單片機與顯示模塊的軟硬件接口技術(shù)

1、液晶與顯示第 !" 卷 第 # 期#$% 年 & 月;.2 <!"，=.< #>:0 < ，#$%()*+,+ -./0*12 .3 4)5/)6 07,812, 1*6 9),:217,!文章編號：!$? #?"（$ #$%）$# $!#A $A單片機與液晶顯示模塊的軟硬件接，術(shù)（化工學(xué)院 自動化系&%$?%，BC1)2：7(3!$ D!E% < F.C）摘 要：儀器儀表操作的智能化是的要求，結(jié)合某大型化工廠的溫差檢測儀，提出了一種利用 "$!GEH 單片機和液晶顯示模塊將其儀表改造成智能化的高精度溫差檢測

2、儀的方法。了它與液晶顯示模塊 IJ4K !#$%#> 的接口原理及其應(yīng)用，并對設(shè)計中的有關(guān)問題進(jìn)行說明。從現(xiàn)場運行的情況來看，該儀表顯示清晰、實時、直觀、節(jié)能 作。：單片機；液晶顯示模塊；漢字點陣量大，大大方便了操號：L="?% <G%；L=G! <?#文獻(xiàn)標(biāo)識碼：>引言溫差檢測系統(tǒng)基本原理!#隨著儀表的智能化以及人們對顯示不斷提高，數(shù)字顯示已遠(yuǎn)不能將紛雜的的要求傳遞清溫差檢測系統(tǒng)原理框圖如圖 ! 所示。該系統(tǒng)由前端檢測處理電路（如圖中虛線所框部分）、中心控楚。圖形液晶顯示模塊的應(yīng)運而生，可以生動直觀地顯示圖形、漢字及字符。而且現(xiàn)在大部分液晶顯制處理單元單元、

3、外設(shè)單元組成。溫差檢測系統(tǒng)是通過熱敏電阻 O8E$來感應(yīng)溫度，然后通過恒流示模塊都自帶器，這些器由大規(guī)模 IMK源將電阻值轉(zhuǎn)換成單片機可以的電壓值，這部電路制耗小、工作電壓低，只要 # N %; 即可工分工作由前端檢測處理電路完成。中心處理單元為"$!GEH%，&，主要用來處理作，且有比較統(tǒng)一的總線規(guī)范，使之很容易與大規(guī)模 集成電路接口。因此它也正在以其特有的優(yōu)勢廣泛 地應(yīng)用于各種儀器儀表中!，#。某大型化工廠的高精度溫差檢測儀的人機接口部分最初使用數(shù)碼管顯示，許多信號都采用符 號和數(shù)字表示，由于功能多，需要記憶的東西太多，工人操作起來非常不方便，經(jīng)常出現(xiàn)操作失誤，使產(chǎn)的數(shù)據(jù)

4、，對采樣 開 關(guān) 及 外 部 器 件 發(fā) 出 各 種 控制信號單元兩個：OK9%$# 和串品報廢率增高，造成一些不必要的損失。而且，有許多需要的無法反應(yīng)出來，該迫切需要一個更智能化的溫差檢測儀。我們利用"$!GEH 單片機和液晶顯示模塊 IJ4K!#$%#>，按該企業(yè)的要求研制開發(fā)了配套系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)的 軟硬件開發(fā)都實行模塊化，因此，只要稍作改動，就可以將其廣泛地應(yīng)用于各種類似的場合。圖 !溫差檢測系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖P)Q<!R106S10+ ,80/F8/0+ .3 8+C:+018/0+ 6)33+0+*8)12 C+1,/0+C+*8 ,7,8+C收稿日期：#$#$

5、G!G；修訂日期：#$#!G行 !"#$%，前者整個系統(tǒng)的，后者一：&()、表 )設(shè)置頁地址指令些需要在線更改的參數(shù)。外設(shè)單元主要液晶顯示模塊。A6BCD L:M+7NO+89: 9E MD+8:P 6QQ7DMM 9E R6PD# H I 3-( , 4 = *2-頁地址（- G *）-2-222顯示部分硬件及其工作原理*硬件接口及其工作原理在溫差檢測系統(tǒng)中，液晶顯示部分主要用來顯! S )圖形液晶顯示模塊與單片機示檢測到的外冷器溫度溫度與出口溫度%/01.2-*&->2),T> 接口原理如圖 所示。單片機與內(nèi)置之差出錯、操作指示菜單及 "+,

6、- 電阻.溫驅(qū)動器的圖形液晶顯示模塊有兩種連度參數(shù)的瀏覽。系統(tǒng)的鍵盤操作及液晶顯示菜單采1!24-接方式。一種為直接方式，一種為間接方用現(xiàn)今流行的下面詳細(xì)模式，使用起來非常簡捷方便。式。由于間接方式的電路簡單，時序可以通過液晶顯示模塊及其與單片機間的接編程來實現(xiàn)；又 由于公司的位單片機口、工作原理。!"#圖形液晶顯示模塊 $%&(#)*!)+圖形液晶顯示模塊 %/01.2-*34是著名L:+DC2,&->2),T> 帶有多種可編程 L H $ 功能部件，其功能強大，L H $ 操作方便，極大地簡化了用戶的系統(tǒng)設(shè)計工作。因此方式。以 &->2)

7、,T> 為處理器，采用間接商精電（5678+79:8;）公司生產(chǎn)的，它每屏點陣數(shù)為 2- < *（ 列< 行），若顯示 2, < 2, 點陣的漢字，則每屏能顯示 行漢字，每行可顯示 ( 個漢字，即每屏能顯示 2= 個漢字。特別值得提醒的是：%/01.2-*3 的管腳編號與的管腳編號不同，在畫 ">? 圖時一定要注意這一點，否則會帶來不必要的麻煩。%/01.2-*3 主要由兩片器 1!24- 和一片液晶屏，顯示屏共分 = 頁，顯示數(shù)據(jù)格式及顯示屏的頁、行和列的分布情況如表 2 的對應(yīng)表 # $%&(#)*!)+ 的數(shù)據(jù)格式 A6BCD 2 6+6

8、E97F6+ 9E %/01 2-*3。頁地址（二進(jìn)制）左半片顯示屏右半片顯示屏行號數(shù)據(jù)第 - 頁第 2 頁第 頁第 * 頁第 - 頁第 2 頁第 頁第 * 頁- -2 G &- G (- 2) G 2,- G (圖 顯示系統(tǒng)硬件連接框圖2 -2( G =- G (U8PSK67QV67D 8:+D7E6OD 9E +WD Q8MRC6X8:P MXM+DF2 24 G *列- G (號由圖可看出，液 晶模塊與2 G ,-,2 G 2-%/01.2-*3&->2),T> 的接口非常簡單，單片機的 " S , 作為液晶顯 示 模 塊 的信 號，決 定 單 片

9、 機3-該表結(jié)合時序圖對于理解 1!24- 液晶顯示驅(qū)動器的 2* 種顯示指令很有幫助，如設(shè)置頁地址指令（見表 ）首先要清楚頁的概念，%/01.2-*3 液晶顯示模塊的頁是指每 & 行為一頁。在向 1!24- 寫輸出的是對數(shù)據(jù)進(jìn)行操作令字或數(shù)據(jù)（3- J 2）還是輸出分別接使能信號命令字（3- J -）；" S - 和" S (!2!，決 定和哪一片1!24-；K1- S 4 接 # H I，決定單片機對顯示模塊是進(jìn)行讀操作還是寫操作；"2 端口接 %/01.2-*3 的- G (，用于二者之間傳送數(shù)據(jù)。此指令時，# H I J -，3- J -，則設(shè)置第

10、 - G * 頁令字分別為 -?&K，-?)K，-?3K，-?K，其他的指令請參照說明書，并嚴(yán)格按照說明書上的指令格式來操作。顯示菜單界面及其流程圖! S !主要液晶顯示部分實現(xiàn)的功能，其顯示內(nèi)（<）內(nèi)置顯示 C>6 中的 ; 位數(shù)據(jù)液晶屏上容的主要流程如圖 ! 所示。一個點的亮滅狀態(tài)，“;”表示對應(yīng)點亮，“=”表示對應(yīng)點暗。因此在僅清除一個字時，可以在不清除全屏情況下，在將要被清除的那個字的位置上置 ;B D ;B 個二進(jìn)制 = 就可將那個字覆蓋掉，并可再寫入要顯示的內(nèi)容。（!）液晶顯示模塊自身不具備字符庫，因此要根據(jù)顯示屏的內(nèi)容，確定字符庫和漢字庫中要存放的字符和漢字。

11、中，為了避免人工造字速度慢、不美觀，我們使用了字模提取字模提取E<%;，它可以從 1FF0：G G 2)+A;% H*/1 % 3*F 上。需要特別指出的是：由于 9?;A<= 顯示 C>6 固有的特性，我們不能將此得出的子符和漢字的點陣數(shù)據(jù)提出來直接使用，而需要將其處理后再取其點陣數(shù)據(jù)使用。因為由該獲得的字節(jié)數(shù)據(jù)與 8I中顯示 C>6 數(shù)據(jù)相差 J=K。如屏幕上要顯示一個“大”字，由得到“大”字后，要先將其順時針旋轉(zhuǎn)圖 !系統(tǒng)主菜單流程圖J=K成“”后再取其字節(jié)數(shù)據(jù)代碼，方可在液晶屏幕"#$%! &()*+ ,-(.$/01 (, 2/#3 2*34

12、上正常顯示“大”字。（5）漢字顯示編程說明我們在大量的實驗中發(fā)現(xiàn)，在漢字顯示編程時，一定要注意 6789;<=!<> 模塊的操作時序，否則會導(dǎo)致數(shù)據(jù)顯示紊亂，即便是偶爾配合顯示事實上，圖 ! 也是液晶顯示部分的的流程圖，圖中的每一個方框就是液晶顯示的內(nèi)容，也就是能實現(xiàn)的幾個主要功能。其箭頭方向是按“菜單”鍵后屏幕顯示的內(nèi)容。按“確認(rèn)”鍵可進(jìn)入各 個菜單的子菜單，按“取消”鍵可以退回至上一級菜 單，依此類推，向上最終可以退回到“歡迎使用 按菜單鍵修改”這一界面，且每一個菜單的子菜單都可以 通過按“取消”鍵回到主菜單，并最終回到“歡迎使用 按菜單鍵修改”這一界面；向下可以進(jìn)入“開

13、始測量”這一菜單。由于篇幅有限，本文只提供主要提示界面，即系統(tǒng)主菜菜單從略。（/）5應(yīng)用 6789 ;<=!<> 的幾個難點在應(yīng)用內(nèi)置 9?;A<=驅(qū)動器圖形液晶顯示模塊 6789:;<=!<> 時，必須注意以下幾點，以便靈活編程。（;）要清楚地了解 6789:;<=!<> 圖形液晶顯示（L）時序圖。（/）寫指令代碼時序圖；（L）寫顯示數(shù)據(jù)時序圖。M#2#3$ N#/$/2（% /）O#F#3$ )(22/3N F#2#3$ N#/$/2；（L）O#F#3$ N/F/ F#2#3$ N#/$/2%圖 5模塊的工作原理。它的驅(qū)動電路使用

14、了兩片9?;A<="=> 級聯(lián)，其中一個工作在主工作方式下，另一個工作在從方式下。主工作方式 9?;A<="=>負(fù)責(zé)上半屏 ;B 行的驅(qū)動和左半屏的 B= 列驅(qū)動，從工作方式 9?;A<="=> 負(fù)責(zé)下半屏;B 行的驅(qū)動和右半屏的 B= 列驅(qū)動。使能信號 ?;，?< 用來區(qū)分是控"#$%5制"=>。正常，但在關(guān)機重新上電或者中途再運行程序很難保證顯示正常。修改程序后，下降沿處，數(shù)據(jù)或指令被鎖存進(jìn) 8A:!;< 內(nèi)部的數(shù)據(jù)或指令寄存器。在 高電平期間，數(shù)據(jù)或狀態(tài)字被讀到數(shù)據(jù)總線之上。（!）要深

15、刻理解 8A:!;< 液晶顯示驅(qū)動器的 :=種顯示指令才能靈活編程，達(dá)到預(yù)期效果。（B）如當(dāng)軟硬件調(diào)試完畢，液晶仍不顯示漢字時，就應(yīng)檢查一下 5678:;<=;> 的工作電壓是否為C ;% =D，查一下引腳 !< 與 6EA 之間的電壓是否達(dá)到其工作電壓的要求。編程!系統(tǒng)程序采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要由主程序、中斷服務(wù)程序和子程序組成。在此主要給出 :B F:B 點陣中文字符寫入子程序流程圖（見圖 !）。寫指令子程序、寫數(shù)據(jù)子程序、初始化、清屏子程序從略，因為資料上都有相關(guān)程序且都是的例子。一個:B F :B 點陣的漢字字模數(shù)據(jù)格式是前 :B 個字節(jié)為上半部 :B F G

16、 點陣字模數(shù)據(jù)，后 :B 個字節(jié)為下半部 :B F G 點陣字模數(shù)據(jù)。因此圖 ! 中 3-*/.的值就是表示一個漢字的上半部或下半部字節(jié)數(shù)。結(jié)束語B實踐證明，該系統(tǒng)從硬件電路到設(shè)計滿足現(xiàn)場要求，顯示的字符及漢字清晰、直觀，該技術(shù)對需要有液晶顯示的智能化儀器儀表具有廣泛的參考價值。圖 !中文字符寫入子程序"#$%! &( )*+,-.#/( -0 1,#.#/$ 2#/()( 34,43.(,56789:;<=;> 的寫指令代碼時序與寫顯示數(shù)據(jù)時序列如圖 ? 所示。從圖中可以看出，在 參 考 文 獻(xiàn)：:H 89G=< 在液晶顯示技術(shù)中的應(yīng)用I% 液晶與顯示，;

17、<<，:（J ;）：:;G9:=G %H 汽車導(dǎo)航儀中顯示器的選擇與應(yīng)用I% 液晶與顯示，;<<:，:（B ?）：=:;9=:J %;=?!% K/.(L :B 為單片機5%航空航天大學(xué)，:MMG，:9;<< %，孫開放讠是% 5289MB 系列單片機原理及應(yīng)用技術(shù)5%：華中理工大學(xué)，;<<<，;:=9;JG % 液晶顯示應(yīng)用技術(shù)5%工業(yè)，;<<:，=<B9=;G %!"#$%&( &)* +&*%&( ,)$(#&-( .(-/)"0"12 #&quo

18、t; !3)10(4-/35 &)*63783* 92:$&0 ;3:50&2 <"*80(!" #$%&%()，*+" ,-%(（ !"#$%& () *$&(+"&,(-，.$/"- 0-1&,&$&2 () 3/2+,#"% 42#/-(%(5，.$/"- ./001/，3/,-"，67+",%：/)200 3 24/ 8 #(+）=>:$&-$+(5677-)6(5 -(859$:6(5

19、-8 ;6:%(;6; -( 5<-8 %)6 = >?:-(-() 5<6 56:A69%5$96&-696(5-%7 -(859$:6(5 9?: % B695%-(#$6- ><6:-B%7 C9?$A，5<-8 A%A69 -(59?;$B6; % :65<?; 5? 96B?(859$B5 -5 -(5? -(5677-)6(5 ?(6 D E0>2F4G>，% 8-()76&B<-A B?:A$569 %(; 7-H$-; B9D85%7 ;-8A7%D :?;$76，IC*J&2K0/KL = M

20、<6 -(569%B6 5<6?9D ? 5<6 8-()76&B<-A B?:A$569 %(; 7-H$-; B9D85%7 ;-8A7%D :?;$76，%8 N677 %8 -58 %AA7-B%5-?(，-8 ;N6776; ?( = J?:6 A9?76:8 5<%5 :%D 6 B?$(5696; ;$9-() 5<6 ;6O67?A&-() A69-?; %(; 8<?$7; 6 A%-; :?96 %556(5-?( 5? %96 6PA7%-(6; -( ;65%-78 = Q9?: 5<6 ?A69%5-?(

21、 B?(;-5-?( -( 8-5$，-5 -8 8<?N(5<%5 5<-8 -(859$:6(5 <%8 %;O%(5%)68 8$B< %8 ;-8A7%D-() -( ?B$8，96%7&5-:6，O-8$%7，6B?(?:-R-() ?( 6(69)D，:?96 -(?9:%&5-?( %(; ?A69%5-() :?96 B?(O6(-6(57D 5<%( 6O69 =?(2 %"*:：8-()76&B<-A B?:A$569；7-H$-; B9D85%7 ;-8A7%D :?;$76；><-(

22、686 B<%9%B569 ;?5 :%59-P作者簡介），女人化工學(xué)院自動化系研究生，主要從事電力技術(shù)、微機測量技術(shù)的研2F1S究與開發(fā)。!, 基本量的名稱名稱符號長度質(zhì)量時間電流熱力學(xué)溫度物質(zhì)的量發(fā)光強度米千克（公斤） 秒安培 開爾文摩爾:U)8LG:?7坎B;說明：2V 圓括號中的名稱是它前面的名詞的同義詞。KV 無方括號的量的名稱與名稱均為：方括號中的字，在不致引起、誤解的情況下可以省略；去掉方括號中的字即為其名稱的。單片機與液晶顯示模塊的軟硬件接術(shù)作者： 作者刊名：，化工學(xué)院,自動化系,：,430073液晶與顯示英文刊名： 年，卷(期)：次數(shù)：JOURNAL OF LIQUID

23、 CRYSTALS AND DISPLAYS2003，18(2)15次-液晶與顯示 2002(2)1.S-8330在液晶顯示技術(shù)中的應(yīng)用-液晶與顯示 2001(4)2.汽車導(dǎo)航儀中顯示器的選擇與應(yīng)用3.Intel 16位單片機 19984.孫開放.MCS-96系列單片機原理及應(yīng)用技術(shù) 20005.(讠是).液晶顯示與應(yīng)用技術(shù) 20011.LIU Gang.WANG Jian 圖形點陣式液晶顯示模塊與96單片機的接口 -微處理機2005,26(1)本文了圖形點陣式液晶顯示模塊MSP-G12864DYLY的特性和工作原理,以及與80C196KB單片機的接口編程,討論了單片機的屏幕顯示技術(shù).最后提出

24、了關(guān)于圖形點陣式液晶顯示模塊與MCS-96系列單片機接口問題的幾點建議.2.軍.ZHANG Kaijun.L(U) Li 單片機及液晶顯示模塊在數(shù)字化角度測量裝置中的應(yīng)用 -工2007,33(7)在簡述單片機及液晶顯示模塊工作原理及技術(shù)特點的基礎(chǔ)上,敘述了其在雷達(dá)天線座機械角度數(shù)字化零位測量零位調(diào)整裝置中的應(yīng)用,了其工作原理和系統(tǒng)軟硬件實現(xiàn),給出了測量裝置的單片機系統(tǒng)主程序和液晶角度分離顯示算法.使用結(jié)果表明采用AT89C51單片機與液晶顯示模塊配合的角度零位測量零位調(diào)整裝置測量角度實時性好,動態(tài)顯示效果優(yōu)良,系統(tǒng)性好.3.淮俊霞.LI Zhi-guang.LI Xiao-quan.HUAI

25、Jun-xia 中文圖形12864點陣液晶顯示模塊與51單片機的并行接口電路及C51程序設(shè)計 -現(xiàn)代顯示2008(7)討論如何利用LM3033B-0BR3液晶顯示模塊時序,采用C51語言編程,驅(qū)動液晶模塊實現(xiàn)并行傳輸方式的字符、漢字以及圖形顯示.具體闡述了LM3033B-0BR3液晶顯示模塊與單片機AT89S52的并行接口電路和編程.4.XU Peng 圖形液晶顯示模塊NS12864與AVR單片機接口設(shè)計 -重慶工學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版）2007,21(11)了以ST7920為器的NS12864-12液晶顯示模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及器操作方式,完成了以AVR單片機ATMEL Mega16L為驅(qū)動電路的硬

26、件和設(shè)計,并進(jìn)行了測試,測試結(jié)果表明:該LCD驅(qū)動模塊能夠地顯示漢字、數(shù)字等字符.器的液晶顯示模塊5.顧.ZHANG Ai-xue.GU Hui-fen 液晶顯示模塊與8031單片機的接口電路及編程 -儀表技術(shù)2005(3)QPYD-03點陣式液晶顯示模塊和模塊與8031單片機的接口電路,給出了電路示意圖.同時,液晶顯示模塊的特點,詳細(xì)闡述了液晶顯示器清屏、中西文顯示等功能的程序設(shè)計.6.格.ZHAO Qing-ge.CHEN Zi-li 單片機和液晶顯示模塊接口及驅(qū)動設(shè)計 -科學(xué)技術(shù)與工程2007,7(23)了液晶顯示模塊SPRT12864M與單片機PHILIPS80C552的硬件設(shè)計及設(shè)計

27、,同時給出了初始化,寫指令,讀數(shù)據(jù),漢字顯示,圖形顯示等通用子程序,可方便地移植于其他51系列單片機.7.ZHANG Jia-ding.GENG Xie-yao.LIN Fu-yan 89C52單片機與液晶顯示模塊SG19264的接口設(shè)計 -機電工程技術(shù)2006,35(11)本文系統(tǒng)地了SG19264圖形液晶顯示模塊的結(jié)構(gòu)組成和指令系統(tǒng),設(shè)計了SG19264與89C52單片機的硬件接口電路,編寫了程序.8.石城.YANG Ying-.SHI Cheng.JIANG Ai-xiang.LI Zhen-hua 圖形點陣液晶顯示模塊與51系列單片機的接口設(shè)計 -現(xiàn)代顯示2006(5)討論如何在研究液晶顯示模塊SYB12864K-ZK時序的基礎(chǔ)上,采用C51編程語言編程,驅(qū)動液晶模塊實現(xiàn)串行傳輸方式的字符顯示和圖形顯示.將程序?qū)懭雴纹瑱C很好地驅(qū)動了該液晶模塊,得到了很顯示效果,從而證明了該驅(qū)動程序和電路的可行性.9.芳.液晶顯示屏上線段生成算法的研究 -工業(yè)計算機2009,22(7)從應(yīng)用的角度出發(fā),在了點陣液晶顯示模塊HY-1286484的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,討論了其與單片機的接口電路,研究了在液晶顯