 CH0 号通道 movx dptr,aloop: ACALL AD ;A/D 转换,并采集数据 ACALL DIVIDE ;对数据分离,为显示作准备 MOV R0,#DATA4 ACALL DISPLAY ;显示采集到的数字量 ACALL DELAY0 ;延时 SJMP loop;=对数据分离并调整=DIVIDE: MOV DATA4,#11H MOV A,HIGH4 SWAP

21、 A ANL A,#0FH MOV DATA3,A MOV A,HIGH4 ANL A,#0FH MOV DATA2,A MOV A,LOW8 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪11 SWAP A ANL A,#0FH MOV DATA1,A MOV A,LOW8 ANL A,#0FH MOV DATA0,A RET;=A/D 转换,采集数据子程序=AD: CLR P1.0 ;启动 A/D 转换 NOP NOP setb p1.1 NOP NOPss: jb p1.1,ss ;等转换完 setb p1.0 MOV DPTR,#READ_LOW8 ;读 A/D

22、 转换的低 8 位 MOVX A,DPTR MOV LOW8,A ;保存 A/D 转换的低 8 位 MOV DPTR,#READ_HIGH4;读 A/D 转换的高 4 位 MOVX A,DPTR ANL A,#0FH MOV HIGH4,A ;保存 A/D 转换高 4 位 RET;=显示子程序=DISPLAY: MOVR2,#5DP10: MOVDPTR,#SEGTABMOVA,R0MOVC A,A+DPTRMOVR0,AINCR0DJNZR2,DP10DEC R0MOVR1,#5 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪12DP12: MOVR2,#8 MOVA

23、,R0DP13: RLCAmov p1.2,cclr p1.5setb p1.5DJNZR2,DP13DEC R0DP14:DJNZR1,DP12 RETSEGTAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH ;0，1，2，3，4，5DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH ;6，7，8，9，A，BDB 58H,5EH,79H,71H,40H,00H ;C，D，E，F，-，;=延时=DELAY0: MOV R7,#04HDELAY00:ACALL DELAY DJNZ R7,DELAY00 RETDELAY: MOV R5,#00HDEL0: MOV R6,#00HDE

24、L1: DJNZ R6,DEL1 DJNZ R5,DEL0 RET END 图 10-2 主程序流程图 图 10-3A/D 转换,采集数据子程序流程图 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪13实验十一实验十一 D/A 转换实验转换实验一、实验目的一、实验目的1掌握 D/A 转换的基本原理及其实现方法2掌握 D/A 转换在模拟量输出通道中的应用二、实验电路图及编程说明二、实验电路图及编程说明1实验电路图请参考实验指导书附录中的“模拟量输出通道模块部分电路图”部分，在此模块中，AD7541A（U4）为 12 位 D/A转换器，其引脚图如图 11-1 及主要功能说明

25、如下：BIT1BIT12：12 位数字量输入端OUT1： D/A 转换电流输出 1。当 DAC 的 BIT1BIT12 全为 1 时，输出电流最大，全为 0时输出 0；OUT2： D/A 转换电流输出 2。OUT1 与 OUT2 输出端电流之和为一常数。 IN：参考电压输入端REFV：反馈电阻输入FEEDBACKR2本实验的 D/A 输出为单极性输出，其输出电压与输入的数字量之间的关系见表 11-1；3要访问 AD7541A 时，只要先通过 MOVX 指令对端口地址（2800 H2FFFH 范围中的一个地址）写低 8 位数据；然后通过 MOVX 指令对端口地址（3000H37FFH 范围中的一

26、个地址）写高 4 位数据，即完成了 12 位数字量的 D/A 转换。三、实验内容及步骤三、实验内容及步骤1本实验需要用到的实验模块包括：模拟量输出通道模块、译码模块、CPU 模块；2把上述模块分别插放到相应的实验挂箱所在位置；3在确保上述模块插放无误后，从实验屏上接入实验挂箱所需的工作电源（注：电源的大注：电源的大小及正负极性不能接错小及正负极性不能接错） ，然后，用信号扁平线连接实验所需挂箱上的信号插座 JP26、JP20。4安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到“CPU 模块”的单片机插座中；打开电源开关，打开仿真器电源5启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。

27、选择仿真器型号、仿真头型号、CPU类型；选择通信端口，测试串行口。 表 11-1 图 11-16用短路冒短接“模拟量输出通道模块”上标有“-5V”端的两个插针，即把-5V 电压作 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪14为 D/A 转换的参考电压；7打开文件夹“智能仪器部分软件”中的“锯齿波.ASM”源程序，编译无误后，运行程序，用普通示波器观测“模拟量输出通道模块”的端的波形,则可以观测到锯齿波。OU四、源程序四、源程序ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV R6,#00H MOV R7,#00HDA_CONVERT:

28、MOV DPTR,#2FFFH MOV A,R6 MOVX DPTR,A ;送出 D/A 转换的低 8 位数字量 MOV DPTR,#37FFH MOV A,R7 MOVX DPTR,A ;送出 D/A 转换的高 4 位数字量 INC R6 MOV A,R6 CJNE A,#00H,DA_CONVERT INC R7 MOV A,R7 ANL A,#0FH MOV R7,A SJMP DA_CONVERT END THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪15实验十二实验十二 静态显示实验静态显示实验一、实验目的一、实验目的1掌握数字、字符转换成显示段码的软件译码方

29、法2掌握静态显示的显示原理和相关程序的编写二、实验电路图及编程说明二、实验电路图及编程说明实验电路图请参考实验指导书附录中的“静态显示模块电路图”部分，整个显示器由 5 个共阴极 LED 数码管组成。输入只有两个信号，它们是串行数据线 DIN 和移位信号 CLK。5 个串/并移位寄存器芯片 74LS164 首尾相连。每片的并行输出作为 LED 数码管的段码。74LS164 其引脚图如图 12-1，其主要功能说明如下：74LS164 为 8 位串入并出移位寄存器，1，2 引脚为串行输入端, Q0Q7 为并行输出端，CLK 为移位时钟脉冲，上升沿移入一位；MR 为清零端，低电平时并行输出为零。三、

30、实验内容及步骤三、实验内容及步骤1本实验需要用到的实验模块包括：静态显示模块、CPU 模块2把上述模块分别插放到相应的实验挂箱所在位置； 图 12-13用短路冒短接 CPU 模块中的 J3、J6 的 1-2 端在确保上述模块插放无误后，从实验屏上接入实验挂箱所需的工作电源（注：电源的大小及正负极性不能接错） ，然后，用信号扁平线连接实验所需挂箱上的信号插座 JP26、JP20。4安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到“CPU 模块”的单片机插座中；打开电源开关，打开仿真器电源5启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。选择仿真器型号、仿真头型号、CPU类型；选择通信端

31、口，测试串行口。6打开文件夹“智能仪器部分软件”中的“静态显示.ASM”源程序，编译无误后，运行程序，则可以观察到 15 共五个数据同时从右到左循环移动显示的情况。四、源程序及流程图四、源程序及流程图BCD0 DATA 34H ;存放显示数据单元BCD1 DATA 33H ;存放显示数据单元BCD2 DATA 32H ;存放显示数据单元BCD3 DATA 31H ;存放显示数据单元BCD4 DATA 30H ;存放显示数据单元BUFFER DATA 35H ;暂存单元SEG DATA 36H ;存放显示数据单元 ORG 0000H LJMP MAINA1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q5

32、11Q612Q713CLK8MR974LS164 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪16 ORG 0030HMAIN: MOV BCD0,#05H MOV BCD1,#04H MOV BCD2,#03H MOV BCD3,#02H MOV BCD4,#01HLOOP: MOV SEG,BCD4 MOV SEG+1,BCD3 MOV SEG+2,BCD2 MOV SEG+3,BCD1 MOV SEG+4,BCD0 MOV R0,#SEG LCALL DISPLAY LCALL DELAY0 MOV A,BCD0 MOV BUFFER,BCD1 MOV BCD1

33、,A MOV A,BUFFER MOV BUFFER,BCD2 MOV BCD2,A MOV A,BUFFER MOV BUFFER,BCD3 MOV BCD3,A MOV A,BUFFER MOV BUFFER,BCD4 MOV BCD4,A MOV BCD0,BUFFER SJMP LOOP DISPLAY:MOV R2,#5DP10: MOV DPTR,#SEGTAB MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪17 MOV R0,A INC R0 DJNZ R2,DP10 DEC R0 MOV R1,#5DP12:

34、 MOV R2,#8 MOV A,R0DP13: RLC A mov p1.2,c clr p1.5 setb p1.5 DJNZ R2,DP13 DEC R0DP14: DJNZR1,DP12 RETSEGTAB: DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH ;0，1，2，3，4，5 DB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH ;6，7，8，9，A，B DB 58H,5EH,79H,71H,40H,00H ;C，D，E，F，-，DELAY0: MOV R5,#0AHDEL: LCALL DELAY DJNZ R5,DEL RET DELAY: MOV R7,#00HDEL0:

35、 MOV R6,#00HDEL1: DJNZ R6,DEL1 DJNZ R7,DEL0 RET END 主程序流程框图 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪18实验十三实验十三 动态显示实验动态显示实验一、实验目的一、实验目的1掌握数字、字符转换成显示段码的软件译码方法2掌握动态显示的显示原理和相关程序的编写二、实验电路图及编程说明二、实验电路图及编程说明1实验电路图请参考实验指导书附录中的“动态显示模块电路图”部分，其中 SLASLH为 8 位段码输出端口，W1W8 为 8 位扫描输出口，扫描码用来轮流接通各位 LED 数码管，以达到显示的效果。显示器的亮度

36、同点亮时间与间隔时间比例有关。通过编程来调整它们的关系，可以实现亮度较高且较稳定的显示。2访问动态显示模块时，先通过 MOVX 指令对端口地址（8000H87FFH 范围中的一个地址）写段码数据；然后通过 MOVX 指令对端口地址（8800H8FFFH 范围中的一个地址）写位选码数据。三、实验内容及步骤三、实验内容及步骤1本实验需要用到的实验模块包括：动态显示模块、CPU 模块、外围接口模块；2把上述模块分别插放到相应的实验挂箱所在位置；3在确保上述模块插放无误后，从实验屏上接入实验挂箱所需的工作电源（注：电源的大注：电源的大小及正负极性不能接错小及正负极性不能接错） ，然后，用信号扁平线连接

37、实验所需挂箱上的信号插座 JP26、JP20。4安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到“CPU 模块”的单片机插座中；打开电源开关，打开仿真器电源5启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。选择仿真器型号、仿真头型号、CPU类型；选择通信端口，测试串行口。6打开文件夹“智能仪器部分软件”中的“动态显示.ASM”源程序，编译无误后，运行程序，则可以观察到 0F 中的一个数据从右到左移动显示的情况。四、源程序及流程图四、源程序及流程图ORG 0000H LJMP START0 ORG 0030HSTART0: MOVSP,#70H MOV 30H,#00HDISP: MO

38、V R2,#07FHDISP0: MOV DPTR,#8FFFH MOV A,R2 MOVX DPTR,A ;送位选码 MOV A,30H THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪19 MOV DPTR,#TAB ;取段码首地址 MOVC A,A+DPTR ;根据要显示的数据查询相应的段码 MOV DPTR,#87FFH MOVX DPTR,A ;送段码 MOV A,30H INC A MOV 30H,A CJNE A,#10H,DISP1 ;0F 共 16 个数据未显示完转 MOV 30H,#00HDISP1: LCALL DELAY0 ;显示延时 MOV A,

39、R2 ;位选码右移位,实现显示的左移 RR A MOV R2,A LJMP DISP0TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH;=动态显示延时=DELAY0: MOV R7,#08HDELAY00:ACALL DELAY1 DJNZ R7,DELAY00 RETDELAY1: mov R4,#00HDELAY10:MOV R5,#00HDELAY11:DJNZ R5,DELAY11 DJNZ R4,DELAY10 RET END 程序流程框图 THVZ-1 型 智能仪器与虚

40、拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪20实验十四实验十四 液晶显示实验液晶显示实验一、实验目的一、实验目的了解字符型液晶显示器的工作原理二、实验电路图及编程说明二、实验电路图及编程说明1实验接口电路图请参考实验指导书附录中的“液晶显示模块接口电路图”部分2本实验采用的液晶显示屏内置控制器为 SED1520，点阵为 122*32，由两片 SED1520 组成，由 E1、E2 分别选通，控制显示屏的左右两半屏。3内置 SED1520 图形液晶显示模块的特性3.1 模块电路特性：SED1520 系列属于行列驱动及控制合一的液晶显示驱动控制器。模块的接口定义如下表所示：序号符号状态功能1VCC-逻

41、辑电源正2GND-逻辑电源地3VO-液晶显示驱动电源4RES-复位5E1输入主工作方式 IC 的使用信号6E2输入从工作方式 IC 的使用信号7R/W输入读/写选择信号8A0输入寄存器选择信号9DB0三态数据总线（最低位）10DB1三态数据总线11DB2三态数据总线12DB3三态数据总线13DB4三态数据总线14DB5三态数据总线15DB6三态数据总线16DB7三态数据总线（最高位）3.2 软件特性：要使用内置 SED1520 图形液晶显示模块还需要了解其软件特性，即 SED1520 的指令功能，才能很好的应用内置 SED1520 图形液晶显示模块。 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综

42、合实验装置天煌科技 天煌教仪21SED1520 指令一览表如下表所示：控制信号控制代码指令名称A0 R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 复位0 01 1 1 0 0 0 0 0 显示开关设置0 01 0 1 0 1 1 1 DI 地址排序设置0 01 0 1 0 0 0 0 0 休闲状态设置0 01 0 1 0 0 1 0 S 占空比设置0 01 0 1 0 1 0 0 DU 显示起始行设置0 01 1 0 L4 L3 L2 L1 L0 页面地址设置0 01 0 1 1 0 0 P1 P0 列地址设置0 00 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 启动改写方式0 01

43、1 1 0 0 0 0 0 结束改写方式0 01 1 1 0 0 0 0 0 读状态字0 1BUSY ADC ON/OFF RESET 0 0 0 0 写显示数据1 0数据读显示数据1 1数据SED1520 的 13 条指令从作用上可以分为两大类：一类为显示方式的设置指令，前六条指令为这一类指令，它们只需在初始化程序中写入一次就可以了。另一类为显示数据读/写操作的指令，从第七条往下（包括状态字）都是这类指令，它们需要经常地使用。下面详细解释各个命令的功能：A、读状态字（READ STATUS）BUSYADCON/OFFRESET0000状态字是计算机了解 SED1520 当前状态，或是 SED

44、1520 向计算机提供其内部工作状态。BUSY 表示当前与计算机接口电路的运行状态。BUSY=1 表示 SED1520 正在处理上一次计算机发来的指令或数据，接口电路被封锁，此时不能接受计算机访问。BUSY=0 表示 SED1520已准备好接受计算机的访问，等待计算机的访问。ADC 表示显示存储器列地址计数器所选通的单元与列驱动器输出端的对应的关系。当ADC=1 时为正向顺序对应，即列地址计数器的地址对应着列的输出，列地址$0 对应列驱动输出 SEG0，$60 对应 SEG60；当 ADC=0 时为逆向顺序对应，即列地址计数器的地址对应着列驱动的输出，列地址$13 对应驱动 SEG60，$79

45、 对应驱动输出 SEG0。ON/OFF 表示当前显示状态。ON/OFF=1 表示显示关状态，ON/OFF=0 表示显示开状态。RESET 表示当前 SED1520 的工作状态。RESET=1 表示 SED1520 正在执行复位指令，处 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪22于复位状态；RESET=0 表示 SED1520 在正常工作状态下。状态字是计算机访问 SED1520 时所必须读出的。计算机读状态字是可以随机进行的，不受SED1520 接口状态的影响，即使接口电路处于“忙” （BUSY=1）状态下，计算机也能随时读出这个状态字。在状态字中重要的标志位是

46、“BUSY”位。计算机在每次对 SED1520 的访问，无论是写指令码，还是读/写数据，在操作之前都必须确认一下“BUSY”标志位是否为 0，为“0”则访问将会有效，为“1”则需要等待，直到为“0”为止。B、复位（RESET） 0E2H格式 该指令实现 SED1520 的软件复位，该指令执行：显示起始行寄存器清零；列地址指针清零；页地址寄存器置为“3” 。该指令的执行不影响显示存储器的内容。该指令的执行状态可以从状态字的 D4 位读出判断。一般在系统上电后，计算机对 SED1520 第一次操作时写入。C、显示开/关设置（DISPLAY ON/OFF） 0AEH/OAFH格式 该指令控制着显示驱

47、动器的输出。当 Di=0 时，SED1520 将显示数据锁存器屏蔽，使显示列驱动器输出不受显示存储器的显示数据影响，输出波形全部为未选驱动波形，从而使显示屏上无显示。当 Di=1 时，SED1520 的驱动电路正常工作，驱动器受显示存储器的显示数据所控制，显示屏上呈现所需要的显示效果。该指令的操作状态可以从状态字中 D5 位读出。该指令的执行将不影响显示存储器的内容。D、ADC 选择指令（SELECT ADC）0A0H/0A1H格式 该指令设置了显示存储器中单元的地址对应显示驱动输出的顺序。SED1520 显示存储器的80 个单元对应列驱动器的 61 路输出。当 A=0 时，显示存储器的列地址

48、指针$0 的单元数据将作为列驱动器 SEG0 路输出的控制器信号，地址指针$1 的单元数据为 SEG1 路输出的控制信号。地址指针$60（3CH）单元的数据作为 SEG60 输出的控制信号，这种情况被称为正向排序。当A=1 时，则显示存储器的列地址指针$79（4FH）的单元数据将作为列驱动器 SEG0 的控制信号，$78（4EH）单元的数据将作为驱动器 SEG1 的控制信号，$18（12H）单元的数据将作为驱动器SEG60 的控制信号，这被称为逆序排序，该指令的设置状态可以从状态字 D6 位读出判断。E、休闲状态设置（Statis drive ON/OFF） 0A4H/0A5H格式111000

49、10 1010111Di 1010000A 1010010S THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪23SED1520 在正常工作状态下，驱动输出总是有信号输出的，即使它正处于在关显示状态下。因为所谓关显示状态仅是将列输出全部置为未选波形（及显示数据为 0）的状态。为了降低功耗，SED1520 增加了休闲状态功能，该功能在关显示时启用将停止 SED1520 的驱动输出，从而使关显示状态下驱动器成休闲状态，进一步降低了 SED1520 的功耗。该指令就是休闲状态的软件开关。当 S=1 时，SED1520 进入休闲状态，当 S=0 时 SED1520 将中止或退出休

50、闲状态。要注意的是进入休闲状态要在关显示指令输入后才能写入。在退出时要在开显示指令写入之前输入退出休闲状态指令。F、占空比设置（Slect duty） 0A8H/0A9H格式SED1520 允许工作在两种占空比下，一种 1/16 占空比，即一帧为 16 行扫描，此时一片SED1520 即能实现。另一种为 1/32 占空比，即一帧为 32 行扫描，此时需要两片 SED1520 级联使用了。该指令设置了 SED1520 的占空比，当 Du=0 时为 1/16 占空比，Du=1 时为 1/32 占空比。G、显示起始行设置（Display start line） 0C0HODFH格式 该指令设置了在显

51、示屏上第一行（行驱动输出 COM0 所对应的显示行）所对应的显示存储器的行号。由此行顺序下延可得到对应显示屏上的显示效果。L=031（1FH） ，表示显示存储器的第 132 行。定时间隔地有规律地修改显示起始行的内容，将会产生显示屏显示的上，下滚动的效果。H、页面地址设置（Set page address） 0B8H0BBH格式 SED1520 将显示存储器分为 4 个页面：03 页，每个页面都有 80 个字节。页面管理是由 2 位的页地址寄存器控制。该指令就是设置页地址寄存器的内容，以选择相应的显示存储器的页面。P=03，代表 03 页。I、列地址设置Set column(segment)

52、address 00H4FH格式SED1520 的显示存储器的每个页面上都有 80 个字节，每个字节中的 8 位数据都对应着显示屏上同一列的 8 点行。列地址指针就是管理这 80 个字节单元的。列地址指针是一个 7 位加一计数器。由它和页地址寄存器组合唯一指定了显示存储器的某一个单元。列地址指针在计算机对显示存储器的每次操作后都将自动加一。该指令就是设置列地址指针内容的。CY=0 4FH，对应 180 单元的地址。1010100Du 110L4L3L2L1L0 101110P1P0 0C6C5C4C3C2C1C0 THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪24J、启

53、动改写方式（Read-Modify-Write） 0E0H格式该指令将启动或进入 SED1520 显示存储器的改写方式。所谓改写方式是计算机在读显示存储器某单元数据时，列地址指针不变，只有在写入显示存储器数据时，列地址指针才加一。这种方式可以使用户得以先检验显示存储器单元的内容，再由此来决定所要修改的内容，尤其适应图形的绘制。在改写方式中，只允许显示数据的读写操作。K、结束改写方式（END） 0EEH格式 指令将结束或称退出 SED1520 的改写方式。L、写数据（Write display data） 格式 该操作将 8 位数据写入由先前已确定的显示存储器地址的单元内。操作结束时将列地址指针

54、加一。M、读数据（Read display data） 格式该操作将当前页地址寄存器和列地址指针组合确定的显示存储器单元的内容读出来。除了改写方式操作以外，读操作结束时将列地址指针加一。三、实验内容及步骤三、实验内容及步骤1本实验需要用到的实验模块包括：LCD 显示模块、CPU 模块、外围接口模块；2把上述模块分别插放到相应的实验挂箱所在位置；3在确保上述模块插放无误后，从实验屏上接入实验挂箱所需的工作电源（注：电源的大注：电源的大小及正负极性不能接错小及正负极性不能接错） ，然后，用信号扁平线连接实验所需挂箱上的信号插座 JP26、JP20。4安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器

55、，把仿真头插到“CPU 模块”的单片机插座中；打开电源开关，打开仿真器电源5启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。选择仿真器型号、仿真头型号、CPU类型；选择通信端口，测试串行口。6打开文件夹“智能仪器部分软件”中的“液晶显示.ASM”源程序，编译无误后，运行程序，则可以观测到“天煌教仪”四个汉字在液晶显示屏上左右移动显示的情况。四、流程图及源程序四、流程图及源程序PD1 EQU 3DH ;122/2 分成左右两半屏 122x32COLUMN EQU 5FH ;列地址寄存器（0-63H）11100000 11101110 11100000 11100000 THVZ-1 型 智能仪器与虚

56、拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪25PAGE_ EQU 60H ;页地址寄存器 D1，DO:页地址CODE_ EQU 61H ;字符代码寄存器COUNT EQU 62H ;计数器DIR EQU 65HCTEMP EQU 66HCOM EQU 63H ;指令寄存器DAT EQU 64H ;数据寄存器CWADD1 EQU 0A000H ;写指令代码地址(E1)CRADD1 EQU 0A002H ;读状态字地址(E1)DWADD1 EQU 0A001H ;写显示数据地址(E1)DRADD1 EQU 0A003H ;读显示数据地址(E1)CWADD2 EQU 0A800H ;写指令代码地址(E

57、2)CRADD2 EQU 0A802H ;读状态字地址(E2)DWADD2 EQU 0A801H ;写显示数据地址(E2)DRADD2 EQU 0A803H ;读显示数据地址(E2) ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN:MOV SP,#70H MOV A,#00H ;清存储数据单元区（30H-6FH) MOV R2,#40H MOV R0,#30HLL0: MOV R0,A INC R0 DJNZ R2,LL0 LCALL INIT LCALL CLEAR MOV CTEMP,#00H ;汉字 MOV DIR,#00HAAA: MOV PAGE_,#01H MO

58、V COLUMN,CTEMP MOV CODE_,#00H LCALL CCWW_PR LCALL DELAY THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪26 MOV PAGE_,#01H MOV A,CTEMP ADD A,#16 MOV COLUMN,A MOV CODE_,#01H LCALL CCWW_PR LCALL DELAY MOV PAGE_,#01H MOV A,CTEMP ADD A,#32 MOV COLUMN,A MOV CODE_,#02H LCALL CCWW_PR LCALL DELAY MOV PAGE_,#01H MOV A,CTE

59、MP ADD A,#48 MOV COLUMN,A MOV CODE_,#03H LCALL CCWW_PR LCALL DELAY MOV A,DIR ;DIR 为控制”天煌教仪“四个汉字左右移动显示 CJNE A,#0,LEFT ;的标志 INC CTEMP MOV A,CTEMP CJNE A,#58,AAA2 MOV DIR,#1AAA2:LJMP AAALEFT:DEC CTEMP MOV A,CTEMP CJNE A,#0,AAA2 MOV DIR,#0 LJMP AAA;=DELAY: THVZ-1 型 智能仪器与虚拟仪器仪表综合实验装置天煌科技 天煌教仪27 MOV R6,#0

60、0H ;延时子程序 MOV R5,#00HDELAY1:NOP DJNZ R5,DELAY1 DJNZ R6,DELAY1 RET;=初始化程序=INIT: MOV COM,#0E2H ;复位 LCALL PR0 LCALL PR3 MOV COM,#0AEH LCALL PR0 LCALL PR3 MOV COM,#0A4H ;关闭休闭状态 LCALL PR0 LCALL PR3 MOV COM,#0A9H ;设置 1/32 占空比 LCALL PR0 LCALL PR3 MOV COM,#0A0H ;正向排序设置 LCALL PR0 LCALL PR3 MOV COM,#0EEH LCAL