LCD顯示接口模塊的接口電路

本設(shè)計(jì)中以PlCl6F877單片機(jī)為核心，完成對(duì)輸出驅(qū)動(dòng)單元、人機(jī)交互單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元、檢測(cè)單元等部分的控制.根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能要求，各個(gè)功能的定義如下：

· 碼盤電機(jī)的位置和方向分別由RE0和RC2控制：

· 把手電機(jī)的位置和方向分別由RB1和RC1控制：

· 碼盤電機(jī)光電檢測(cè)輸入到RB7口;

· 把手電機(jī)光電檢測(cè)輸入到RBG口：

· 蜂鳴器輸出通過(guò)RD0口;

· 開鎖指示輸出通過(guò)RD1口;

· 鍵盤掃描輸出為RB0～RB3;

· 鍵盤掃描輸入為RD2、RD3、RD4、RD7口：

· LCD串行通信通過(guò)RPD、REI、RE2、RD5實(shí)現(xiàn)。

PICIDP877單片機(jī)在各種復(fù)位間的區(qū)別如下：

· 上電復(fù)位(POR);

· MCLR在正常運(yùn)行下復(fù)位：

· MCLR復(fù)位在SLEEP期間;

· WDT在正常運(yùn)行期間溢出復(fù)位;

· WDT喚醒(在SLEEP期間);

· 降壓復(fù)位。

一些寄存器用在POR上未知，在其他任何復(fù)位時(shí)不會(huì)改變共他大多數(shù)寄存器，在運(yùn)行期間都能通過(guò)上電復(fù)位(POR)，NCLR、WDf復(fù)位，在睡眠期間，NCLR復(fù)位可在BDR上復(fù)位到復(fù)位狀態(tài)。它們不受WDT喚醒的影響，因?yàn)檫@些復(fù)位被當(dāng)成正常運(yùn)行的繼續(xù)。TD、PD位在不同的復(fù)位狀態(tài)中被置1或清0。

單片機(jī)在MCLR復(fù)位通道上有一個(gè)MCLR噪聲過(guò)濾器，過(guò)濾器將探測(cè)和忽略小的脈沖，然而一個(gè)有效的MCLR脈沖必須符合最小脈沖寬度。

(1)上電復(fù)位(POR)。

當(dāng)VDD被探測(cè)到上升時(shí)(在1.2～1.1V之間)，產(chǎn)生一個(gè)上電復(fù)位脈沖。為了充分利用POR，把MCLR引腳連到VDD(通過(guò)一個(gè)電阻器)。這將省去通常用來(lái)產(chǎn)生上電復(fù)位的外部RC組件，需要確定VDD最大上升時(shí)間。

當(dāng)單片機(jī)開始運(yùn)行時(shí)(退出復(fù)位條件)單片機(jī)運(yùn)行參數(shù)必須達(dá)到要求以保證運(yùn)行(如電壓、頻率、溫度)，如果這些條件達(dá)不到，單片機(jī)必須一直保持復(fù)位狀態(tài)直到運(yùn)行參數(shù)達(dá)到要求，降壓復(fù)位可用來(lái)滿足啟動(dòng)條件。

(2)上電定時(shí)器(PWRT)。

上電定時(shí)器在從POP上電時(shí)提供一個(gè)固定的72ms正常溢出。PWRT運(yùn)行在一個(gè)內(nèi)部的RC振蕩器上，隨著PWRT一起作用，單片機(jī)一直保持在復(fù)位狀態(tài)。PWRT的時(shí)間延時(shí)允許VDD上升到一個(gè)可接受的電平，提供一個(gè)設(shè)定位使能/不使能PWRT。

上電時(shí)間延時(shí)隨著單片機(jī)的不同VDD、溫度以及生產(chǎn)過(guò)程的變化而不同。

(3)晶體振蕩器起動(dòng)定時(shí)器(OST)。

在PWRT延時(shí)結(jié)束之后晶體振蕩器起動(dòng)定時(shí)器提供一個(gè)1024個(gè)振蕩器周期的延時(shí)(從0SC1輸入)，這樣保證晶體振蕩器或者諧振器開始振蕩和穩(wěn)定。

OST溢出在XT、LP和IIS方式下，上電復(fù)位，或從睡眠中喚醒時(shí)才起作用。

(4)降壓復(fù)位(B0R)。

一個(gè)設(shè)置位BODEN能夠不使能(如果編程清0)或使能(如果置1)降壓復(fù)位電路。如果VDD下降低于4.0V，VBOR參數(shù)D005(VBOR)比在參數(shù)(TBOR)大，降壓情況將復(fù)位芯片，如果VDD下降低于4.0V，且比參數(shù)(TBOR)小，復(fù)位芯片可能不復(fù)位。

一旦降壓發(fā)生，芯片將保持在降壓復(fù)位狀態(tài)直到VDD上升高于VBOR。采用上電定時(shí)器保持單片機(jī)在復(fù)位狀態(tài)72ms。如果在PWRT期間，當(dāng)帶有上電定時(shí)器復(fù)位的VDD上升高于VB0R時(shí)，降壓復(fù)位將重新開始。當(dāng)復(fù)位能使時(shí)，上電定時(shí)器應(yīng)該一直被使能而不管PWRT設(shè)置位的狀態(tài)。

(5)溢出順序。

在上電時(shí)，溢出順序如下：POR復(fù)位出現(xiàn)時(shí)，當(dāng)一個(gè)POR復(fù)位發(fā)生時(shí)，PWRT延遲開始。當(dāng)PWRT結(jié)束(LP，XT，HS)時(shí)，OST開始計(jì)數(shù)1204個(gè)振蕩器周期。當(dāng)OST結(jié)束時(shí)，單片機(jī)脫離復(fù)位。

如果MCLR保持較長(zhǎng)時(shí)間低電平，溢出將會(huì)中止。把MCLR變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，溢出立即運(yùn)行。

(6)電源控制/狀態(tài)寄存器(PCON)。

電源控制/狀態(tài)寄存器PCON有兩位。

位0是BOR(降壓復(fù)位狀態(tài)位)，POR在上電復(fù)位時(shí)是未知的，用戶必須將該位置1。在隨后的復(fù)位上如果BOR是0，則表明發(fā)生降壓復(fù)位。BOR狀態(tài)位是隨意位，如果降壓復(fù)位電路不能使能，BOR位是不能確定的。

位1是POR(上電復(fù)位)。在POR被清0時(shí)，其他方面不受影響。在一個(gè)POR之后，用戶必須將該位置1。在隨后的復(fù)位上如果POR是0，則表明發(fā)生POR復(fù)位。

(7)中斷。

PICl6877有10個(gè)中斷源。中斷控制寄存器(INTCON)用標(biāo)志位記錄單個(gè)中斷請(qǐng)求，它有單個(gè)和全體中斷使能位。

一個(gè)全體中斷使能位GIF(INTCON<7>)使能或不使能所有的中斷。當(dāng)位GIE使能時(shí)，一個(gè)中斷標(biāo)志位和屏蔽位置1時(shí)，中斷將立即引導(dǎo)。單個(gè)中斷通過(guò)它們?cè)诟鞣N寄存器里相應(yīng)使能位來(lái)禁止。不管GIE位的狀態(tài)如何，單個(gè)中斷都是置1的，GIE位在復(fù)位時(shí)清O。

中斷返回指令，RETFIE將GIE位置1來(lái)重新使能中斷。RBO/INT引腳中斷，RB端口改變中斷和TMR。溢出中斷標(biāo)志都包括在INTCON寄存器里。

外部中斷標(biāo)志包含在特殊功能寄存器PIR1和PM里，相應(yīng)的的中斷使能位包含在特殊功能寄存器PIE1和PIE2里，外部中斷使能位包含在特殊功能寄存器INTCON里。不管和它們相關(guān)的屏蔽位和GIF，位的狀態(tài)如何，單個(gè)中斷標(biāo)志位置1。

(8)INT中斷。

在引腳RBO/INT引腳上的外部中斷為邊沿觸發(fā)。INteDG位(OPTION (6))置1時(shí)為上升沿觸發(fā)：如果INTEDG位是清0的，則為下降沿觸發(fā)。當(dāng)在RBO/INT引腳上出現(xiàn)一個(gè)有效邊沿時(shí)，標(biāo)志位INTF (INTCON(1))被置1。

(9)TMR0中斷。

在TMR0寄存器里的一個(gè)溢出(FFH～OOH)將標(biāo)志位TOIF(INTCON<2>)置1。通過(guò)對(duì)使能位TOIE(INTCON<5>)置1或清0來(lái)決定中斷使能或不使能。

(10)端口B變化中斷

一個(gè)在PORTB<7∶4>的輸入變化將標(biāo)志位RBIF(INTCON(0))置1，通過(guò)對(duì)使能位RBIF(INTCON(4>)置1或清0，來(lái)決定中斷使能或不使能。

(11)在中斷期間上下內(nèi)容的保存。

在一個(gè)中斷期間，只有返回程序計(jì)數(shù)的值被保存在堆棧里。其中典型的是用戶希望在一個(gè)中斷期間保存的關(guān)鍵寄存器，即工作寄存器和狀態(tài)寄存器，這將由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在PICl6F876M77單片機(jī)里每個(gè)塊的高16位字節(jié)是公用的，臨時(shí)保存寄存器W-TEMP、STATUS-TEMP和PLATH-TEMP存放在這里。這16個(gè)存儲(chǔ)單元不要求分塊，使存儲(chǔ)和重新存儲(chǔ)內(nèi)容較容易。

(12)監(jiān)視定時(shí)器(WDT)。[!--empirenews.page--]

監(jiān)視定時(shí)器是一個(gè)自由運(yùn)行的片內(nèi)專用振蕩器，它不需要任何外部組件。這個(gè)RC振蕩器和 OSC1/CLKIN引腳的外部RC振蕩器是分離的。這就意味著即使在單片機(jī)的OSCI/CLKIN和OSC2/CLKOUT引腳上的時(shí)鐘已停止的情況下，WDT仍能運(yùn)行。例如，通過(guò)執(zhí)行一條Sleep指令。

在正常運(yùn)行期間，一個(gè)WDT溢出將使單片機(jī)復(fù)位(EDT復(fù)位)。如果單片機(jī)在睡眠方式，一個(gè)WDT溢出將使單片機(jī)喚醒和恢復(fù)正常運(yùn)行(WDT喚醒)。在STATUS寄存器里的TO位通過(guò)MDI溢出將被清0。

通過(guò)編程設(shè)定WDT位為0，使WDT永久不能使用。

當(dāng)把預(yù)分頻器分配給WDT時(shí)，預(yù)分頻器分配和預(yù)分頻器值在OPTIONˉRFC寄存器里是置1的。

在串行模式下，使用兩條傳輸線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，主控系統(tǒng)將配合傳輸同步時(shí)鐘(SCLK)與接收串行數(shù)據(jù)線(SID)來(lái)完成串行傳輸。

在片選CS設(shè)為高電位時(shí)，同步時(shí)鐘(SCLK)輸入的信號(hào)才會(huì)被接收，在片選CS設(shè)為低電位時(shí)。模塊內(nèi)部傳輸串行傳輸計(jì)數(shù)與串行數(shù)據(jù)將會(huì)被重置，傳輸中的數(shù)據(jù)將會(huì)被終止、清除，并將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)重設(shè)回第一位，設(shè)計(jì)中將CS設(shè)為高電位。

模塊的同步時(shí)鐘(SCLK)具有獨(dú)立的操作，因?yàn)槠鋬?nèi)部沒(méi)有傳送/接收緩沖區(qū)，因此，當(dāng)有連續(xù)多個(gè)指令需傳送時(shí)，必須等到一個(gè)指令執(zhí)行完成才能傳送下一個(gè)指令。

串行傳輸時(shí)先傳起始位，它需要接收5個(gè)連續(xù)的“t”(同步位串)，此時(shí)傳輸記數(shù)器將被重置，串行傳輸將被同步，傳輸?shù)牡诙环謩e指向傳輸方向位RW不口暫存器選擇位RS，最后8位為“0”。

在接收到起始位后，每個(gè)指令或者數(shù)據(jù)將分兩組接收，高4位將會(huì)被放到第1個(gè)LSB中，低4位將會(huì)被放到另1個(gè)LSB中，其余都為“0”。

串行接口時(shí)序如圖1所示。

圖1 串行接口時(shí)序

該液晶顯示模塊采用SPI串行方式與單片機(jī)進(jìn)行通信，液晶模塊中的控制芯片將配合傳輸同步時(shí)鐘SCLK與串行數(shù)據(jù)線SID來(lái)完成串行傳輸。當(dāng)片選信號(hào)CS為高電平時(shí)，同步時(shí)鐘線SCLK輸入信號(hào)開始被接收;當(dāng)CS為低電平時(shí)，傳輸中的信號(hào)將被終止、清除。

在本系統(tǒng)中，CS與單片機(jī)復(fù)位端相連，即系統(tǒng)復(fù)位時(shí)液晶顯示模塊也同時(shí)復(fù)位，接口設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 接口設(shè)計(jì)圖