发布时间 : 星期五 文章基于FPGA的病房环境监测系统-精品更新完毕开始阅读c6fbd3ab0b4c2e3f56276384
内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
图4.15 红外接收电路
4.2.6 信息存储
本系统对病房的环境进行测量，测量的数据以及设定的报警值应该可以保存。数据的存储使用IS61LV25616AL来存储。IS61LV25616AL与FPGA的连接示意图如图4.16所示。IS61LV25616AL属于SRAM型，即静态RAM，其数据存取速度却非常之快，高达7ns。IS61LV25616AL的引脚连接如图所示,其中A0～A17为地址信号，D0～D15为数据信号。IS61LV25616AL的各个管脚的功能如表4.16所示。
IS61LV25616ALMEN A0MEN A1MEN A2MEN A3MEN A4MEN A5MEN A6MEN A7MEN A8MEN A9MEN A10MEN A11MEN A12MEN A13MEN A14MEN A15MEN A16MEN A17MEN A18R34.7K123451819202122232425262742434428A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16A17A18/NCI/O0I/O1I/O2I/O3I/O4I/O5I/O6I/O7I/O8I/O9I/O10I/O11I/O12I/O13I/O14I/O1578910131415162930313235363738MEN D0MEN D1MEN D2MEN D3MEN D4MEN D5MEN D6MEN D7MEN D8MEN D9MEN D10MEN D11MEN D12MEN D13MEN D14MEN D15VDD3.3VDD3.3VDD3.3R14.7KR24.7KVDDVDD1133C1C2SRAM nCSSRAM nWESRAM nOESRAM nUBSRAM nLB617414039CEWEOEUBLBComponent_1GNDGND3412
图4.16 IS61LV25616AL与FPGA的硬件连接示意图
电阻R1、R2、R3为上拉电阻，保证FPGA在上电瞬间，SRAM无意外的读写信号。 4.2.7 液晶显示
液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富、超薄轻巧等优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。本系统的人机交互除了按键外，还有显示。系统用液晶显示器显示温度、湿度、光照、系统时间等。显示内容通过按键切换。
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LCD1602字符型液晶显示模块，它可以显示两行，每行16个字符，外围电路配置简单。
1.LCD1602的结构
LCD1602的引脚功能如表4.4。V0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)。
引脚 1 2 3 4 5 6 7～14 15 16 2.LCD1602的读写
液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“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”。读的时候，先读左边那列，再读上面那行，如：感叹号！的ASCII为0x21，字母B的ASCII为0x42(前面加0x表示十六进制)。
LCD1602的读写时序如图4.17所示。写操作时序与读操作时序的区别在与LCD使能后，RS为低电平，读操作的时序中，RS为高电平。
表4.4 LCD1602的引脚功能
名称 Vss VDD Vo RS R/W Enable DO～D7 LED+ LED- 功能 地 电源 对比度调整 寄存器选择端 读写控制端 使能控制端 数据总线 背景光源 背景地 27
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图4.17 LCD1602的读写时序
3.1602的控制指令
LCD1602使用前必须进行初始化，初始化设置如下。
(1)显示模式设置指令码：00111000，设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口。 (2)显示开/关：00001DCB，D=1，开显示；D=0关显示。C=1，显示光标；C=0，不显示光标。B=1，光标闪烁；B=0，光标不显示。
(3) 光标设置：000001NS， N=1,当读或写一个字符后地址指针加一，且光标加一。N=0，当读或写一个字符后地址指针减一，且光标减一。S=1，当写一个字符，整屏显示左移(N=1)或右移(N=0)，以得到光标不移动而屏幕移动的效果。 S=0，当写一个字符，整屏显示不移动。
(4)数据控制：控制器内部设有一个数据地址指针，用户可通过它们来访问内部的全部80字节的RAM。数据指针设置：80H+地址码(0～27H，40～67H)，设置数据指针。 4.2.8 通信传输
1.串口通信的基本常识
串口通讯是一种点对点的通讯方式，有单点对单点的方式，也有一点对多点的方式。其物理接口通常有RS232口以及RS422/RS485口。RS232口一般用作点对点的通讯方式。而RS422/RS485为一点对多点的通讯方式。RS485是一种半双工模式，即收发不能同时，而RS422为全双工模式，通讯速率比RS485提高了一倍。RS232和RS422/RS485都是靠电压讯号来传输的。这几种物理接口各有优缺点和各自适用的场所。
RS232口是PC机上通用的串口，适用范围广泛。RS232口是PC机上通用的串口，适用范围广泛。其通讯距离在15m左右，通讯质量容易受到外界干扰。RS422/RS485采用的是差分驱动的方式来传输讯号的，所以其传输距离和传输质量都有很大的提高。
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其最大的传输距离能够超过1Km，能最大支持的传输速率达到了10Mbps 。
2.串口通讯协议
串口通讯的协议具有简单灵活的特点。不管通过上述哪种接口形式传送数据，都是按照一个一个的数据帧来发送和接受的。
比如一个数据帧有11个位，其中数据位为7个。校验位是对要传输的8个数据位的校验值，校验方式可以设定，一般为奇校验或者偶校验。在数据帧当中，起始位和停止位是固定的，只有中间的数据位及其校验位是可变的。通讯的双方就是按照这样的帧格式来交换数据的，数据交换是通讯的基本，在此基础上通讯双方建立有一定的数据处理规程——通讯协议。
3.电平转换部分
EIA-RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号线功能都作了规定。 在TxD和RxD上：逻辑1(MARK)=-3V～-15V。逻辑0(SPACE)=+3～＋15V。 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：信号有效(接通，ON状态，正电压)＝+3V～+15V。信号无效(断开，OFF状态，负电压)=-3V～-15V。
以上规定说明了RS-323C标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“1”（传号）的电平低于-3V，逻辑“0”（空号）的电平高于+3V；对于控制信号；接通状态(ON)即信号有效的电平高于+3V，断开状态(OFF)即信号无效的电平低于-3V，也就是当传输电平的绝对值大于3V时，电路可以有效地检查出来，介于-3～+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在±(3～15)V之间。
EIA-RS-232C与TTL转换：EIA-RS-232C是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平表示逻辑状态的规定不同。因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL器件连接，必须在EIA-RS-232C与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。目前较为广泛地使用集成电路转换器件，如MC1488、SN75150芯片可完成TTL电平到EIA电平的转换，而MC1489、SN75154可实现EIA电平到TTL电平的转换。MAX232芯片可完成TTL←→EIA双向电平转换。
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