第3章 系统模块分析
如图3-1所示，TLC2543和单片机的接口电路。TLC2543的转换结束端EOC、I/O CLOCK、串行数据输入端DATA TNPUT、串行数据输出端DATA OUT片选/CS分别连接单片机的并行双向I/O口1的管脚P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4。
图3-1 TLC2543与单片机接口电路图
3.1.3 TLC2543工作原理
3.1.3.1 控制字格式 TLC2543的A/D转换应注意其控制字，只有了解了其控制字，才能对TLC2543进行有效的操作及控制，这样才会得到正确的转换数据。TLC2543的控制字为从DATA INPUT端串行输入的8位数据，它规定了TLC2543要转换的模拟量通道、转换后的输出数据长度、输出数据的格式。高4位(D7～D4)决定通道号，对于0通道至10通道，该4位分别为0000～1010H，当为1011～1101时，用于对TLC2543的自检，分别测试(VREF＋＋VREF－)/2、VREF－、VREF＋的值，当为1110时，TLC2543进入休眠状态。低4位决定输出数据长度及格式，D3、D2决定输出数据长度，01表示输出数据长度为8位，11表示输出数据长度为16位，其他为12位。D1决定输出数据是高位先送出，还是低位先送出，为0表示高位先送出，为1表示低位先送出。D0决定输出数据是单极性(二进制)还是双极性(2的补码)，若为单极性，该位为0，反之为1。TLC2543的控制字如表3-1所示。
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表3-1 TLC2543控制字表
控制字 功能 D7 AIN0 AIN1 AIN2 AIN3 AIN4 AIN5 AIN6 AIN7 AIN8 AIN9 AIN10 AIN11 (Vref+-Vref-)/2 Vref+ Vref- 软件断电模式 8bit 12bit 16bit 高位在前 低位在前 无极性输出 有极性输出 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 D6 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 — — — — — — — 地址 D5 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 D4 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 L1 D3 — — — — — — — — — — — — — — — — 0 X 1 L2 D2 — — — — — — — — — — — — — — — — 1 0 1 LSBF D1 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 0 1 BIP D0 — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — 0 1 12
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3.1.3.2 转换过程 上电后，片选/CS必须从高到低，才能开始一次工作周期，此时EOC为高，输入数据寄存器被置为0，输出数据寄存器的内容是随机的。开始时，片选/CS为高，I/O CLOCK、DATA INPUT被禁止，DATA OUT呈高阻状态，EOC为高。使/CS变低，I/O CLOCK、DATA INPUT使能，DATA OUT脱离高阻状态。12个时钟信号从I/O CLOCK端依次加入，随着时钟信号的加入，控制字从DATA INPUT一位一位地在时钟信号的上升沿时被送入TLC2543(高位先送入) ，同时上一周期转换的A/D数据，即输出数据寄存器中的数据从DATA OUT 一位一位地移出。TLC2543收到第4个时钟信号后，通道号也已收到，因此,此时TLC2543 开始对选定通道的模拟量进行采样，并保持到第12个时钟的下降沿。在第12个时钟下降沿，EOC变低，开始对本次采样的模拟量进行A/D转换，转换时间约需10us ，转转完成EOC变高，转换的数据在输出数据寄存器中，待下一个工作周期输出。此后，可以进行新的工作周期[6]。
3.2 LCD显示模块
3.2.1 LCD1602的说明
LCD1602液晶显示器是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，它有若干个5×7或者5×11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此，所以他不能显示图形。LCD1602是指显示的内容为16×2，即可以显示两行，每行16个字符液晶模块。目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。
3.2.1.1 LCD1602的特性 LCD 1602的应用越来越广泛，其具有如下特性：
+5V电压，对比度可调。 内含复位电路。
提供各种控制命令，如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种
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功能。
有80字节显示数据存储器DDRAM。
内建有160个5×7点阵的字型的字符发生器CGROM。 8个可由用户自定义的5×7的字符发生器CGRAM。
3.2.1.2 LCD1602的引脚功能 1602采用标准的16脚接口，其中：包括8根数据线，3根控制线。
图3-2 LCD1602显示模块电路图
VSS：1脚，电源地。
VDD：2脚，电源正极+5V，电源以及液晶驱动电压引脚。 VEE：3脚，对比调整电压。
RS：4脚，输入，寄存器的选择，1为数据寄存器，0为指令寄存器。 R/W：输入，5脚，读写操作选择，1为从LCD1602读取信息，0为向LCD1602写入指令或数据。
E：6脚，输入，时能信号，当E段从高电平跳到低电平时液晶模块执行命令，1时读取信息，由1变为0时执行指令。
D0～D7：7～14脚，输入/输出，数据总线line0(最低位)～数据总线line7(最高位)。
BLA：15脚，LCD1602背光源正极的输入。 BLK：16脚，LCD1602背光源负极的输入。
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3.2.1.3 LCD1602的寄存器 1602绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，HD44780内置了DDRAM、CGROM和CGRAM，这三个都是存储器。CGROM(中文字库)、HCGROM(ASCII码字库)及CGRAM(自定义字形)、显示数据RAM(DDRAM)、字符显示RAM缓冲区(DDRAM)。DDRAM就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。共80个字节，其地址和屏幕的对应关系如表3-2所示。
表3-2 地址与屏幕对应关系表
DDRAM 地址 显示位置 第一行 第二行 1 2 3 4 5 6 7 …… 40 00H 01H 02H 03H 04H 05H 06H …… 24H 40H 41H 42H 43H 44H 45H 45H …… 67H CGROM中存储了一些标准的字符的字模编码是液晶屏出厂时固化在控制芯片中的，用户不能改变其中的存储内容，只能读取调用，包含有标准的ASCII码、日文字符和希腊文字符。
CGRAM是控制芯片留给用户，用以存储用户自己设计的字模编码 。在数据发生寄存器(CGROM)已经储存了192个不同的店镇字符图形，每个都有一个固定的代码。例如：大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H)，
显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”[7]
。1602的显示过程应可理解为：
第一，选择字模编码所在的存储器(CGROM 或 CGRAM)。 第二，将所要显示的字符编码在上述存储器中的存储地址传送给
DDRAM，以找到此存储单元。
第三，将存储器内存储的字模编码读取到DDRAM中。 第四，将DDRAM中的字模编码显示到屏幕上对应位置。
3.2.2 LCD1602的显示原理
(1)字符的显示 用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的
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