无线防盗报警系统总机设计

4  系统硬件设计

4.1  显示模块的设计

    在单片机系统中显示部分较为简单、廉价，一般是发光二极管，数码管，液晶显示器（Liquid Crystal Digit ，LCD）等。LCD具有耗电量低（一伏至十几伏）、结构空间小而有效、面积大、体薄物轻等优点，为智能化仪表设计提供了良好条件。

4.1.1  LCD数码显示

从显示原理上讲，LCD的驱动电压可以为交、直流，通常采用交流驱动。应注意交流显示频率信号的对称性，严格限制其直流分量在100mV以下。由于LCD显示器是容性负载，工作频率越高，消耗功率越大，且考虑到对比度，所以取方波的效果最好。

 图4.1为交流驱动LCD显示器原理图。显示频率信号一方面直接加到LCD公共电极B上，另一方面，还通过异或门间接加到LCD显示段电极S上。此时只需要控制异或门输入控制端A的电平，就能控制LCD显示器的发光。当A端为“0”电平时，S端与B端同相位，这时，LCD显示器两端的相对电压差为0，LCD显示器熄灭：当A端为“1”电平是，S端与B端反相位，这时LCD显示器两端的相对电压差如果大于LCD显示器的阀值电压，LCD显示器发光。

4.1.2  LCM103液晶显示器

    液晶显示器中也为段式液晶和点阵式液晶，前者的使用方法和数码管的使用方法相似。本系统使用的就是段式的液晶显示器LCM103。LCM103为10位多功能型8 段式(8.8.8.8.8.8.8.8.8.8.)液晶显示模块内含看门狗(WDT)/时钟发生器、2 种频率的蜂鸣驱动电路、内置显示RAM、可显示任意字段笔划、3-4 线串行接口、可与任何单片机接口IC 接口、低功耗特性（显示状态50μA(典型值)，省电模式<1μA，工作电压2.4— 5.2V）、视角对比度可调、显示清晰、稳定可靠、使用编程简单，是仪器仪表通用型显示模块。其电路原理图如图4.2所示。

5  系统软件设计

PIC单片机指令系统和其他单片机一样，是较为低级的语言系统，是一套控制和指挥CPU工作的编码，即机器语言。单片机只能识别和执行由二进制组成的机器语言，然而这种二进制代码的机器语言却很难理解和分析。为了能较好地表达人们的设计思路，便于记忆和使用，人们在低级语言的基础上设计出一种新的符号语言，即汇编语言。汇编语言的指令构造方式主要是从人们的记忆和理解角度出发，利用助记符表示指令的操作形式和内容。通过编译系统，可以很容易地将助记符指令，即汇编语言转换成机器的执行语言。

PIC16F7X单片机采用精简指令集（RISC）结构，指令效率高，功能强。它的指令为单字的宽字位（14）指令，由此生成的程序代码短。指令条数少，仅有

35条。每条指令都由操作码和操作数组成，按指令的操作对象将指令分为面向字节操作类指令、面向位操作类指令、常数操作和控制操作类指令。

5.1  同步/异步串行接口USART

本设计采用异步串行通信传输方式，在线路上异步传送的数据是以字符为单位来传送的。起特点是数据在线路上的传送，各个字符可以是断续的，也可以是连续的，这完全有发送方根据需要来控制，而且收、发双方各自使用自己的时钟源，来控制发送的速率和接受的检测时钟。

从物理线路的连接看，进行异步通信的双方之间的连接，只有信息传输线，而没有时钟传输线。

在异步通信过程中，每个字符的信息格式由4部分组成：起始位、数据位串、奇偶校验位和停止位。这样一组信息就称为一个数据帧或简称一帧。一帧信息的传送由起始开始，停止位结束。

起始位：是一个逻辑0，占用一位的时间，用来通知收信方一个新的字符开始到来。

 数据位串：起始位后面紧接着就是多位数据，它可以是5位、6位、7位、8位或9位等。

奇偶校验位：只占一位，但是它不是必需的，也可以规定不用奇偶校验位，或者将奇偶校验位替换为其他控制位。

    停止位：用来表示一个字符的结束。它被规定为逻辑1。停止位可以是1、1.5位或者2位，采用1位的情况较为多见。

    PIC16F73单片机内部集成同步/异步串行接口USART模块，适合于与其他单片机进行串行通信，所需的两条外接引脚是与RC端口模块公用的RC7和RC6两条口线。

5.1.1  USART相关的寄存器

(1) 接收状态和控制寄存器RCSTA

表5.1 RCREG位结构

RCSTA是一个低3位只读、高5位可读/写的寄存器。其各位的含义如下。

D7（SPEN）串行端口使能位。

1—允许串行端口工作（把RC7和RC6设置成USART的外接引脚）；

   0— 禁止串行端口工作。

BSF     RCSTA,SPEN      ;串口使能

D6（RX9）接收数据长度选择位。

1—选择接收9位数据（其中1位可作为校验位或者标识位等）；

0—选择接收8位数据。

   BSF     RCSTA,RX9       ;9位接收，接收使能

D5（SPEN）单字节接收使能位。

在异步方式下：未用；

在同步方式下：

1—使能单字节接收功能。

  0—禁止单字节接收功能。

在同步从属接收方式下该位不用。接收完成后该位即被清0。

D4（CREN）连续接收使能位。

在异步模式下：

1—使能连续接收功能；

0—关闭连续接收功能。

BSF     RCSTA,CREN      ;使能连续接收

在同步模式下：

1—使能连续接收功能，直到该位被清0。该位优先于SREN位。

0—关闭连续接收。

D3（ADDEN）地址匹配检测使能位。 只有接收数据选择9位时，该位才起作用。

1—启用地址匹配检测功能，对于收到的信息码按数据码和地址码进行鉴别。仅当接收移位寄存器RSR的D8=1（即认定收到地址码）时，才把收到的地址码装载到接收缓冲寄存器。允许中断。

0—取消地址匹配检测功能，对于发来的所有消息码不加鉴别，都看做是数据码，即允许接收和装载所有数据，第9位可以被用做奇偶校验位。

D2（RERR）帧格式错误标志位。

1—有帧格式错误；

0—无帧格式错误。

D1（FERR）超速帧格式错误标志位。

1—发生了超速错误，可以通过CREN位清0，使该位清0；

0—未发生超速错误。

D0（RX9D）所接收数据的第9位，可作为校验位或者标识位等。

1—所接收的数据第9位数据为1；

0—所接收的数据第9位数据位0。

(2) USART接收器缓冲寄存器RCREG

USART接收缓冲寄存器RCREG，简称为接收缓冲器，是一个用户程序可读/写的寄存器。每次从对方传送过来的数据，用户都是从该缓冲器读取出来的。

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