2) 键盘扫描与液晶显示模块
分别对应系统的输入输出模块。键盘输入控制信号，对应在液晶LCD上图像显示出来效果，使人机界面更加友好与通俗易懂。
3) 串口通信模块
为了增強人机交互的友好性。当选中一个功能菜单再按确认键盘时，屏进入第二级菜单，同是通过串行通信发相应提示字符给上位机显示出来。
本系统简单演示了实现了人机界面的互动效果，界面友好，使用方便主要特点如下：
1) 界面简单：一般的用户或人员只要经过简单的功能介绍与使用方法后，就能很快地熟练操作。
2) 实用性好： 本图形LCD显示模块在很多工业领域得到应用，如手机、PDA、家电消费产品等的人机界面中。故非常具有商用价值及实用意义。
3) 功能性强：该系统将具有强大的功能，能够满足一般工业的需求，相对于一般人机界面交换等具有强大的功能。
该系统主要有直观快捷的图形方式、人性化设计、简单的系统操作方法、使用的高效性、实用的功能、应用领域广泛、实用性強等。
2.2 控制器模块
20世纪80年代以来，单片机的发展非常迅速，就通用单片机而言，世界上一些著名的计算机厂家已投放市场的产品就有50多个系列，数百个品种。目前世界上较为著名的8位单片机的生产厂家和主要机型有很多。如ATMEL公司的AT89系列，Philips公司的80C51系列，ADI公司的ADuc系列，以及SIEMENS等公司也都在8051的基础上先后推出了新型兼容机。单片机产品已占整个微机产品的80%以上，其中8位单片机的产量又占整个单片机产量的60%以上，8位单片机在最近若干年仍将是工业控制、控制应用的主角[1]。
在本系统中，考虑到低成本及系统功能运算需求，可以采用8位的单片机即可满足系统需要，故采用8位的单片机作为主控制器部分。
AT89C55WD是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含20K bytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元。
AT89C55WD有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2个读写口线，片内时钟电路，AT89C55WD采用两种软件控制其进入省电睡眠模式的静态逻辑工作闲置方式设计，可以用RAM、定时/计数器、串行口和外部中断唤醒睡眠状态而继续工作，在睡眠模式下，RAM被冻结，其他功能全部停止，直至下个外中断触发或硬件复位方可开始运行。特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本[2]。其引脚结构图如图2所示：
图2 AT89C55WD引脚图
Fig 2 Pin of AT89C55WD
AT89C55WD有具有PLCC、PDIP和TQFP三种封装形式，以适应不同产品的需求。主要功能特性： 兼容MCS-51指令系统； 20k可反复擦写(>1000次）Flash ROM；32个双向I/O口；256x8 bit 内部RAM；3个16位可编程定时/计数器中断；时钟频率0-33MHz ；2个串行中断；硬件看门狗（WDT）；2个外部中断源 ；可编程串行通道 ；2个读写中断口线 ；3级加密位；片内时钟电路；低功耗睡眠功能 ；4-5.5V工作电压范围；软件设置睡眠外中断唤醒功能。
在该系统中用到的引脚功能，P0作为数据线与RT240128A相连；P1口作为4x4矩阵式键盘的列行引脚线；P3口作为串行通讯端口。主要使用P3.0作为接收数据端，P3.1作为发送数据接收端 [3]。
AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。而且考虑到普通AT89C51系列只有8K的程序存储，而在本程序中，由于实验条件限制，且由于取图像比较多，用到大量的字模数组，程序有可能大于8K的限制，故本设计中就采用有20K的Flash ROM 的AT89C55WD。
2.3 液晶显示模块
液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)一种是采用了液晶控制透光度技术来实现对比度的显示器。LCD显示器的工作原理：从液晶显示器的结构来看，采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。LCD由两块玻璃板构成，厚约1mm，其间由包含有液晶材料的5μm均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管，而在液晶显示屏背面有一块背光板（或称匀光板）和反光膜，背光板是由荧光物质组成的可以发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源 [4]。背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万液晶液滴的液晶层。液晶层中的液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。LCD 使用液晶屏幕显示图象，液晶屏幕以电压供应的改变而改变光线的折射来产生色彩的变化。液晶屏幕由中间夹着液晶的两层玻璃或塑料面板构成，光线可以透过面板。 接通电流之后，液晶可以改变方向以控制光线的通过，这样液晶就可以调节自己的色彩。
简洁地说就是通过透过光线折射所产生的对比度不同而显示出图形。一般只要电流不变动，液晶都在非结晶状态。这时液晶允许任何光线通过。液晶层受到电压变化的影响后，液晶只允许一定数量的光线通过。光线的反射角度按照液晶控制。当液晶的供应电压变动时，液晶就会产生变形，因而光线的折射角度就会不同，从而产生色彩的变化。
根据显示方式和内容的不同，液晶显示模块可以分为数显液晶模块、点阵字符液晶模块和点阵图形液晶模块3种。
数显液晶模块是一种由段型液晶显示器件与专用的集成电路组装成一体的功能部件，只能显示数字和一些标识符号；点阵字符液晶模块是由字符液晶显示器件和专用的行列驱动器，控制器及必要的连接件、结构性装配而成的，可以显示数字和西方字符，但不能显示图形；点阵图形液晶模块的点阵像素连续排列，行和列在排布中均没有空隔，不仅可以显示字符，而且也可以显示连续、完整的图形。
显然，点阵图形液晶模块是3种液晶显示模块中功能最全面也最为复杂的一种。选择点阵图形液晶模块时，有3种类型可供选择：行列驱动型、行列驱动控制型和行列控制型[5]。
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