單片機(jī)接口精品課件

1、單片機(jī)接口第1頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二LED顯示器 LED顯示器的結(jié)構(gòu)與工作原理 LED顯示的接口電路 實(shí)踐與思考第2頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二LED顯示器的結(jié)構(gòu)與工作原理 LED顯示器又稱數(shù)碼管，它由8只發(fā)光二極管組成。7只發(fā)光二極管排成“8”字形，另一只構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)，各字形段標(biāo)記如圖(a)所示。通過不同的組合，可用來顯示數(shù)字09、字母AF及小數(shù)點(diǎn)等。將各段發(fā)光二極管的陰極連在一起的稱為共陰極顯示器，如圖3.1(b)所示，用高電平驅(qū)動(dòng)；將陽極連在一起的稱為共陽極顯示器，如圖3.1(c)所示，用低電平驅(qū)動(dòng)。 第3頁，共56頁，2022

2、年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二字形碼 用于輸出點(diǎn)亮相應(yīng)字段的數(shù)碼（電平）稱為字形碼，字形碼各位的定義如表所示。 D7D6D5D4D3D2D1D0dpgfedcba第4頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二右表所示為顯示字形與共陽、共陰兩種接法的字形碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 顯 示 字 形共陽極字形碼共陰極字形碼0C0H3FH1F9H06H2A4H5BH3B0H4FH499H66H592H6DH682H7DH7F8H07H880H7FH990H6FHA88H77HB83H7CHCC6H39HDA1H5EHE86H79HF8EH71H.7FH80H滅FFH00H字形碼 第5頁，共56頁

3、，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二LED顯示的接口電路 靜態(tài)顯示 動(dòng)態(tài)顯示 實(shí)踐與思考第6頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二靜態(tài)顯示 靜態(tài)顯示，是指顯示器顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通，顯示器的公共端接固定的有效電平，即共陰極的公共端接低電平，共陽極的公共端接高電平。靜態(tài)顯示有并行輸出和串行輸出兩種方式。并行輸出的靜態(tài)顯示電路2. 串行輸出的靜態(tài)顯示電路第7頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二并行輸出的靜態(tài)顯示電路如圖所示為并行輸出的3位共陽LED靜態(tài)顯示接口電路。 3片74LS373的地址分別為1FFFH、3FFFH、5FFFH

4、 對(duì)于靜態(tài)顯示方式，LED顯示器由接口芯片直接驅(qū)動(dòng)，采用較小的驅(qū)動(dòng)電流就可以得到較高的顯示亮度。但是，并行輸出顯示的十進(jìn)制位數(shù)多時(shí)，需要并行I/O接口芯片的數(shù)量較多。 第8頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二并行輸出的靜態(tài)顯示電路應(yīng)用程序 功能：將3位壓縮BCD碼數(shù)據(jù)送3位LED顯示器顯示，設(shè)BCD碼存放地址為20H、21H，存儲(chǔ)格式為低位在低位地址。 應(yīng)用程序清單程序分析與思考。認(rèn)真分析與閱讀程序，修改接口電路，使得LED顯示器接口地址是連續(xù)的，并優(yōu)化并行顯示子程序。 第9頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二串行輸出的靜態(tài)顯示電路 采用串行輸出可以大大

5、節(jié)省單片機(jī)的內(nèi)部資源。圖為串行輸出3位共陽LED顯示器接口電路。 串并轉(zhuǎn)換器采用74LSl64，無須添加其他驅(qū)動(dòng)電路，可直接驅(qū)動(dòng)LED。TXD為移位時(shí)鐘輸出，RXD為移位數(shù)據(jù)輸出，Pl.0作為顯示器允許控制輸出線。每次串行輸出24位（3個(gè)字節(jié)）的段碼數(shù)據(jù)。 應(yīng)用程序功能：將3位壓縮BCD碼數(shù)據(jù)送3位LED顯示器顯示，設(shè)BCD碼存放地址為20H、21H，存儲(chǔ)格式為低位在低位地址。程序清單 第10頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二動(dòng)態(tài)顯示 當(dāng)顯示器位數(shù)較多時(shí)，可以采用動(dòng)態(tài)顯示。所謂動(dòng)態(tài)顯示，就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器。對(duì)于每一位顯示器而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。雖然在同

6、一時(shí)刻只有一位顯示器在工作，但由于人眼的視覺暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管熄滅時(shí)的余輝，看到的卻是多個(gè)字符“同時(shí)”顯示。 第11頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二6位動(dòng)態(tài)LED顯示接口 圖3.4為6位動(dòng)態(tài)LED與單片機(jī)的接口邏輯圖。單片機(jī)的POD作為掃描口（字位口），經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器7406接顯示器公共極。單片機(jī)的P1口作為段數(shù)據(jù)口（字形口），經(jīng)同相驅(qū)動(dòng)器7407接顯示器的各個(gè)極。 單片機(jī)內(nèi)部RAM中設(shè)置了6個(gè)顯示緩沖單元79H7EH，存放6位欲顯示的字符數(shù)據(jù)。P0口掃描輸出中只有一位為高電平，以選中相應(yīng)的字位。P1口輸出相應(yīng)位的顯示字符段數(shù)據(jù)，使該位顯示出相應(yīng)字符，其他位為禁止。依次

7、改變P0口輸出為高電平的位及P1口輸出對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)，6位LED顯示器就可以顯示出緩沖器中字符數(shù)據(jù)所確定的字符。 第12頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二6位動(dòng)態(tài)LED顯示接口應(yīng)用程序功能：將6位壓縮BCD碼送6位動(dòng)態(tài)LED顯示電路顯示，數(shù)據(jù)存放首址為20H，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式為低位數(shù)據(jù)在低位地址。 程序清單 程序分析與思考 修改程序?qū)崿F(xiàn)雙“8”左移循環(huán)顯示。 修改程序，6位LED顯示字符“APPLE_”。第13頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二實(shí)踐與思考設(shè)計(jì)一個(gè)8位搶答器。1功能要求（1）有搶答控制按鈕。（2）有搶答成功提示音與搶答顯示。（3）有搶答不成功

8、提示音。（4）有違例搶答報(bào)警聲及顯示。2實(shí)踐要求（1）工程設(shè)計(jì)并撰寫報(bào)告。（2）設(shè)計(jì)PCB圖，制作PCB板。（3）選購元器件，焊接與調(diào)試。第14頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二LCD顯示器 LCD概述 段式顯示LCD 字符型LCD 圖形LCD第15頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二LCD概述 1LCD顯示器的特性（1）低壓微功耗。工作電壓只有35V，工作電流只有幾個(gè)微安。（2）平板型結(jié)構(gòu)。LCD顯示器是由兩片平行玻璃組成的夾層盒，面積大小可定，適合大批量生產(chǎn)，安裝時(shí)占用位置小。（3）被動(dòng)顯示。LCD本身不發(fā)光，而是靠調(diào)制外界光進(jìn)行顯示的。因此適合人

9、的視覺習(xí)慣，不會(huì)使人眼疲勞。（4）顯示信息量大。LCD顯示器，其像素可以做得很小，相同面積上可容納更多信息。（5）易于彩色化。（6）沒有電磁輻射。在其顯示期間不會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，對(duì)環(huán)境無污染，有利于人體健康。第16頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二LCD概述2LCD結(jié)構(gòu)原理與種類平板型LCD是將液晶材料封裝在上、下導(dǎo)電玻璃之間，液晶分子平行排列，上、下扭90。當(dāng)外部入射光線通過上偏振片向后形成偏振光，該偏振光通過平行排列的液晶材料后被旋轉(zhuǎn)90，再通過與上偏振片垂直的下偏振片，被反射板反射回來，呈透明狀態(tài)；當(dāng)上、下電極加上一定的電壓，電極部分的液晶分子轉(zhuǎn)成垂直排列，失去旋光性

10、，從上偏振片入射的偏振光不被旋轉(zhuǎn)，光無法通過下偏振片返回，因而呈黑色。LCD顯示器可分為段式、字符型與圖形LCD三種，如圖所示。 (a) 段式 (b) 字符型 (c) 圖形 第17頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二段式顯示LCD 段式LCD顯示原理 與單片機(jī)的接口電路與接口程序 應(yīng)用舉例 實(shí)踐與思考第18頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二段式LCD顯示原理 段式LCD顯示原理與段式（筆畫式）LED的顯示原理是一致的，只是數(shù)據(jù)位與控制的筆畫有所不同而已，如圖所示。顯示字符與字形碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示。當(dāng)需要在某位置顯示某數(shù)字時(shí)，只需將該數(shù)字對(duì)應(yīng)的字形碼串

11、行送到對(duì)應(yīng)的位置即可。 段式顯示器的顯示原理 顯示字符字形數(shù)據(jù)顯示字符字形數(shù)據(jù)顯示字符字形數(shù)據(jù)顯示字符字形數(shù)據(jù)081H42DH801HC93H1EDH519H909HD61H243H611HA05HE13H349H7CDHB31HF17H第19頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二段式LCD顯示原理段式顯示器的外形與引腳 下圖所示為太陽人公司出品的串行輸入顯示器SMS0501的外形圖，它的特點(diǎn)是內(nèi)有顯示控制芯片，接口簡單，編程容易。SMS0501內(nèi)的顯示控制器實(shí)際上就是一個(gè)對(duì)應(yīng)LCD 8位段（小數(shù)點(diǎn)一位）顯示的5個(gè)串聯(lián)的8位移位寄存器。D1為串行輸入數(shù)據(jù)端，CLK為串行時(shí)鐘輸

12、入端。通過D1與CLK輸入端可串行輸入58位數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)5位顯示位。第20頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二與單片機(jī)的接口電路與接口程序 SMS0501與單片機(jī)的接口電路。接口程序入口標(biāo)號(hào)地址為DSLCD，顯示緩沖區(qū)的起始符號(hào)地址為LCDBUF，程序的功能就是將顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，通過查表取得其對(duì)應(yīng)的字形數(shù)據(jù)，通過P1.5、P1.6串行輸入到LCD控制器中。引腳與緩沖區(qū)地址定義CLKPIN BIT P1.6 ；用戶自定義CLK對(duì)應(yīng)引腳D1PIN BIT P1.5 ；用戶自定義D1對(duì)應(yīng)引腳LCDBUF EQU 10H ；用戶自定義LCD緩沖區(qū)首址LCDBUFEND EQU LC

13、DBUF+(N-1) ；用戶自定義LCD緩沖區(qū)末地址（N表示幾位顯示緩沖器區(qū)，在SMS0501中，N是5） 接口程序清單 第21頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二應(yīng)用舉例 任務(wù)：利用51單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器功能設(shè)計(jì)一個(gè)頻率計(jì)，單位為Hz（脈沖數(shù)/秒），計(jì)數(shù)值送LCD顯示（設(shè)fosc=12MHz）。1. 設(shè)計(jì)思路1）用T0定時(shí)/計(jì)數(shù)器做秒定時(shí)器，工作在中斷方式，每次定時(shí)中斷時(shí)間為0.05s，累計(jì)20次構(gòu)成1s。（2）用T1定時(shí)/計(jì)數(shù)器作計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)脈沖由T1（P3.5）端輸入。（3）每1s讀一次T1計(jì)數(shù)器的狀態(tài)值，也即為輸入脈沖的頻率值，經(jīng)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制后，送5位段式LCD顯

14、示器顯示。將脈沖頻率值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，再送LCD顯示。第22頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二應(yīng)用舉例2程序設(shè)計(jì)（1）程序流程圖 （2）程序說明16位二進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制子程序。入口地址：EZS入口參數(shù)：30H、31H，高字節(jié)地址在前，低字節(jié)地址在后出口參數(shù)：32H、33H、34H，高字節(jié)地址在前，低字節(jié)地址在后BCD碼拆送子程序。入口地址：PTDS入口參數(shù)：A，R0出口參數(shù)：R0（間接尋址），指示下一個(gè)數(shù)據(jù)的存放首地址。LCD顯示子程序。入口地址：DSLCDXS入口參數(shù)：R0（間接尋址），LCD顯示緩沖區(qū)首址賦值給R0。（3）程序清單 第23頁，共56頁，2022年，5月20日

15、，2點(diǎn)50分，星期二實(shí)踐與思考1按應(yīng)用舉例，連接或制作硬件電路，編輯與運(yùn)行程序，測試電路，寫出測試報(bào)告。2登錄長沙太陽人公司網(wǎng)站，選擇一款合適的段式LCD，設(shè)計(jì)一個(gè)電腦時(shí)鐘電路。（1）功能要求： 有時(shí)、分、秒顯示。有時(shí)、分、秒設(shè)置功能。有整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能 第24頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二字符型LCD 字符型LCD概述 字符型 LCD接口設(shè)計(jì) 應(yīng)用程序 實(shí)踐與思考第25頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二字符型LCD概述 以HD44780 控制的字符型LCD為例，介紹字符型LCD的特性與應(yīng)用。1. LCD的顯示類型一般來說，HD44780 能提供有以

16、下幾種顯示類型：16字1行、20字1行、20字2行、24字2行、40字2行。2LCD的特性3引腳說明 4LCD內(nèi)部的內(nèi)存5LCD內(nèi)部寄存器6控制方式7控制命令第26頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二LCD的特性（1）+5 V供電，亮度可調(diào)整。（2）內(nèi)藏振蕩電路，系統(tǒng)內(nèi)含重置電路。（3）提供各種控制命令，如清除顯示器、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能。（4）顯示用數(shù)據(jù)RAM共有80個(gè)字節(jié)。（5）字符產(chǎn)生器ROM（CGROM）有160個(gè)57點(diǎn)陣字形。（6）字符產(chǎn)生器RAM（CGRAM）可由用戶自行定義8個(gè)57的點(diǎn)陣字形。第27頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)5

17、0分，星期二引腳說明（1）D0D7：雙向的數(shù)據(jù)總線，LCD數(shù)據(jù)讀寫方式可以分為8位及4位兩種，以8位數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫則D0D7皆有效，若以4位方式進(jìn)行讀寫，則只用到D7D4。（2）RS：寄存器選擇控制線，當(dāng)RS=0時(shí)，并且做寫入的動(dòng)作時(shí)，可以寫入指令寄存器；若RS=0，且做讀取的動(dòng)作時(shí)，可以讀取忙碌標(biāo)志及地址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容。如果RS=1則用于讀寫數(shù)據(jù)寄存器。（3）R/W：LCD讀寫控制線，R/W=0時(shí)，LCD執(zhí)行寫入的動(dòng)作，R/W=1時(shí)則做讀取的動(dòng)作。（4）EN：使能信號(hào)，高電平動(dòng)作。（5）Vo：亮度調(diào)整電壓輸入控制引腳，當(dāng)輸入0V時(shí)字符顯示最亮。第28頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50

18、分，星期二LCD內(nèi)部的內(nèi)存 LCD內(nèi)部存儲(chǔ)器共分為3種：固定字形ROM，稱為CG（Character Generator）ROM、數(shù)據(jù)顯示RAM，稱為DD（Data Display）RAM、用戶自定義字形RAM，稱為CG RAM。 （1）CGROM。CGROM內(nèi)存儲(chǔ)著192個(gè)57點(diǎn)陣的字形，這些字形均已固定，例如將“A”寫入LCD中，就是將“A”的ASCII碼41H寫入DDRAM中，控制芯片就會(huì)自動(dòng)至CGROM中將“A”的字形點(diǎn)陣數(shù)據(jù)找出來而顯示在LCD上。（2）DDRAM。DDRAM內(nèi)用來存儲(chǔ)寫入LCD內(nèi)部的字符，DDRAM的地址分布從00H67H，分別代表LCD的各列位置，例如我們要將“A

19、”寫入第2行的第l個(gè)位置，就先設(shè)置DDRAM地址為40H，而后寫入41H至LCD即可。（3）CGRAM。此區(qū)域只有64字節(jié)，可將用戶將自行設(shè)計(jì)的字形寫入LCD中，一個(gè)字的大小為57點(diǎn)陣，共可以存儲(chǔ)8個(gè)字形，其顯示碼為00H07H。 第29頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二LCD內(nèi)部寄存器 （1）指令寄存器（Instructiong Register，IR）與數(shù)據(jù)寄存器（Data Register，DR）：指令寄存器和數(shù)據(jù)寄存器都是8位的寄存器，IR寄存器用來儲(chǔ)存指令代碼或地址；DR寄存器則是作為寫入存儲(chǔ)器或從存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。從外部要對(duì)LCD模塊控制時(shí)，是由R

20、S引腳來選擇數(shù)據(jù)引腳D7D0的信號(hào)，用來對(duì)IR寄存器或DR寄存器做寫入或讀取。（2）忙碌標(biāo)志（Busy Flag，BF）。當(dāng)LCD模塊內(nèi)部處于忙碌狀態(tài)，不能接收或處理外部信號(hào)時(shí)，這個(gè)標(biāo)志就會(huì)被設(shè)定為1，當(dāng)BF=0時(shí)，才可以對(duì)LCD模塊進(jìn)行控制。（3）地址計(jì)數(shù)器（Address Count，AC）。LCD模塊顯示的每一個(gè)字符位置都會(huì)有一個(gè)地址，地址計(jì)數(shù)器記錄了這個(gè)地址，在數(shù)據(jù)寫入或讀取的動(dòng)作完成后，AC的值會(huì)遞減或遞增1，可以在LCD初始化時(shí)設(shè)定。第30頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二控制方式 通過CPU來控制LCD模塊，LCD模塊其內(nèi)部可以看成有兩組寄存器，一個(gè)為指令寄

21、存器，一個(gè)為數(shù)據(jù)寄存器，由RS引腳來控制。所有對(duì)指令寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的存取均需檢查LCD內(nèi)部的忙碌標(biāo)志（Busy Flag），此標(biāo)志用來告知LCD內(nèi)部正在工作，不允許接收任何的控制命令。而此位的檢查可以令RS=0時(shí)，讀取D7來加以判斷，當(dāng)此位為0時(shí)，才可以寫入指令寄存器或數(shù)據(jù)寄存器。第31頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二控制命令 （1）清屏（Clear Display）。代碼：0lH，該指令完成下列功能：將空碼（20H）寫入DDRAM的全部80個(gè)單元內(nèi)。將地址指針計(jì)數(shù)器AC清零，光標(biāo)或閃爍歸home位。設(shè)置輸入方式參數(shù)I/D=l，即地址指針AC為自動(dòng)加l輸入方式。00

22、000001（2）歸home位（Return Home） 代碼：02H，該指令將地址指針計(jì)數(shù)器AC清零。執(zhí)行該指令的效果有：將光標(biāo)或閃爍位返回到顯示屏的左上第一字符上，即DDRAM地址00H單元位置 。00000010第32頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二控制命令3）輸入方式設(shè)置（Enter Mode Set） 代碼：04H07H，該指令的功能在于設(shè)置了顯示字符的輸入方式 ：I/D=0，AC為減1計(jì)數(shù)器，光標(biāo)左移一個(gè)字符位。I/D=1，AC為增1計(jì)數(shù)器，光標(biāo)右移一個(gè)字符位。 S=0，禁止?jié)L動(dòng)。S=1，允許滾動(dòng)。S=1且I/D=0，顯示畫面向右滾動(dòng)一個(gè)字符位。S=1且I/

23、D=1，顯示畫面向左滾動(dòng)一個(gè)字符位。注意畫面滾動(dòng)方式在單片機(jī)讀DDRAM數(shù)據(jù)或讀/寫CGRAM時(shí)無效，在單片機(jī)讀DDRAM數(shù)據(jù)或在讀/寫CGRAM數(shù)據(jù)時(shí)，建議將S置0。 000001I/DS第33頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二控制命令（4）顯示狀態(tài)設(shè)置（Display on/off Control） 代碼：08H0FH，該指令有3個(gè)狀態(tài)位D、C、B控制著畫面、光標(biāo)及閃爍的開與關(guān)。D 畫面顯示狀態(tài)位。當(dāng)D=1時(shí)為開顯示，D=0時(shí)為關(guān)顯示。注意關(guān)顯示僅是畫面不出現(xiàn)，而DDRAM內(nèi)容不變。這與清屏指令截然不同。C 光標(biāo)顯示狀態(tài)位。當(dāng)C=1時(shí)為光標(biāo)顯示，C=0時(shí)為光標(biāo)消失。光

24、標(biāo)的位置由地址指針計(jì)數(shù)器AC確定，并隨其變動(dòng)而移動(dòng)。當(dāng)AC值超出了畫面的顯示范圍，光標(biāo)將會(huì)隨之消失。B 閃爍顯示狀態(tài)位。當(dāng)B=l時(shí)為閃爍啟用，B=0時(shí)為閃爍禁止。閃爍頻率在控制器工作頻率為250kHz時(shí)為2.4Hz。閃爍位置同光標(biāo)一樣受地址指針計(jì)數(shù)器AC的控制。00001DCB第34頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二控制命令（5）光標(biāo)或畫面滾動(dòng)（Cursor or Display Shift） 執(zhí)行該指令將產(chǎn)生畫面或光標(biāo)向左或向右滾動(dòng)一個(gè)字符位。該指令有兩個(gè)參數(shù)位：S/C滾動(dòng)對(duì)象的選擇。S/C=1，畫面滾動(dòng)。S/C=0，光標(biāo)滾動(dòng)。R/L滾動(dòng)方向的選擇。R/L=1，向右滾動(dòng)

25、。R/L=0，向左滾動(dòng)。0001S/CR/L00第35頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二控制命令（6）工作方式設(shè)置（Function Set） 該指令設(shè)置控制器的工作方式DL設(shè)置控制器與單片機(jī)的接口形式。接口形式體現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線長度上。DL=l時(shí)設(shè)置數(shù)據(jù)總線為8位長度，即D7D0有效。DL=0時(shí)設(shè)置數(shù)據(jù)總線為4位長度，即D7D4有效。在該方式下8位指令代碼和數(shù)據(jù)將按先高4位后低4位順序分兩次傳輸。N設(shè)置顯示的字符行數(shù)。N=0為一行字符行。N=1為兩行字符行。F設(shè)置顯示字符的字體。F=0為57點(diǎn)陣字符體。F=1為510點(diǎn)陣字符體。該指令可以說是字符形液晶顯示控制器的初始化設(shè)置

26、指令，也是唯一的軟件復(fù)位指令。 001DLNF00第36頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二控制命令（7）CGRAM地址設(shè)置（Set CGRAM Address） 該指令將6位的CGRAM地址寫入地址指針計(jì)數(shù)器AC內(nèi)，隨后單片機(jī)對(duì)CGRAM進(jìn)行讀/寫操作。 （8）DDRAM地址設(shè)置（Set DDRAM Address） 該指令將7位的DDRAM地址寫入地址指針計(jì)數(shù)器AC內(nèi)，隨后單片機(jī)對(duì)DDRAM進(jìn)行讀/寫操作。01A5A4A3A2A1A01A6A5A4A3A2A1A0第37頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二控制命令（9）讀“忙”標(biāo)志和地址指針（Read

27、 Busy Flag and Address） 單片機(jī)對(duì)指令寄存器通道讀操作（RS=0，R/W=l）時(shí)，將讀出此格式的“忙”標(biāo)志BF值和7位地址指針計(jì)數(shù)器AC的當(dāng)前值。BF值反映HD44780U的接口狀態(tài)。單片機(jī)讀出的地址指針計(jì)數(shù)器AC當(dāng)前值可能是DDRAM地址或CGRAM的地址，這取決于最近一次單片機(jī)向AC寫入的地址類型。（10）寫數(shù)據(jù)（Write Data to CG or DD RAM） 向數(shù)據(jù)寄存器通道寫入數(shù)據(jù)，HD44780U根據(jù)當(dāng)前地址指針計(jì)數(shù)器AC值的屬性及數(shù)值，將該數(shù)據(jù)送入相應(yīng)的存儲(chǔ)器內(nèi)的AC所指的單元中。如果AC值為DDRAM地址指針，則認(rèn)為寫入的數(shù)據(jù)是字符代碼并送入DDRA

28、M內(nèi)AC所指的單元中；如果AC值為CGRAM的地址指針，則認(rèn)為寫入的數(shù)據(jù)是自定義字符的字模數(shù)據(jù)并送入CGRAM內(nèi)AC所指的單元中。 單片機(jī)在寫數(shù)據(jù)操作之前要做兩項(xiàng)工作：其一是設(shè)置或確認(rèn)地址計(jì)數(shù)器AC值的屬性及數(shù)值，以保證所寫數(shù)據(jù)能夠正確到位；其二是設(shè)置或確認(rèn)輸入方式，以保證寫入數(shù)據(jù)時(shí)AC值的修改方式符合要求。 注意第38頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二控制命令（11）讀數(shù)據(jù)（Read Data from CG or DD RAM） HD44780U把當(dāng)前AC所指單元的內(nèi)容送到接口部分?jǐn)?shù)據(jù)輸出寄存器內(nèi)，供單片機(jī)讀取。如果AC值為DDRAM地址指針，則認(rèn)為接口部分?jǐn)?shù)據(jù)輸出寄

29、存器的數(shù)據(jù)為DDRAM內(nèi)AC所指單元的字符代碼；如果AC值為CGRAM地址指針，則認(rèn)為接口部分?jǐn)?shù)據(jù)輸出寄存器的數(shù)據(jù)為CDRAM內(nèi)AC所指單元的字模數(shù)據(jù)。 單片機(jī)在寫數(shù)據(jù)操作之前要做兩項(xiàng)工作：其一是設(shè)置或確認(rèn)地址計(jì)數(shù)器AC值的屬性及數(shù)值，以保證所寫數(shù)據(jù)能夠正確到位；其二是設(shè)置或確認(rèn)輸入方式，以保證寫入數(shù)據(jù)時(shí)AC值的修改方式符合要求。 注意（12）操作流程圖（Diagram） 根據(jù)HD44780U的接口特性，單片機(jī)對(duì)其操作有兩種形式：一種為8位數(shù)據(jù)總線形式，另一種為4位數(shù)據(jù)總線形式。第39頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二操作流程圖第40頁，共56頁，2022年，5月20日，

30、2點(diǎn)50分，星期二字符型 LCD接口設(shè)計(jì) LCD接口設(shè)計(jì)可以分為8位及4位控制方式，傳統(tǒng)的控制方式是用8位D0D7數(shù)據(jù)線來傳送控制命令及數(shù)據(jù)，而使用4位控制方式是使用D4D7數(shù)據(jù)線來傳送控制命令及數(shù)據(jù)，減少了單片機(jī)的I/O控制線，省下來的控制線可以做其他硬件的設(shè)計(jì)。使用4位數(shù)據(jù)線做控制時(shí)需分兩次來傳送，先送出高4位數(shù)據(jù)，再送出低4位數(shù)據(jù)。第41頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二字符型 LCD接口設(shè)計(jì)圖為4位控制電路，以8051 P0口的6條輸出控制線來實(shí)現(xiàn)控制，P0口輸出端還接有上拉電阻以增加其驅(qū)動(dòng)能力，控制信號(hào)說明如上。1. R/W LCD讀/寫控制線2. RS 寄存器

31、選擇控制線3. EN 啟用控制線4. VO亮度調(diào)整控制引腳 5. D0D7雙向的數(shù)據(jù)總線第42頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二應(yīng)用程序 1. 程序功能程序執(zhí)行后LCD顯示屏出現(xiàn)如右文字： 8051 LCD TEST.1I/O 4 BIT.2 2. 程序說明與變量定義（1）子程序入口地址。SET_LCD：LCD初始化并做顯示測試INIT_LCD1：LCD指令設(shè)置初始化WDATA：數(shù)據(jù)寫入子程序WCOM：指令寫入子程序LCD_PRINT：LCD顯示子程序LED_BL：LED閃動(dòng)子程序LCDP1：第一行特定位置顯示字符子程序LCDP2：第二行特定位置顯示字符子程序（3）程序清

32、單（2）變量定義。RS：LCD RS引腳EN：LCD EN引腳WLED：工作指示燈引腳第43頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二實(shí)踐與思考1按3.2.4.2要求連接電路，按3.2.4.3編輯程序，下載與運(yùn)行程序，對(duì)電路、程序進(jìn)行調(diào)試。接著再調(diào)試“程序分析與思考”中要求的功能程序。2用字符形LCD作顯示，設(shè)計(jì)一個(gè)電腦時(shí)鐘。（1）功能要求。有時(shí)、分、秒顯示。有時(shí)、分、秒設(shè)置功能。有秒表功能。4組鬧鈴功能。（2）實(shí)踐要求。撰寫工程設(shè)計(jì)報(bào)告。制作計(jì)算機(jī)時(shí)鐘。第44頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二圖形LCD ZY12864D 液晶顯示器的技術(shù)參數(shù)與性能 ZY1

33、2864D模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部接口引腳 ZY12864D模塊控制指令 ZY12864D液晶應(yīng)用舉例 字模生成程序簡介 實(shí)踐與思考以ZY12864D圖形點(diǎn)陣液晶顯示器為例介紹圖形顯示器的基本結(jié)構(gòu)與使用方法。 第45頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二ZY12864D 液晶顯示器的技術(shù)參數(shù)與性能 ZY12864D顯示器是一種圖形點(diǎn)陣型液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及12864全點(diǎn)陣液晶顯示器組成，可完成圖形顯示，也可顯示84個(gè)（1616點(diǎn)陣）漢字，EL背光源。主要技術(shù)參數(shù)與性能如下：（1）電源：VDD為+5V，模塊內(nèi)自帶10V負(fù)電壓，用于LCD的驅(qū)動(dòng)電壓。（2）顯示點(diǎn)陣

34、：128（列）64（行）。（3）控制指令：7種指令。（4）接口：8位并行輸入/輸出數(shù)據(jù)總線，8條控制線。（5）占空比：1/64。（6）工作溫度：10+50。第46頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二ZY12864D模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部接口引腳 1. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)ZY12864D模塊組成框圖 ZY12864D模塊電源部分接口圖 IC1為行驅(qū)動(dòng)器，IC2、IC3為列驅(qū)動(dòng)器。外部CPU通過13根線對(duì)模塊進(jìn)行控制。其中D0D7為8位并行數(shù)據(jù)總線，E、R/W、D/I、CSA、CSB為控制總線。 模塊及其LED背光源均由外部+5V電源提供。調(diào)節(jié)外接的電位器VR的阻值，可以控制LCD模塊顯示

35、圖形的清晰度。S為背光源的控制開關(guān)。 第47頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二ZY12864D模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部接口引腳2. 模塊的外部接口 外部接口引腳及其功能如下表所示：編號(hào)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(dòng)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(hào)，CSA=“H”、CSB=“L”時(shí)選擇IC3控制顯示器

36、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(dòng)負(fù)電壓19BL+ACEL背光板電源20BLACEL背光板電源第48頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二ZY12864D模塊控制指令 1. 顯示開關(guān)控制D=1：開顯示，即指可以對(duì)顯示器進(jìn)行各種顯示操作；D=0：關(guān)顯示，即指不能對(duì)顯示器進(jìn)行各種顯示操作。2. 設(shè)置顯示起始行本指令用于指定顯示器起始行數(shù)據(jù)的DDRAM地址，執(zhí)行該指令時(shí)，A5A0值自動(dòng)送Z地址計(jì)數(shù)器，起始行的地址可以是063行的任意一行。 例如：設(shè)A5A0值為62，

37、則顯示行與DDRAM行的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：屏幕顯示行：1 2 3 4 62 63DDRAM 行：62 63 0 1 60 61控制位D/IR/WD7D6D5D4D3D2D1D0指令碼10D7D6D5D4D3D2D1D0控制位D/IR/WD7D6D5D4D3D2D1D0指令碼0011A5A4A3A2A1A0第49頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二ZY12864D模塊控制指令3. 設(shè)置頁地址 頁地址就是DDRAM的行地址區(qū)域，8行為一頁，模塊共64行即8頁，由指令中A2A0來設(shè)定。頁地址由本指令或RST信號(hào)改變，復(fù)位后頁地址為0。頁地址與DDRAM行的關(guān)系如表所示。 控制位D/IR/WD7D6D5D4D3D2D1D0指令碼0010111A2A1A0第50頁，共56頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)50分，星期二ZY12864D模塊控制指令4. 設(shè)置Y地址 本指令的作用是將A5A0送入Y地址計(jì)數(shù)器，作為外部CPU讀/寫DDRAM的Y地址指針。在對(duì)DDRAM進(jìn)行讀/寫操作后，Y地址指針自動(dòng)加1，指向下一個(gè)DDRAM單元。5讀狀態(tài)當(dāng)R/W=1、D/I=0時(shí)，在E信號(hào)為“1”的作用下，控制IC的狀態(tài)分別輸出到數(shù)據(jù)總線D7D0上。BUSY