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3.1.3 液晶显示模块1602
液晶显示器（LCD）具有显示信息丰富、功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其他显示器无法比拟的优点，近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。LCD型显示器的构成原理很简单，在两片透明绝缘的有机薄膜或者玻璃之间均匀充填着液晶流体，底层透明薄膜上镀有一层导电体，而顶层透明薄膜上则按需要的形状敷有透明的导电电极，当电极通电后，就与下层导电体之间（约10μm）形成一个电场，由于这个电场的作用，其间的液晶体的透光状况就发生了变化，从而对外来光线产生了吸收作用，使人们看见了与电极形状相同的字形显示。
1602采用标准的16脚接口，从该模块的正面看，引脚排列从左向右为：1－16脚，1602的管脚排部如图3.4所示。
图3.4 1602的管脚排部
其中:
第1脚：VSS为地电源。 第2脚：VDD接5V正电源。
第3脚：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。
第4脚：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。 第5脚：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。
第6脚：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。
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。 第15～16脚：空脚。
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3.1.4 硬件电路原理图
设计的系统硬件电路原理图如图3.5所示。
+5V P2.0 RS VCC P2.1 RW VDD E EA P2.2 液 RST 晶 P0.0 D0 显 P0.1 D1 VL 示 P0.2 单D2 模 P0.3 片D3 块 P0.4 机D4 VSS P0.5 D5 P0.6 D6 VSS P0.7 D7 被测信号 P3.5 XTAL1 XTAL2
AT89S51 1602 +5V
图3.5 系统硬件电路原理图
硬件电路图中，单片机的EA管脚必须接高电平，因为接低电平时只选用片外程序存储器，而试验所用的是片内程序存储器。液晶显示器1602的VL管脚必须接一个电位器来调节，因为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”，对比度过弱时，看不到屏幕上显示的数据。
硬件电路中所选用的元器件的规格/型号见附录B。
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3.2 系统软件的设计
3.2.1 定时器/计数器工作方式的设置
定时器/计数器T0、T1都有四种工作方式，可通过程序对TMOD设置选择。TMOD的低四位用于定时器/计数器0，高四位用于定时器/计数器1。TMOD的位定义如图1.1所示。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 图3.6 TMOD的位定义
C/T：定时或计数功能选择位，当C/T＝1时为计数方式；当C/T＝0时为定时方式。
M1、M0：定时器/计数器工作方式选择位。
GATE：门控位，用于控制定时器/计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。一般情况下GATE＝0。
当M1M0=00时，定时器/计数器设定为工作方式0，构成13位定时器/计数器。计数值由下式确定：N=8192-X，式中N为计数值，X是THX、TLX的初值。计数范围为1～8192。
定时时间由下式确定：T=N ×Tcy =(8192-X)Tcy，式中Tcy为单片机的机器周期。如果振荡频率为12MHZ，则Tcy=1us,定时范围为1～8192us。
当M1M0=01时，定时器/计数器设定为工作方式1，构成16位定时器/计数器。在方式1时，计数器的计数值由下式确定：N=65536-X，计数范围为1～65536。
定时器的定时时间由下式确定：T=N × Tcy =(65536-X)Tcy，如果振荡频率为12MHZ，则Tcy=1us,定时范围为1～65536 us。
当M1M0=10时，定时器/计数器设定为工作方式2。方式2是自动重装初值的8位定时器/计数器。在方式2时，计数器的计数值由下式确定：N=256-X，计数范围为1～256。
定时器的定时时间由下式确定：T=N × Tcy =(256-X)Tcy，如果振荡频率为12MHZ，则Tcy=1us,定时范围为1～256 us.
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当M1M0=11时，定时器/计数器设定为工作方式3。方式3只适用于定时器/计数器T0。当T0工作在方式3时，TH0和TL0被分成两个独立的8位计数器。方式3下定时器/计数器的定时、计数的范围和定时、计数值的确定同方式2。
在试验中需将T0设置为定时方式,将T1设置为计数方式;定时器T0定时50ms,即50000us,需选用工作方式1,即M1M0=01,因此,在编制程序时,将TMOD的高四位设为0101,低四位设为0001。
3.2.2 定时器/计数器开启/关闭的设置
定时器/计数器的开启和关闭可通过控制寄存器TCON来设置, TCON的位定义如图3.7所示。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 图3.7 TCON的位定义
TF0（TF1）：T0（T1）定时器/计数器溢出中断标志位。当T0（T1）计数溢出时，由硬件置位，并在允许中断的情况下，向CPU发出中断请求信号，CPU响应中断转向中断服务程序时，由硬件自动将该位清零。
TR0（TR1）：T0（T1）运行控制位。当TR0（TR1）＝1时启动T0（T1）；TR0（TR1）＝0时关闭T0（T1）。该位由软件进行设置。
TCON的低四位与外部中断有关。
编写程序时,若需启动T0（T1）,通过指令SETB TR0 或SETB TR1将TR0（TR1）设为1,需关闭T0（T1）,通过指令CLR TR0 或CLR TR1将TR0（TR1）设为0。
3.2.3 中断的设置
所谓中断是指CPU对系统中或系统外发生的某个事件的一种响应过程，即CPU暂时停止现行程序的执行，而自动转去执行预先安排好的处理该事件的服务子程序。当
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处理结束后，再返回到被暂停程序的断点处，继续执行原来的程序。实现这种中断功能的硬件系统和软件系统统称为中断系统。
试验中涉及到的T0或T1的中断,中断的控制可通过中断允许寄存器IE来设置。IE的位定义如图3.8所示。
D7 EA D6 D5 ET2 D4 ES D3 ETI D2 EX1 D1 ET0 D0 EX0 —
图3.8 IE的位定义
EA：中断允许总控位。EA＝0，屏蔽所有的中断请求；EA=1，开放中断。EA的作用是使中断允许形成两级控制。即各中断源首先受EA位的控制；其次还要受各中断源自己的中断允许总控位控制。
ET2：定时器/计数器T2的溢出中断允许位，只用于52子系列。
ES： 串行口中断允许位。ES＝0，禁止串行口中断；ES＝1允许串行口中断。 ET1：定时器/计数器T1的溢出中断允许位。ET1＝0，禁止T1中断；ET1＝1，允许T1中断。
EX1：外部中断1的中断允许位。EX1＝0，禁止外部中断1中断；EX1＝1，允许外部中断1中断。
ET0：定时器/计数器T0的溢出中断允许位。ET0＝0，禁止T0中断；ET0＝1，允许T0中断。
EX0：外部中断0的中断允许位。EX0＝0，禁止外部中断0中断；ET0＝1，允许外部中断0中断。
试验中需开中断允许总控位,需允许定时器T0和T1中断,因此在编程时使EA=1,使ET0＝1且ET1＝1。
中断源有多种, 每个中断源的优先级可通过中断优先级寄存器IP进行设置并管理。IP的位定义如图3.9所示。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 — PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0
图3.9 IP的位定义 PT2: 定时器/计数器T2的中断优先级控制位。
PS： 串行口的中断优先级控制位。
PT1：定时器/计数器T1的中断优先级控制位。 PX1：外部中断INT1的中断优先级控制位。
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