基于51单片机的液晶及语音控制电路的设计

基于５１单片机的液晶及语音控制电路的设计

作者：余晓龙 张 震

来源：《电脑知识与技术·学术交流》2008年第25期

摘要：给出了一种基于51单片机及可编程并行接口芯片82C55A的液晶/语音控制电路的设计，从硬件和软件两方面对这种设计作了详细的介绍和分析。通过对单片机编程，控制82C55A的工作方式，从而达到对液晶显示器及语音电路的使用。 关键词：单片机；可编程；82C55A；液晶显示器

中图分类号：TP271文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)25-1563-03 Design of LCD/Voice Control Circuits Based on 51 Single-Chip Microcomputer YU Xiao-long1,ZHANG Zhen1,2

(1. Information Engineering Institue, Information Engineering University, Zhengzhou 450002, China;2. Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China)

Abstract: This paper introduces a control circuits's design of LCD/Voice based on 51-SCM and programmable peripheral interface 82C55A. It detailed analyse the design of hardware and software. Throughing the programme of SCM, it control the working of 82C55A ,accordingly arrive at the use ofLCD/Voice circuits.

Key words: SCM; Programmable; 82C55A; LCD

当前，有很多商业场所及嵌入式产品中都用到了显示输出模块，在这些电路中，有很大一部分是通过单片机进行控制的。本文提出了一种典型控制液晶显示及语音的电路，通过51单片机ATC55和并行接口芯片82C55A实现了对图形液晶显示模块NYG128及语音的控制。

1 硬件电路设计 1.1 主控制电路设计

在主控制电路中，选用Atmel公司的ATC55芯片。ATC55是一款低功耗、高性能8位CMOS微控制器，内含20KB可循环1000次写入/擦除的闪速存储器(Flash)，具有256*8位内部随机数据存储器(RAM)，32条可编程I/O口线，8个中断源和2个优先级的中断结构，器件兼容标准MCS-51指令系统，引脚兼容工业标准C51和C52芯片，采用全双工串行通道

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及通用编程方式，适用于程序容量大、控制较为复杂的嵌入式应用系统中。电路工作方式控制芯片选用82C55A，它是一款可编程并行接口芯片，其工作方式有三种，三种工作方式是由其控制命令字来设定的。控制命令字有两种，一种是方式选择控制字，另一种是C口按位置位/复位控制字，通过写入不同命令控制字可分别实现对其内部A口、B口和C口的单独控制操作。

在电路设计上，考虑到所编写程序的容量，增加了一片AT28C，它是一款低功耗，最快读访问时间可达120ns的K CMOS型的 E2PROM，这样整个电路足以满足通常编程时对程序空间的要求。完整的电路图如图1所示。其中，ATC55选用12M的晶振，其引脚P27直接控制LCD的使能信号E，P25、P26分别连接AT28C及82C55A的片选引脚。引脚PSEN和RD相与后连接到AT28C的OE端，这样AT28C既可以作为程序存储器也可作为数据存储器使用了。 ■

图1 主控制电路

1.2 液晶显示及语音控制电路的设计

本设计中液晶显示模块选用图形液晶显示模块NYG128，它的所有控制器、扫描电路和显示RAM集成于液晶屏背面，并可选用LED背光，采用单电源供电。该模块由大规模点阵式显示控制器KS0107、液晶屏阵列驱动电路KS0108B、显示存储器和液晶屏等4部分组成。其中控制器是整个显示系统核心，它提供了一套完整的指令系统，与单片机连接后，能较方便的实现对数据的读写等控制作用。NYG128引脚定义如表1所示。 表1 液晶模块NYG128引脚定义 ■

在控制液晶电路中，将82C55A的PC3、PC2、PC1和PC0分别和液晶的D/I、R/W、CS2和CS1相连，以达到通过82C55A对液晶的控制。单片机的8位端口P0和液晶的8位数据线DB0~DB7相连，用于读写时传送的数据。电路中还有诸如电位器R2其作用是调节液晶显示的对比度，完整的电路图如图2所示。 ■

图2 液晶显示电路

对于语音电路，选用API8108芯片，它能够存储10秒的语音信息，当然根据实际需要，可以选用其他的芯片以满足要求。因受输出功率影响，在API8108的输出端接有为低电压应用

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设计的音频功率放大器LM386，其输入带宽可达300KHz，通过合理连接，能得到的电压增益最大可达200dB，输出音频功率0.5W。它们和82C55A之间具体连接图如图3所示。 ■

图3 语音控制电路 2 软件设计

软件设计中难点在于如何控制液晶显示器的显示，对于语音芯片的控制可通过单片机中断方式进行判断调用。在液晶显示模块NYG128中，只有驱动电路KS0108B和单片机打交道。它有7种指令：显示开/关指令、显示起始行设置命令、页设置指令、列地址设置指令、读状态指令、写数据指令以及读数据指令。其中，CS1、CS2决定进行左右显示区的选择，R/W、D/I及数据内容决定指令的类型。首先要对液晶清屏和初始化操作，设置起始行及为显示状态；其次读取液晶状态，此时R/W=1，D/I=0，若液晶准备好接收数据则使R/W=0，读取液晶页号（0~7），列显示地址（0~63）值，这样就唯一确定了显示RAM中的一个单元，接下来就可以用读、写指令向该单元写进一个字节数据或者读出该单元中的内容。在主程序中可以调用液晶的初始化、读/写子函数，主程序流程图如图4所示。 ■

图4 主程序流程 3 结束语

本文介绍了一种基于51单片机控制液晶显示及语音的电路，设计思想和方法具有一定的典型性和代表性，对电路稍加修改就能应用于其他场合，如在主控电路中再加入几片82C55A就能实现更加复杂的电路控制，这些都是笔者在实践过程中得来的，相信能对单片机系统的开发人员有一定的启发。 参考文献：

[1] 戴佳，戴卫恒. 51单片机C语言应用程序设计[M]. 北京：电子工业出版社，2006. [2] 何立民. MCS-51系列单片机应用系统设计[M]. 北京：航空航天大学出版社，1996. [3] 孙德文. 微型计算机技术[M]. 北京：高等教育出版社，2001.