浙江海洋学院东海科学技术学院本科生毕业论文
第2章 方案论证
2.1基于嵌入式单片机的设计方案
方案一：采用单片机控制。利用单片机丰富的IO端口，及其控制的灵活性，实现基本的LCD液晶显示功能。电机采用继电器控制，可实现低压电平控制高压电平，以防止高压电对CPU的影响，损坏单片机。
LCD液晶显示 电机控制 电 源 单 片 机 键盘 红外控制
图2.1 基于嵌入式单片机的设计方案
2.2基于EDA为核心的设计方案
采用FPGA应用控制， FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点
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。
FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。
应用FPGA设计该系统的框图如下：
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LCD液晶显示 电机控制 电 源 FPGA 按 键
红外控制 图2.2 基于EDA为核心的设计方案
2.3方案选择
通过比较以上两种方案，单片机方案有较大的活动空间，也比较方便，对控制系统的要求也不是很高，价格也比较底，电路设计也比较方便，软件指令简单，不但能实现所要求的功能而且能在很大的程度上扩展功能，而且还可以方便的对系统进行升级，所以我们采用第一种方案。
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第3章 硬件模块设计
设计中选用了方案一（基于嵌入式单片机的设计方案）。总体设计框图如图 3.1：
LCD液晶显示 128×64屏幕 电机控制 直流电机 电 源 供5伏电 51单 片 机 键盘 图 3.1 总系统图
时钟控制
设计总电路原理图如图3.2。
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3.1 电源设计
该系统的电源电路设计如图3.3：
3.2 LCD液晶显示设计
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图3.2 系统各模块电路原理图
从总体电路图上看，整个系统结构简单，模块清晰，采用双面PCB板。
一个系统如果没有电就不能工作，如果没有稳定的电源也不能正常工作。所以电源在系统的设计中是站着非常重要的作用。电源模块中为系统输出正5V。
图3.3 电源电路
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3.2.1 LCD概述及特点
液晶显示器（LCD，liquid crystal display），具有体积小、质量轻、功耗低等优点，是电子信息产品的重要显示器件之一
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。
LCD作为电子信息产品的主要显示器件，相对与其他类型的显示部件来说，有其自身的特点，概要如下：
1、低电压微功耗
LCD的工作电压一般为3~5V，每平方厘米的液晶显示屏的工作电流为uA级，所以液晶显示器件为电池供电的电子设备的首选显示器件。
2、平板型结构
LCD的基本结构是由两片玻璃组成的很薄的盒子。这种结构具有使用方便、生产工艺简单等优点。
3、使用寿命长
LCD器件本身几乎没有什么劣化问题，如能注意器件防潮、防压、防止划伤、防止紫外线照射、防静电等，同时注意使用温度，则LCD可以使用很长时间。
4、被动显示
对LCD来说，环境光线越强显示内容越清晰。人眼所感受的外部信息90℅以上是外部物体对光的反射，而不是物体本身发光，所以被动显示更适合人的视觉习惯，更不容易引起疲劳
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。这在信息量大、显示密度高、观看时间长的场合更为重要。
5、显示信息量大且易于彩色化
LCD与CRT相比，由于LCD没有荫罩限制，像素可以做得很小，同时液晶易于彩色化，方法也很多。
6、无电磁辐射
CRT工作时，不仅会产生X射线，还会产生其他的电磁辐射，影响环境。LCD则不会产生这类问题。
7、点阵字符型LCD的特性
我们已经知道，点阵字符型LCD是专门用于显示数字、字母、汉字、图形符号及少量自定义符号的液晶显示器。这类显示器把LCD控制器、点阵驱动器、字符存储器、显示体及少量的阻容元件等集成为一个液晶显示模块。鉴于字符型液晶显示模块目前在国际上已经规划，其电特性和接口特性是统一的
3.2.2 LCD1602字符型模块 1602字符型模块的性能：
? 总量轻：＜100g； ? 体积小：＜11mm厚；
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