发布时间 : 星期二 文章基于单片机的简易收款机的设计(3)更新完毕开始阅读24291d1628ea81c759f57874
DDRAM有80bytes空间，共可显示80个字，地址与实际显示位置的排列顺序跟LCD的型号有关。
1602采用标准的16脚接口，如表2所示。其中VSS为地电源，VDD接5V正电源，VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。D0-D7为8位双向数据线。
表2 LCD1602引脚说明表
编号 1 2 3 4 5 6 7 8 符号 VSS VDD VL RS R/W E D0 D1 引脚说明 电源地 电源正极 液晶显示偏压信号 数据/命令选择端(H/L) 读/写选择端(H/L) 使能信号 Data I/O Data I/O 编号 9 10 11 12 13 14 15 16 符号 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK 引脚说明 Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O Data I/O 背光源正极 背光源正极 本设计电路如图6所示：
图6 LCD1602电路连接图
如图6所示，有八根数据线与单片机的P0口相连，三根读写控制线，背光调节电位器，可调节背光亮度。
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（四）存储器电路的设计
本设计采用串行铁电存贮器FRAM，采用I2C总线工作方式。FRAM铁电存储器的核心技术是美国Ramtron公司研制的铁电晶体材料。这一特殊材料使得铁电存储产品同时拥有随机存储器（RAM）和非易失性存储器（EPROM、E2ROM、FLash）的特性。
1. 铁电晶体材料的工作原理
当把电场加载到铁电晶体材料上，晶阵中的中心原子会沿着电场方向运动，达到稳定状态，一个状态存储逻辑0，另一个状态存储逻辑1。中心原子在常温下没有电场的作用时停留在此状态达一百年以上，铁电存储器不需要定时刷新，断电情况下能保存数据不变。由于在整个物理过程中没有任何原子碰撞，铁电存储器（FRAM）拥有高速读写，超低功耗和无限次写入等特性。
2. 存储器的基础知识
传统存储器有两大类：易失存储器（volatile memory）和非易失存储器（non-volatile memory），易失性存储器像SRAM和DRAM存储器在没有电源的情况下都不能保存数据，但这种存储器拥有高性能，存取速度快和无限次的写入次数，易用等优点。非易失性存储器像EPROM、E2ROM和FLash能在断电后保存数据不变，但由于所有这些存储器均起源只读存储器（ROM）技术，因此它们都有写入速度慢，写入次数有限和使用时功耗大等缺点。
表3是16K位铁电存储器（FRAM）的性能和16K位E2ROM性能比较情况，FRAM第一个最明显的优点是：FRAM可以跟随总线速度写入，无需任何等候时间，而E2ROM需等几毫秒（ms）才能写入一下数据。FRAM第二大优点是几乎无限次的写入。E2ROM的写入次数是每百万次（10的6次方），而新一代的铁电存储器（FRAM）却是一亿亿次（10的6次方）写入寿命。FRAM的第三大优点是超低功能。E2ROM的慢速和高电流写入一个字节令它需要高出FRAM2500倍的能量。
表3 性能比较表
型号 FM24016 AT24C16 ST24C16 24AA16 X24C16
待机电流 10UA 18UA 300UA 100UA 150UA 写入电流 150US 3mA 3mA 3mA 3mA 写入次数 1E13 1E6 1E6 1E6 1E6 字节写入时间 72US 10MS 10MS 10MS 10MS 整片写入时间 47AMS 1.3S 1.3S 1.3S 1.3S 10
3. 铁电存贮器FRAM的应用
FRAM无限次快速擦写和非易性的特点，令它的系统工程师可以把现在在电路上分离的SRAM和E2ROM两种存储器整合到一个FRAM里，为整个系统节省了功耗，降低了成本，减小了体积，同时增加了整个系统的可靠性。 典型应用包括：仪器仪表、工业控制、家用电器、复印机、打印机、机顶盒、网络设备、游戏机、计算机等等。
4. I2C总线知识
该存贮器采用I2C总线方式工作，在软件操作时，就得用I2C总线方式进行读写。I2C总线是由PHILIPS公司发明的一种高性能芯片间串行同步传输总线。与SPI、MicroWire接口不同，它仅仅需要两根信号线（串行数据线SDA和串行时钟线SCL），就实现了完善的双工同步数据传送，能够极其方便地构成多机系统和外围器件扩展系统。I2C总线采用了器件地址的硬件设置方法，通过软件寻址完全避免了器件的片选线寻址端，从而使硬件系统具有更简单、更灵活的扩展方法。
鉴于I2C总线的众多功能优越性，目前，以PHILIPS公司为主的许多著名半导体制造公司，纷纷研制出了大量的种类繁多的（已经达数百种型号）带有I2C总线硬件接口的单片机、通用外围器件，例如RAM、EEPROM、NVRAM、I/O、ADC、DAC、日历时钟RTC、LED驱动器、LCD驱动器、温度传感器等等。另外，还开发了面向一些特殊应用系统中专用配套的I2C总线芯片，例如无线电、无绳电话、移动手机、电视机、音响系统、家庭影院等系统中的双音多频（DTMF）拨号器、语音合成器、数字调谐器、编码器、解码器、图像处理器、频率合成器、音调控制器、立体声处理器等等。
本设计电路如图7：
图7存储器电路图
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如图7所示，电路用24C64存贮器，A0、A1、A2为地址选择端，主要作用是用于级连，在总线上挂接多个这样的存贮器时使用，VSS为接地端，VCC为电源正极连接端，WP为写保护控制端，SCL、SDA分别为I2C总线的串行时钟连接端和串行数据连接端，数据的写入与读出就是通过这个端两个端操作的，同时电路中在这两个端口加了两只上接电阻，作用是由于存贮器内部是采用开漏输出的。
（五）串行通信接口电路的设计
串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232C标准的基础上经过改进而形成的。RS-323C标准是美国EIA(电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在0～20000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。
RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（ecommeded standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有EIA�RS-232-C、EIA�RS-422-A、EIA�RS-423A、EIA�RS-485。 这里只介绍EIA�RS-232-C（简称232，RS232）。 例如，目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。
1. RS-232C电气特性
RS-232C标准（协议）的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA(Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（ecommeded standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有EIA�RS-232-C、EIA�RS-422-A、EIA�RS-423A、EIA�RS-485。 这里只介绍EIA�RS-232-C（简称232，RS232）。 例如，目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。
EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定，如下：
（1）在TxD和RxD上，逻辑1(MARK)=-3V～-15V；
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