基于12864LCD的波形显示系统的研制

28��� � EIC � Vo.l 15� 2008� No. 3 欢迎光临本刊网站 h ttp: / /www. e ic. com. cn 5� 安全性分析 本文实现了安全性更强的基于 USB Key的双因子认证。 与传统的认证 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 相比, 在应用和安全性方面它有着明显的 优势 [ 2] : ( 1)、USB K ey体积小,方便携带, 方便用户在不同的平台 进行登陆、签名,而且安全性高。 ( 2)、系统登陆认证采用 PK I的认证机制, 用户只有使用 USB Key进行服务器和客户端之间的双向认证才能进入操作 界面。用户只有同时取得了 USB Key和用户 P IN,才可以登陆 系统。即使用户的 P IN被泄漏, 只要用户持有的 USB Key不被 盗取, 合法用户的身份就不会被仿冒; 如果用户的 USB Key遗 失, 拾到者由于不知道用户 P IN, 也无法仿冒合法用户的身份。 并且如果 P IN码连续输错三次,就会被锁定。 ( 3)、在 USB Key中内置的智能卡芯片能够实现基于 PK I 体系的加密、签名和验签的各种算法。而要保证 PKI体系的安 全, 一个先决条件就是保证私钥的安全性。以往的做法通常 是将自己的私钥保存到本地硬盘或软盘中, 当需要进行数字 签名时, 私钥会被读取到计算机内存中进行签名运算。这样 的话私钥就可能会被病毒、木马等恶意程序截取到。所以为 了防止私钥泄漏, 私钥智能保存到特别的外置设备中。而 USE Key因为带有安全的存储空间用于存储用户证书和私钥等秘 密数据, 能够确保私钥不出 Key,签名运算在 USB Key内完成, 从而杜绝了用户窃取私钥而冒充身份的可能性, 保证了运算 过程的安全性。 6� 结束语 本文针对实验平台管理系统的实际需求, 结合密码技术 和身份认证技术, 采用了基于 USB Key的双因子身份认证技 术。目前众多身份认证技术当中, USB K ey是被认为最安全的 身份认证手段, 除了生物特征身份认证技术。但是因为成本 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 , 生物特征身份认证技术并没有被广泛使用。而且通过 深入研究, 可以进一步完善 USB Key的功能, 使 USB Key不仅 能起到认证的作用 ,还可以用于存储数据。因此, 随着人们对 网络安全问题的重视程度加深, USB Key身份认证方式将在各 安全需求领域大显身手。 � 参考文献 [ 1 ] 吴志军,何诚. 基于 PK I的防火墙安全认证系统设计 [ J ]. 信 息安全与通信保密, 2007, ( 4) : 72- 76. [ 2 ] PENG Shuang- h eAND HAN Zhen. Enhancing PC S ecu rity w ith a U - K ey[ J] . IEEE SECURITY& PRIVACY, 2006. [ 3 ] 吴永英, 邓路,肖道举,陈晓苏. 一种基于 USB Key的双因子 身份认证与密钥交换协议 [ J]. 计算机 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 与科学, 2007, 29 ( 5 ): 56- 59. [ 4 ] 潘爱民.基于硬件加密设备的身份认证与授权系统的研究与 实现 [ D] . 2006. 作者简介:毛明 ( 1963- ) ,男,山西,北京电子科技学院教授,硕士生导 师;张洁 ( 1984- ) ,女,江西,西安电子科技大学通信学院 2005级硕士 研究生,研究方向:信息安全; 周章雄 ( 1983- ) , 男, 江西, 西安电子科 技大学通信学院 2006级硕士研究生, 研究方向: 信息安全; 毛颖颖 ( 1983- ) ,女,广东,西安电子科技大学通信学院 2006级硕士研究生, 研究方向:信息安全。 收稿日期: 2007- 10- 10 ( 7712 ) 文章编号: 1671- 1041( 2008) 03- 0028- 02 基于 12864 LCD的波形显示系统的研制 潘大伟, 黄 � 璞 (中国石油大学 信息与控制工程学院,山东 东营 257061) 摘要:本文介绍一种利用 C8051F005单片机与 12864 LCD为主要器件 搭建的波形显示系统,该系统能够实现对各种复杂动态信号的实时采 集和稳定显示,并能测量和显示出信号的幅值和频率。 关键词:波形显示系统;单片机; LCD 中图分类号: TM 932� 文献标识码: A Research ofwave display system based on 12864 LCD PAN D a-w e,i HUANG Pu ( China Univ ersity o f P etroleum, Dongying 257061, China) A bs tract: The paper presents a wave display sy stem com po sed of C8051F005MCU and 12864 LCD, and the system can sam ple and dis- play a ll kinds of signa ls w ith com plicated w ave form. Wha t 's more it can m ea sure and disp lay the am plitude and frequency of the signa.l Key words: w ave d isplay system; MCU; LCD 1� 引言 LCD显示器 ( LCD )具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等 其它显示器无法比拟的优点, 近几年来被广泛用于单片机控 制的智能仪器、仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 和低功耗电子产品中。LCD可分为段位 式 LCD、字符式 LCD和点阵式 LCD。其中段位式 LCD和字符 式 LCD只能用于字符和数字的简易显示, 不能满足图形曲线 和汉字显示的要求; 而点阵式 LCD不仅可以显示字符、数字, 还可以显示各种图形、曲线和汉字, 并且可以实现屏幕上下左 右滚动, 动画功能, 分区开窗口, 反转, 闪烁等功能, 用途十分 广泛。 本文选用了 OCM J4X8C ( 128X64 ) LCD显示器, 它是 128 (列 ) � 64(行 )点阵的 LCD显示模块。在该系统中, 通过单片 机输入输出接口, 利用单片机 C语言编程模拟出 LCD资料传 输和显示所需时序, 以实现对 LCD的控制, 使其显示各种复杂 动态变化的波形。 2� 硬件结构 2. 1� LCD连接电路 在该系统中, 为了节省单片机的 IO口, 该 LCD采用串行 � 科研设计成果 � 仪器仪表用户 欢迎订阅 欢迎撰稿 欢迎发布产品广告信息 EIC� Vo.l 15� 2008� No. 3� 29��� 控制方式。若选择 LCD为串行控制方式, 只需利用单片机的 IO口将 PSB引脚设置为低电平即可,电路连接如图 1所示。 图 1中 LCD显示器其余引脚说明如下: VDD:电源 + 5V; VSS: 接地; RS( CS ): 高电平时传输数据, 低电平时传输指令代码; R /W ( STD ): 高电平时读使能, 低电平 时写使能; E ( SCLK ) :时钟信号, 高电平有效; /RST: 复位信号, 低电平有效; LEDA: 背光源正极 ( + 5V ) ; LEDK: 背光源负极 ( 0V )。 LCD显示器有两种显示方式,即图形显示与字符显示, 这 两种不同的显示方式使用不同的内部 RAM, 其坐标和地址分 配的方式也不同。限于篇幅, 图形显示坐标及字符显示坐标 见 OCM J C系列中文液晶显示模块使用说明书。需要注意的 是, OCM J4X8C的字符输出地址并不是从上到下依次排列, 而 是中间隔一行, 因此在定义要显示的字符串时需事先将字符 串颠倒顺序, 才能将字符串按正确的顺序显示。 2. 2� 信号处理电路 该系统的一个重要作用便是对外界各种复杂信号波形进 行实时显示, C8051F单片机的内部 ADC能转换的电压范围是 0~ 2. 43V, 因此必须对外界信号进行处理, 符合单片机的 AD 转换要求, 否则将不能正确地转换。所以外界的信号在输入 单片机之前必须通过信号处理电路, 对电压进行转换, 变为 0 ~ 2. 43V电压信号, 才能使该系统对输入波形进行正确的处理 及显示。信号处理电路如图 2所示。 � � 在信号处理电路中, 运放 A1的作用是通过调节电位器 VR, 使输入的交流信号电压范围变为 - 5V ~ + 5V。在运放 A2 电路中, R3= R4, R5= R6。R3与 R4的作用是将输入的 - 5V ~ + 5V信号转换为 0~ + 5V, R5与 R6的作用是将输出信号 电压限制在 0~ + 2. 5V。通过该电路的处理, 将输入的交流信 号电压转换为 0 ~ + 2. 5V, 以满足 C8051F单片机 AD转换的 要求。 3� 软件设计 该系统中, 软件使用 C51编程,实现信号的采集转换以及 输出等功能。编程内容概括为以下几个方面: ( 1)编程实现信号的 AD转换; ( 2)用定时器实现数据的循环定时采集形成数组; ( 3)将采集到的数组转换为可供 LCD显示为图形的二维 数组; ( 4)根据采集到的数据计算出信号的幅值与频率; ( 5)模拟出 LCD数据传输所需的时序; ( 6) 将二维数组及幅值、频率等信息输出 LCD显示。 上述几方面中, 程序的的难点便是第 ( 3 )方面和第 ( 4)方 面, 下面就对这两部分进行详细介绍。 3. 1� 二维数组的生成 AD转换结果所组成的数组并不能直接输出到 LCD, 使其 显示图形, 因此必须将该数组转换为能描绘波形的 64X128二 维点阵的形式。在该程序中, 数组 shuju [ ]用于存储 AD转换 结果, im ag [ ] [ ]用于存储 LCD显示的点阵信息。程序代码 如下: vo id zhuanhuan( ) { � usigned char t= 128, k= 0, ,i ;j for( j= 0; j< 64; j+ + ) � for( i= 0; i< 16; i+ + ) img [ j] [ i] = 0; i= 0; w hile( k< 16) { j= ( shuju[ i]* 63) /1023; im g[ 63- j] [ k] + = t; t/= 2; i+ + ; if( t= = 0) { k+ + ; t= 128; } } } 3. 2� 幅值与频率的计算 在每次采集完一组数据后, 便可对数据进行处理求得信 号的幅值和频率, 并将其实时显示到 LCD上。程序代码如下: for( i= 0; i< 128; i+ + ) { if( shuju[ i] > um ) � � um = shuju[ i] ; } for ( i= 1; i< 128; i+ + ) if( shuju[ i] < 0x01 ff) if( shuju[ i+ 1] > = 0x01ff) { n= ;i i= 128; } um = um* 0. 044- 22. 73; / /求电压幅 zhi f= 50000 /n; / /求频率 4� 结束语 通过实验表明, 该系统能够正常显示所输入的波形, 并能 够对波形的频率和幅值进行准确测量和显示。该系统能够应 用于各种仪表, 供实时显示各种动态波形, 具有良好的使用 前景。 当然该波形显示系统由于各种原因也存在一些局限性: ( 1)因为设计采用的是 12864LCD, 它的屏幕上只有 64X128个点, 显示精度有限, 当频率太高时波形过于密集, 显 示屏上将不能区分出波形, 而只是一堆密集的点。由试验测得 其显示频率范围在 9kH z以内。 ( 2)在计算频率的程序中, 采用的是求周期倒数的方法, 若信号频率太低, 采集的数组 ( 128个数据 )中没有达到一个周 期, 则计算不出信号的频率, 而频率数值的显示保持在以屏幕 宽度为周期时的频率值。由试验测得其能显示正确频率数值 的频率下限为 400H z。 ( 3)由于程序设定条件从信号的过零点开始采样, 对于一 般的正弦波、三角波、方波等交流信号采样是完全可行的,但如 果是电压不经过零点的直流信号则不能进行采样。所以该示 波器只适用于交流信号。 在以后的工作中, 要对该系统不断进行完善, 以便使该系 统能够应用于更广阔的范围。 � 参考文献 [ 1 ]马忠梅.单片机的 C语言应用程序设计 [M ] . 北京:北京航空 航天出版社, 2003. 120- 135. [ 2 ]潘琢金,施国恩. C 8051Fxxx高速 SCO单片机原理及应用 [M ] .北京:北京航空航天出版社, 2002. 5. [ 3 ]景小健,尹清华等, MG- 12864液晶显示器在智能仪表中的应 用,化工自动化及仪表, 2003, 30( 6) : 62- 64. 作者简介:潘大伟 ( 1979- ), 男,山东省平原县人,硕士, 助教, 2004年 在中国石油大学 (华东 )电气工程系获硕士学位,现在中国石油大学 (华东 )从事教学与科研工作,主要研究方向为电力电子与电气传动; 黄璞 ( 1979- ) ,女,吉林省农安县人,硕士研究生, 主要研究方向为智 能控制。 收稿日期: 2007- 11- 24 ( 7722 ) 仪器仪表用户 � 科研设计成果 �