課程設計說明書LCD顯示漢字

1、一課程設計目的二設計要求三課程設計報告內容3.1系統(tǒng)設計思路與框圖 3.2 整體方案設計 3.2.2 液晶12864LCD 3.2.4 總成電路介紹四 .具體功能程序及硬件實現(xiàn)五 參考文獻一課程設計目的嵌入式課程設計是配合其理論課程而設立的設計性實踐課程。其教學目的和任務是：使學生在學習專業(yè)技術基礎和主要專業(yè)課程的基礎上，學習和掌握嵌入式系統(tǒng)技術的基本知識和方法，培養(yǎng)學生綜合運用所學的專業(yè)基礎理論、基本技能和專業(yè)知識分析問題和解決工程設計問題的能力，培養(yǎng)學生調查研究，查閱技術文獻、資料、手冊，進行程序設計、電路圖紙繪制及編寫技術文件的基本能力。本次設計本人主要是做液晶漢字顯示的設計，其目的要求

2、有以下兩點：初步掌握液晶屏的使用及其電路設計方法。掌握液晶顯示漢字及圖形的方法與程序設計。二設計要求在12864液晶顯示屏上第一行第一列開始顯示“名字：”，第二行第一列開始顯示“班級：”，第三行第一列開始顯示“學號：”。使用proteus仿真軟件，處理器任選（51單片機、ARM處理器皆可），繪制電路原理圖，通過使用128x64點陣液晶屏進行電路設計，掌握液晶屏作為人機接口界面的設計方法，并編寫程序實現(xiàn)。三課程設計報告內容本次仿真設計的目的就是讓同學們在理論學習的基礎上，通過完成一個涉及MCS51單片機都種資源應用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標板的設計與編程應用，使學生不但能夠將課堂上學到的理論知識

3、與實際應用結合起來，而且能夠對電子電路、電子元器件、印制電路板等方面的知識進一步加深認識，同時在軟件編程、排版調試、焊接技術、相關儀器設備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨立進行某些單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)設計工作打下一定的基礎。3.1系統(tǒng)設計思路與框圖 圖-1 設計流程圖圖-2 系統(tǒng)設計框圖3.2 整體方案設計單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領域，故又稱為微控制器。通常，單片機由單塊集成電路芯片構成，內部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和I/O接口電路等。因此，單片機只需要和適當?shù)能浖巴?/p>

4、部設備相結合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。單片機經(jīng)過1、2、3、3代的發(fā)展，正朝著多功能、高性能、低電壓、低功耗、低價格、大存儲容量、強I/O功能及較好的結構兼容性方向發(fā)展。其發(fā)展趨勢不外乎以下幾個方面：1、多功能單片機中盡可能地把所需要的存儲器和I/O口都集成在一塊芯片上，使得單片機可以實現(xiàn)更多的功能。比如A/D、PWM、PCA（可編程計數(shù)器陣列）、WDT（監(jiān)視定時器-看家狗）、高速I/O口及計數(shù)器的捕獲/比較邏輯等。有的單片機針對某一個應用領域，集成了相關的控制設備，以減少應用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。例如，有的芯片以51內核為核心，集成了USB控制器、SMART CARD接口、MP3解碼器、CAN

5、或者I*I*C總線控制器等，LED、LCD或VFD顯示驅動器也開始集成在8位單片機中。2、高效率和高性能為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機開始使用RISC、流水線和DSP的設計技術，使單片機的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：單片機的時鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機運行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機的尋址能力、片內ROM（FLASH）和RAM的容量都突破了以往的數(shù)量和限制。由于系統(tǒng)資源和系統(tǒng)復雜程度的增加，開始使用高級語言（如C語言）來開發(fā)單片機的程序。使用高級語言可以降低開發(fā) 難度，縮短開發(fā)周期，增強軟件的可讀性和可移植性，便于改進和擴充功能。3、低電壓和低功耗單片機的嵌入式應用

6、決定了低電壓和低功耗的特性十分重要。由于CMOS等工藝的大量采用，很多單片機可以在更低的電壓下工作（1.2V或0.9V），功耗已經(jīng)降低到uA級。這些特性使得單片機系統(tǒng)可以在更小電源的支持下工作更長的時間。4、低價格單片機應用面廣，使用數(shù)量大，帶來的直接好處就是成本的降低。目前世界各大公司為了提高競爭力，在提高單片機性能的同時，十分注意降低其產(chǎn)品的價格。 AT89C51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制

7、造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大。AT89C51結構1、 四個8位通用I/O端口，對應引腳P0、P1、P2和P3； 2、 兩個16位定時計數(shù)器；（TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1）3、 一個串行通信接口；（SCON，SBUF） 4、 一個中斷控制器；（IE，IP）3.2.2 液晶12864LCD12864中文/圖形點陣液晶顯示模塊可以顯示字母、數(shù)字符號、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能。提供三種控制接口，分別是8位微處理器接口，4位微處理器接口及串行接口。所有的功能，包含顯

8、示RAM，字型產(chǎn)生器，都包含在一個芯片里面，只要一個最小的微處理系統(tǒng)，就可以方便操作模塊。內置2M-位中文字型ROM (CGROM) 總共提供8192 個中文字型(16x16 點陣)，16K-位半寬字型ROM(HCGROM) 總共提供126 個符號字型(16x8 點陣)，64 x 16-位字型產(chǎn)生RAM (CGRAM)，另外繪圖顯示畫面提供一個64x256點的繪圖區(qū)域（GDRAM），可以和文字畫面混和顯示。提供多功能指令：畫面清除（Displayclear）、光標歸位（Return home）、顯示打開/關閉（Display on/off）、光標顯示/隱藏（Cursor on/off）、顯示字

9、符閃爍（Display character blink）、光標移位（Cursor shift）顯示移位（Display shift）、垂直畫面旋轉（Vertical line scroll）、反白顯示（By_line reverse display）、待命模式（Standby mode）等。主要參數(shù)：1、工作電壓(VDD)：4.85.2V。2、邏輯電平:2.75.5V。3、LCD 驅動電壓(Vo)：07V。4、工作溫度(Ta)：055(常溫)/-2070（寬溫） 保存溫度(Tstg)：-1065(常溫)/-3080(寬溫)。引腳符號狀態(tài)引腳名稱功能，輸入芯片片選端，都是低電平有效CS1=0開左

10、屏幕，CS1=1關左屏幕CS2=0開右屏幕，CS2=1關右屏幕RS輸入數(shù)據(jù)/命令選擇信號RS=1為數(shù)據(jù)操作，RS=0為寫指令或讀狀態(tài)RW輸入讀寫選擇信號R/W=1為讀選通，R/W=0為寫選通E輸入讀寫使能信號在E下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存(寫)入液晶，在E高電平期間，數(shù)據(jù)被讀出 DB0DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)或指令的傳送通道輸入復位信號，低電平時復位復位時，關閉液晶顯示，使顯示起始行為0，可以跟單片機的復位引腳RST相連，也可以直接接VCC，使之不起作用V0液晶顯示器驅動電壓-Vout-10VLCD驅動負電壓此塊液晶含有兩個液晶驅動器，每塊驅動器都控制64*64個點，分為左右兩個屏幕顯示，總共為128*

11、64個點（即有128×64個點）。這就是為什么AMPIRE128*64有CS1和CS2兩個片選端的原因。此液晶有8頁，一頁有8行點陣點，左右各64列，共128列。如下圖所示：2.LCD12864中的幾條重要指令（一）行(line)設置命令:由此可見顯示的起始行地址為0XC0，共64行，有規(guī)律地改變起始行號，可以實現(xiàn)滾屏效果。（二）頁(page)設置指令:起始頁地址為0XB8，因為液晶有64行點，分為8頁，每頁就有8行點。（三）列(column)地址設置指令每塊驅動器的列地址都是從0X40到0X7F，共64列，所以此液晶共有128列點。（四）讀狀態(tài)指令（五）cs1和cs2的屏幕選擇說明

12、（1） 復位電路單片機的復位是由外部的復位電路來實現(xiàn)的。復位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，在每個機器周期的S5P2，斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復位電路采樣一次，然后才能得到內部復位操作所需要的信號。上電復位：上電復位電路是種簡單的復位電路，只要在RST復位引腳接一個電容到VCC，接一個電阻到地就可以了。上電復位是指在給系統(tǒng)上電時，復位電路通過電容加到RST復位引腳一個短暫的高電平信號，這個復位信號隨著VCC對電容的充電過程而回落，所以RST引腳復位的高電平維持時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)安全可靠的復位，RST引腳的高電平信號必須維持足夠長的時間

13、。 復位電路上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的。只要Vcc的上升時間不超過1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位。（2） 時鐘電路時鐘是單片機的心臟，單片機各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準，有條不紊的一拍一拍地工作。因此，時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時鐘電路有兩種方式：一種是內部時鐘方式，另一種為外部時鐘方式。本文用的是內部時鐘方式。 時鐘電路 AT89C51單片機內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反向放大器的輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和微調電容，就構成一個穩(wěn)定

14、的自激振蕩器。3.2.4 總成電路介紹 由以上對電路的總成設計，我們選取了AT89C51單片機LGM128641BS1R液晶作為我們此次設計的電子元器件。此外，相較于系統(tǒng)設計框圖在液晶顯示模塊控制芯片的調控上，對復位引腳處以簡單開關復位電路控制，而電壓地VSS及LCD的操作電壓以變阻器控制。四 .具體功能程序及硬件實現(xiàn)漢字液晶顯示工作原理：液晶顯示器的屏幕是靠無數(shù)個小燈泡來顯示圖象的，就像是普通燈泡，排滿幾平米然后點亮相應的燈泡就能在高出看出你想要的字或圖形液晶顯示器道理和這個一樣，就是無數(shù)個小的燈炮排滿屏幕的，只是這個小燈泡只有零點幾毫米甚至微米的面積根據(jù)這一原理，我們可以通過對液晶顯示器的

15、點陣的通電的排列使得各個液晶亮與滅來實現(xiàn)液晶的規(guī)律性的顯示。對于本次設計，第一行第一列開始顯示“名字：”，第二行第一列開始顯示“班級：”，第三行第一列開始顯示“學號：”。故此，編程如下：#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/下面是漢字點陣數(shù)據(jù)，一個漢字有32字節(jié)數(shù)據(jù)組成unsigned char code ming= / 名0x00,0x20,0x20,0x10,0x08,0x14,0x67,0x84,0x44,0x24,0x14,

16、0x0C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x02,0xFE,0x43,0x43,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0xFE,0x00,0x00,0x00,;unsigned char code zi= /字0x10,0x0C,0x04,0x24,0x24,0x24,0x25,0x26,0xA4,0x64,0x24,0x04,0x04,0x14,0x0C,0x00,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x42,0x82,0x7F,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00,;unsigned

17、 char code ban= /班0x84,0x84,0xFC,0x84,0x84,0x00,0xF8,0x00,0xFF,0x00,0x84,0x84,0xFC,0x84,0x84,0x00,0x10,0x30,0x1F,0x08,0x88,0x42,0x21,0x18,0x07,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,;unsigned char code ji= /級0x20,0x30,0xAC,0x63,0x30,0x00,0x02,0x02,0xFE,0x02,0x02,0x62,0x5A,0xC6,0x00,0x00,0x22,0x67,0x22,0

18、x12,0x12,0x40,0x30,0x8F,0x80,0x43,0x2C,0x10,0x2C,0x43,0x80,0x00,;unsigned char code xue= /學0x40,0x30,0x11,0x96,0x90,0x90,0x91,0x96,0x90,0x90,0x98,0x14,0x13,0x50,0x30,0x00,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x44,0x84,0x7E,0x06,0x05,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00,;unsigned char code hao= /號0x80,0x80,0x80,0xBE,0x

19、A2,0xA2,0xA2,0xA2,0xA2,0xA2,0xA2,0xBE,0x80,0x80,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x06,0x05,0x04,0x04,0x04,0x44,0x84,0x44,0x3C,0x00,0x00,0x00,0x00,;unsigned char code fu= /冒號0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x30,

20、0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;sbit CS1=P20;/片選1,低電平有效，CS1=0開左屏幕，CS1=1關左屏幕sbit CS2=P21;/片選2，低電平有效，CS2=0開右屏幕，CS2=1關右屏幕sbit RS=P22;/數(shù)據(jù)，指令選擇信號，RS=1為數(shù)據(jù)操作，RS=0為寫指令或讀狀態(tài)（一般為讀忙標志）sbit RW=P23;/讀寫選擇信號，RW=1為讀選通，RW=0為寫選通sbit EN=P24;/讀寫使能信號void busy()/忙檢測函數(shù)P0=0X00; /這句不能少RS=0; RW=1;EN=1;while(P0&0X80);/P0&0X80

21、結果為真則一直執(zhí)行空操作，也就是說P0&0X80為0則結束循環(huán)EN=0;void wcmd(uchar cmd)busy();/每次寫入指令或數(shù)據(jù)之前都進行忙檢測RS=0;RW=0;P0=cmd;EN=1;_nop_();_nop_(); /在EN下降沿寫入數(shù)據(jù)和指令EN=0;void wdata(uchar dat) /寫命令和寫數(shù)據(jù)只在RS=0或RS=1上不同，其余都相同busy();RS=1;RW=0;P0=dat;EN=1;_nop_();_nop_();/在EN下降沿寫入數(shù)據(jù)和指令EN=0;void set_page(uchar page)/設置頁，12864LCD共有8頁，

22、每頁有8行點陣點。page=0xb8|page; /首頁地址為0XB8wcmd(page);/page取值范圍為07,表示第1到8頁void set_line(uchar line)/設置顯示的起始行，共有063行，一般從0行開始顯示line=0xc0|line; /起始行地址0XC0wcmd(line);/line取值范圍為063，表示第1到64行void set_column(uchar column)/設置顯示的列column=column&0x3f; /列的最大值為0X3F，即64column=0x40|column; /列的首地址為0X40,wcmd(column); /co

23、lumn的取值范圍為063，共64列void set_onoff(uchar onoff)/設置顯示開關，onoff取值為0或1onoff|=0x3e;/0X3E是關顯示，0X3F是開顯示wcmd(onoff);/所以若onoff為0，則表示關顯示，onoff為1，則表示開顯示void select_screen(uchar screen) /選屏，screen取值范圍為0,1,2switch(screen)case 0:CS1=0;CS2=0;break; /全屏case 1:CS1=0;CS2=1;break; /左半屏case 2:CS1=1;CS2=0;break; /右半屏defau

24、lt:break;void clear_screen(uchar screen)/清屏uchar i,j;select_screen(screen);/先選屏for(i=0;i<8;i+)/控制頁數(shù)07，共8頁set_page(i);/設置頁set_column(0); /設置列，每頁都從第1列開始，共64列for(j=0;j<64;j+)/控制列數(shù)063，共64列wdata(0x00);/寫入0，列地址指針會自動加1 void init()/LCD初始化busy(); /忙檢測select_screen(0);/選屏，全屏set_onoff(0);/關顯示select_scree

25、n(0); /選屏，全屏set_onoff(1);/開顯示select_screen(0); /選屏，全屏clear_screen(0); /清屏set_line(0);/起始行：0void show(uchar screen,uchar page,uchar column,uchar *p)/顯示一個漢字，一個漢字有32字節(jié)數(shù)據(jù) uchar i;/screen表示選擇屏幕，page表示頁，column表示列，*p表示漢字的數(shù)組select_screen(screen); /選屏set_page(page); /設置頁，寫上半頁set_column(column);/設置列for(i=0;i<16;i+) /控制16列的數(shù)據(jù)輸出wdata(pi); /漢字的上半部分set_page(page+1); /寫下半頁set_column(column);/控制列for(i=0;i<16;i+) /控制16列的