微機(jī)原理與單片機(jī)應(yīng)用：8 單片機(jī)的功能擴(kuò)展2_顯示器

1、顯示方式種類：顯示方式種類：LED顯示顯示（ Light Emiting Diode 發(fā)光二極管發(fā)光二極管）LCD顯示顯示(Liquid Crystal Display 液晶顯示屏液晶顯示屏)CRT顯示顯示( Cathode Ray Tube,陰極射線管陰極射線管)8.2.1 LED顯示器顯示器 LED數(shù)碼顯示器是由若干個發(fā)光二極管組成的，當(dāng)數(shù)碼顯示器是由若干個發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的點(diǎn)或線段發(fā)光，將這些二極發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的點(diǎn)或線段發(fā)光，將這些二極管排成一定圖形，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就可以管排成一定圖形，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就可以顯示出不同的字形。顯示出

2、不同的字形。 8.2 顯示器及其接口顯示器及其接口共陰結(jié)構(gòu)共陰結(jié)構(gòu)共陽結(jié)構(gòu)共陽結(jié)構(gòu)u數(shù)碼管段碼的編碼：數(shù)碼管段碼的編碼： 8段正好是一個字節(jié)，通常采用如下編碼段正好是一個字節(jié)，通常采用如下編碼方式。（這種編碼需單片機(jī)數(shù)據(jù)總線的方式。（這種編碼需單片機(jī)數(shù)據(jù)總線的D0.D7分別和數(shù)碼管的分別和數(shù)碼管的a、b、c、dp對應(yīng)相連。對應(yīng)相連。如如圖所示圖所示）dpgfedcba最高位最低位uMCU和數(shù)碼管的連接P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7U180511234567abcdefg8dp9GNDabfcgdedpLED GND330*8 P1.0P1.1P1.2P1.3P

3、1.4P1.5P1.6P1.7U18051 VCC330*8abfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9LED共陰數(shù)碼管共陰數(shù)碼管共陽數(shù)碼管共陽數(shù)碼管COMdpgfedcba段碼段碼00001111113FH100000011006H20010110115BHCOMdpgfedcba段碼段碼0111000000C0H1111111001F9H2110100100A4H二、靜態(tài)顯示技術(shù)二、靜態(tài)顯示技術(shù) 靜態(tài)顯示數(shù)碼管相應(yīng)筆段一直處于點(diǎn)亮狀靜態(tài)顯示數(shù)碼管相應(yīng)筆段一直處于點(diǎn)亮狀態(tài)，因此功耗大，而且占用硬件資源多，幾乎態(tài)，因此功耗大，而且占用硬件資源多，幾乎只能用在顯示位數(shù)極少的場合。

4、只能用在顯示位數(shù)極少的場合。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：LED亮度高，可用在室外顯示場合。亮度高，可用在室外顯示場合。 例如：例如： 通過單片機(jī)通過單片機(jī)P2口并經(jīng)口并經(jīng)74LS245驅(qū)動以后，驅(qū)動以后，讓一位數(shù)碼管循環(huán)顯示讓一位數(shù)碼管循環(huán)顯示09，其電路如下：，其電路如下：亦可通過串行口(工作方式0)，外接移位寄存器(74LS164)構(gòu)成顯示電路。程序清單：程序清單：LED數(shù)碼管的靜態(tài)顯示數(shù)碼管的靜態(tài)顯示#include /*09對應(yīng)的數(shù)碼管的字形表對應(yīng)的數(shù)碼管的字形表*/unsigned char code table10=0 x3f, 6, 0 x5b, 0 x4f, 0 x66, 0 x6d, 0

5、x7d, 7, 0 x7f , 0 x6f ;/*軟件延時(shí)大約軟件延時(shí)大約 DELAY 個毫秒個毫秒*/void Software_Delay(const unsigned int DELAY) unsigned int x, y; for (x = 0; x = DELAY; x+) for (y = 0; y = 120; y+); /*實(shí)現(xiàn)最右的第一個數(shù)碼管的循環(huán)顯示實(shí)現(xiàn)最右的第一個數(shù)碼管的循環(huán)顯示09*/void main (void)unsigned char counter;/定義一個變量，用于計(jì)數(shù)定義一個變量，用于計(jì)數(shù)09P2=0 x01; /使能最右的第一個數(shù)碼管使能最右的第一

6、個數(shù)碼管while(1) for(counter=0;counter=9;counter+) P0=tablecounter; /查表顯示數(shù)字查表顯示數(shù)字tablecounter,恰好顯示恰好顯示0-9Software_Delay(1000); /延時(shí)延時(shí)1秒秒 三、動態(tài)顯示技術(shù)三、動態(tài)顯示技術(shù) 動態(tài)顯示是多只數(shù)碼管共享段碼線，通過動態(tài)顯示是多只數(shù)碼管共享段碼線，通過位選線逐位逐位進(jìn)行掃描顯示。其優(yōu)點(diǎn)是占用位選線逐位逐位進(jìn)行掃描顯示。其優(yōu)點(diǎn)是占用硬件資源少，功耗小。硬件資源少，功耗小。 必須注意：掃描周期必須控制在視覺停頓必須注意：掃描周期必須控制在視覺停頓時(shí)間內(nèi)，一般在時(shí)間內(nèi)，一般在20ms

7、以內(nèi)，否則會出現(xiàn)閃爍以內(nèi)，否則會出現(xiàn)閃爍或跳動現(xiàn)象?；蛱鴦蝇F(xiàn)象。顯示過程：定時(shí)器顯示過程：定時(shí)器T0每每5ms 產(chǎn)生一次中斷，在中斷服務(wù)產(chǎn)生一次中斷，在中斷服務(wù)程序中更換一次顯示位，程序中更換一次顯示位，8位一個掃描周期，掃描時(shí)間為位一個掃描周期，掃描時(shí)間為40ms。除了定時(shí)中斷掃描顯示外，也可以程序控制掃描顯示，除了定時(shí)中斷掃描顯示外，也可以程序控制掃描顯示，但采用定時(shí)中斷掃描顯示的掃描周期固定，特別是當(dāng)單但采用定時(shí)中斷掃描顯示的掃描周期固定，特別是當(dāng)單片機(jī)的工作任務(wù)重時(shí)，定時(shí)中斷掃描顯示是一種很好的片機(jī)的工作任務(wù)重時(shí)，定時(shí)中斷掃描顯示是一種很好的方式。方式。1. 液晶顯示器及其特點(diǎn)液晶顯示

8、器及其特點(diǎn) 液晶顯示器液晶顯示器LCD以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，沒有電磁輻射、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在袖薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，沒有電磁輻射、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表、家用電器和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛珍式儀表、家用電器和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。的應(yīng)用。 常用的液晶顯示器分成段式、字符式和點(diǎn)陣式三種。字符常用的液晶顯示器分成段式、字符式和點(diǎn)陣式三種。字符式只能顯示字符與數(shù)字，字模固化在模塊中，顯示時(shí)只需式只能顯示字符與數(shù)字，字模固化在模塊中，顯示時(shí)只需向模塊寫入字符編碼即可。點(diǎn)陣式通過打向模塊寫入字符編碼即可。點(diǎn)陣式通過打

9、“點(diǎn)點(diǎn)”來顯示各來顯示各種圖形和漢字，但操作要復(fù)雜些。這里先討論字符型種圖形和漢字，但操作要復(fù)雜些。這里先討論字符型LCD。8.2.2 字符型字符型LCD的接口的接口MSC202(1602)管腳定義對于有背光的MSC202，采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中: 第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接5V正電源第3腳：Vo為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)R

10、S和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者置顯示數(shù)據(jù)存儲器地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)，當(dāng)RS為高電平RW為高電平時(shí)可以讀出數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行寫操作，當(dāng)E端為高電平時(shí)，可以執(zhí)行讀數(shù)據(jù)或讀忙標(biāo)志和AC值。 第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第15腳：BLA，背光電壓 第16腳：BLK，背光電壓地 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點(diǎn)陣字符圖形，如表所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比

11、如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A” 指令表液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表所示 控制器的指令系統(tǒng)控制器的指令系統(tǒng)LCD的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的 指令指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。 指令指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H 。 指令指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置。 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電 平左移。 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電 平則無效。 指令指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高

12、電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示; C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo); B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 指令指令5：光標(biāo)或顯示移位 。S/C：高電平時(shí)移動顯示的文字，低電平時(shí)移動光標(biāo)。R/L：高電平時(shí)右移，低電平時(shí)左移。 控制器的指令系統(tǒng)控制器的指令系統(tǒng) 指令6：功能設(shè)置命令。 DL：高電平時(shí)為8位總線，低電平時(shí)為4位總線； N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示； F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符 指令7：設(shè)置字符發(fā)生存儲器地址(AGG)，針對CGRAM 指令8：設(shè)置顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM地址 指令9：讀忙標(biāo)志BF

13、或計(jì)數(shù)器地址。 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙，允許指令操作。 指令10：寫數(shù)據(jù)到CGRAM或DDRAM 指令11：從CGRAM或DDRAM讀數(shù)據(jù) 2.與單片機(jī)的接口與單片機(jī)的接口RSR/WE功能00下降沿寫指令代碼01高電平讀忙標(biāo)志和AC值10下降沿寫數(shù)據(jù)11高電平讀數(shù)據(jù)表8-1 控制信號RS，R/W,E的邏輯表RSR/WEDB0DB7RSR/WEDB0DB7(a)寫時(shí)序(b)讀時(shí)序有效有效 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一t般要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就

14、是告訴模塊在哪里顯示字符，下表是LCD內(nèi)部顯示地址. 比如第二行第一個字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B（40H)+10000000B(80H)=11000000B(C0H) 顯示位置12345673940DDRAM地址第1行00H01H02H03H04H05H06H26H27H第2行40H41H42H43H44H45H46H66H67H接口編程：見實(shí)驗(yàn)箱關(guān)于1602LCD的驅(qū)動與編程控制8.2.3 點(diǎn)陣型LCD的接口 點(diǎn)陣型LCD可以顯示字母、

15、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。所有的功能，包含顯示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)，就可以操作。有的產(chǎn)品內(nèi)置中文字庫ROM (CGROM) ，提供8192 個中文字型(16x16 點(diǎn)陣) 。 提供多功能指令：畫面清除（Display clear）、光標(biāo)歸位（Return home）、顯示打開/關(guān)閉（Display on/off）、光標(biāo)顯示/隱藏（Cursor on/off）、顯示字符閃爍（Display character blink）、光標(biāo)移位（Cursor shift）、顯示移位（Display shift）、垂直畫面卷動（Ve

16、rtical line scroll）、反白顯示（By_line reverse display）、待命模式（Standby mode）。這里介紹128x64點(diǎn)陣的LCD。外部接口引腳及其功能如下表所示：外部接口引腳及其功能如下表所示：編號管腳名稱工作電平功 能1VSS0V電源地2VDD+5V電源正極3VO液晶顯示器驅(qū)動電壓（ZY12864D中為空腳）4D/IH/LD/I=“L”，表示D0D7為指令數(shù)據(jù)5R/WH/LR/W=“H”，E=“H”時(shí)，可將DDRAM數(shù)據(jù)讀出6EH/L同R/W管腳解釋714D0D7H/L8位并行數(shù)據(jù)總線1516CSACSBH/LCSA、CSB為選屏信號，CSA=“H”、CSB=“L”時(shí)選擇IC3控制顯示器的右半屏（后64列）；CSA=“L”、CSB=“H”時(shí)選擇IC2控制顯示器的左半屏（前64列）17H/L復(fù)位控制端，低電平有效18VEEH/LLED驅(qū)動負(fù)電壓19BL+ACEL背光板電源20BLACEL背光板電源 由行驅(qū)動器/列驅(qū)動器及12864全點(diǎn)陣