基于Proteus的核信号输入LCD处理显示单元

摘要：Proteus可实现单片机仿真，并提供软件调试功能，支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2。本设计是以89C51单片机为控制单位，建立点阵型LCD12864的坐标并点亮矩阵点，实现核信号在点阵型LCD12864和字符型LCD1602上同步显示。在Proteus软件中进行了仿真，得到了预期结果。
关键词：Proteus；核信号；单片机；LCD；显示

    Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。该软件的特点是：实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合；支持主流单片机系统的仿真；具有强大的原理图绘制功能；提供软件调试功能，同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。
    核信号即核辐射探测器输出信号，由于其信号比较微弱，对其信号进行处理时要先经过前置放大器、放大器放大。现有的大部分在LCD上显示的核信号都是数值显示，不能直观地观察核信号的变化。本设计在Proteus软件通过点阵型LCD12864和字符型LCD1602同步显示核信号，并为多路核信号的多屏同步显示提供了基础。

1 硬件设计
    本设计的硬件框图如图1所示。用滑动变阻器的移动实现输入信号的变化，用于模拟核信号作为输入；ILC2543对输入信号进行模数转换；使用AT89C51作为微处理器实现控制，并在LCD12864上显示核信号的变化曲线，在LCD1062进行实时数字显示。其中KS0108、HD44780分别作为LCD12864、LCD1602的控制器。

    TLC2543是，TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A／D转换过程。12864是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器／列驱动器及128x64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8x4个(16x16点阵)汉字。1602字符型LCD分为带背光和不带背光两种，其主要技术参数和引脚功能可参考其说明书，其常用控制器大部分为HD44780。

2 软件设计
    本设计程序是使用C语言编写的，主程序流程图和点阵型LCD12864曲线显示流程图分别如图2、图3所示。

    根据各芯片的引脚功能、相关的时序图及流程图，编写的主程序如下：
  

  

3 在Proteus软件进行仿真
    为了验证硬件电路及程序功能的正确性，在Proteus ISIS软件中进行仿真。仿真步骤如下：
    1)选择了LM016L型号的1602字符型LCD和LGM12641BS1R型号的12864点阵型LCD，在Proteus中画好与硬件框图图1相对应的原理图，如图4所示。

    2)将主程序和3个头文件对应的程序导入到Keil软件中编译，成功后生成hex文件，如图5所示。

    3)将生成的hex文件导入Proteus ISIS的AT89C51中实现硬件和软件的连接，如图6所示。
    4)点击按钮，仿真开始，调节滑动变阻器，模拟核信号的变化，仿真图如图7所示。

4 结论
    在Proteus ISIS中调节滑动变阻器，实现在点阵型LCD12864和字符型LCD1602同步显示输入模拟信号变化曲线及实时数值的功能。验证了本设计的硬件电路和软件设计的正确性，即能实现核信号的实时显示功能。本设计未能实现多路输入多屏LCD显示的核信号处理显示，有待于进一步研究。