單片機與液晶顯示器

單片機與液晶顯示器第一頁，共六十七頁，2022年，8月28日1.多位LED顯示2.鍵盤管理模塊3.點陣、字符液晶顯示器4.字模提取軟件第二頁，共六十七頁，2022年，8月28日LED的工作原理(a)典型的七段式LED器件(b)共陽極LED(c)共陰極LED第三頁，共六十七頁，2022年，8月28日四位數七段LED數碼管模塊

(左為正面圖、右為背面圖)第四頁，共六十七頁，2022年，8月28日第五頁，共六十七頁，2022年，8月28日LED數碼管和單片機的連接1

單片機P2.0P2.7abcdefgdp+5v+5vabcdefgdpP0.0P0.7編程：（以共陽極為例）MOV P2,#11111001B(0F9H)MOV P0,#10100100B(0A4H)SJMP $第六頁，共六十七頁，2022年，8月28日LED數碼管和單片機的連接2

單片機P2.0P2.7abcdefgdpP0.0P0.1P0.2P0.3想一想：和靜態(tài)連接的區(qū)別在哪里？第七頁，共六十七頁，2022年，8月28日

單片機

P2.0P2.7abcdefgdpP0.0P0.1P0.2P0.3電路的接法決定了必須采用逐位掃描顯示方式。即從段選口送出某位LED的字型碼，然后選通該位LED，并保持一段延時時間。然后選通下一位，直到所有位掃描完。怎樣實現顯示呢？第八頁，共六十七頁，2022年，8月28日靜態(tài)、動態(tài)顯示方式總結靜態(tài)顯示連接所有LED的位選均共同連接到+VCC或GND，每個LED的8根段選線分別連接一個8位并行I/O口。原理簡單；顯示無閃爍；占用I/O資源較多。動態(tài)顯示連接所有LED的段選線共同連接在一起共用一個8位I/O口而每個LED的位選分別由一根相應的I/O口線控制。因此必須采用動態(tài)掃描顯示方式。第九頁，共六十七頁，2022年，8月28日例：74ls164+led(proteus)

第十頁，共六十七頁，2022年，8月28日獨立鍵盤第十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日case0x01: key1();//鍵盤1功能函數。break; case0x02: key2();//鍵盤2功能函數。 break; case0x04: key3();//鍵盤3功能函數。break; case0x08: key4();//鍵盤4功能函數。 break; case0x10: key5();//鍵盤5功能函數。break; case0x20: key6();//鍵盤6功能函數。 break; case0x40: key7();//鍵盤7功能函數。break; case0x80: key8();//鍵盤8功能函數。 break; default:break;}}}}說明：采用輪詢方式查詢P1口，采用延時法消除鍵盤抖動－－－－－－－－－－－－－－－－*/#include<reg51.h>/********************************函數名稱：delay()功能：用于鍵盤消抖的延時函數說明：無入口參數：無返回值：無********************************/voiddelay(){unsignedchari;for(i=400;i>0;i--);}//主函數main()voidmain(void){unsignedcharkey;while(1){P1=0xff;//要想從P1口讀數據必須先給P1口寫1key=P1;//讀入P1口的數據，賦值給變量keyif(key!=0x00)//判斷是否有鍵按下，當沒有鍵按下時，P1口的數據為0x00 {delay();//延時去抖key=P1;//再次讀入P1口的數據，賦值給變量key if(key!=0x00)//再次判斷是否有鍵按下switch(key) {第十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日矩陣式鍵盤控制第十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日4x4鍵盤的內部結構第十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日市售一體成型的4x4鍵盤第十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日低電平掃描－按下“0”鍵第十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日X3 X2 X1 X0Y3 Y2 Y1 Y0動作按鍵1 1 1 01 1 1 0Key01 1 0 1Key11 0 1 1Key20 1 1 1Key31 1 0 11 1 1 0Key41 1 0 1Key51 0 1 1Key60 1 1 1Key71 0 1 11 1 1 0Key81 1 0 1Key91 0 1 1KeyA0 1 1 1KeyB0 1 1 11 1 1 0KeyC1 1 0 1KeyD1 0 1 1KeyE0 1 1 1KeyFx x x x1 1 1 1無按鍵按下低電平動作鍵盤動作分析表第十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日高電平掃描－按下“0”鍵第十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日X3 X2 X1 X0Y3 Y2 Y1 Y0動作按鍵0 0 0 10 0 0 1Key00 0 1 0Key10 1 0 0Key21 0 0 0Key30 0 1 00 0 0 1Key40 0 1 0Key50 1 0 0Key61 0 0 0Key70 1 0 00 0 0 1Key80 0 1 0Key90 1 0 0KeyA1 0 0 0KeyB1 0 0 00 0 0 1KeyC0 0 1 0KeyD0 1 0 0KeyE1 0 0 0KeyFx x x x0 0 0 0無按鍵按下高電平動作鍵盤動作分析表第十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日4×4鍵盤掃描電路第二十頁，共六十七頁，2022年，8月28日基本原理：分行掃描檢查是否有鍵按下若有，確定哪個鍵被按下1.行掃描法的原理第二十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日判斷哪一個鍵被按下的流程第二十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日

P1=0xfe;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xfe;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(0);break;

case(0xd0):display(1);break;

case(0xb0):display(2);break;

case(0x70):display(3);break;

}

}

}

P1=0xfd;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xfd;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(4);break;

case(0xd0):display(5);break;

case(0xb0):display(6);break;

case(0x70):display(7);break;

}

}

}

P1=0xfb;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xfb;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(8);break;

case(0xd0):display(9);break;

case(0xb0):display(10);break;

case(0x70):display(11);break;

}

}

}

P1=0xf7;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xf7;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(12);break;

case(0xd0):display(13);break;

case(0xb0):display(14);break;

case(0x70):display(15);break;

}

}

}}

voiddisplay(unsignedchari){

unsignedchartable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};

P2=0xfe;

P0=table[i];

}第二十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日2.行反轉法的原理行線、列線分別接并行口行線輸出，列線輸入列線輸出讀得的值，行線輸入第二十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日行反轉法的流程

第二十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日ucharkeyscan(void)//鍵盤掃描函數，使用行列反轉掃描法{ucharcord_h,cord_l;//行列值P3=0x0f;//行線輸出全為0cord_h=P3&0x0f;//讀入列線值if(cord_h!=0x0f)//先檢測有無按鍵按下{delay(100);//去抖if(cord_h!=0x0f){cord_h=P3&0x0f;//讀入列線值P3=cord_h|0xf0;//輸出當前列線值cord_l=P3&0xf0;//讀入行線值return(cord_h+cord_l);//鍵盤最后組合碼值}

此處仿真第二十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日測控系統(tǒng)中必不可少的組成——人機界面圖1測控系統(tǒng)的組成部分第二十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日液晶顯示器的原理字符型液晶（1602）

方法：通過向指定顯示位置對應的DDRAM中寫數據來顯示字符。 例如：在第2行第2列顯示字符‘a’，查表1可知a對應的代碼為01100001即0x31,則可向地址0x41中寫入數據0x31即可顯示。圖21602的顯示地址與DDRAM地址第二十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日點陣型液晶（12864）在點陣型LCD上顯示一幅圖片或是字符，如上圖所示，只需黑色的部分點亮，空白的點置0即可?？梢詫CD看成128*64個LED燈來幫助理解。第二十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日正面圖背面圖第三十頁，共六十七頁，2022年，8月28日12864分類128×64點陣液晶顯示屏有三種控制器，分別是KS0107（KS0108）、T6963C和ST7920，三種控制器主要區(qū)別是：KS0107（KS0108）不帶任何字庫、T6963C帶ASCII碼，ST7920帶國標二級字庫（8千多個漢字）。第三十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日圖312864的DDRAM地址第三十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日XY地址計數器實際上是作為DDRAM的地址指針，X地址計數器為DDRAM的頁指針，Y地址計數器為DDRAM的Y（列）地址指針。X地址計數器沒有記數功能，只能用指令設置。Y地址計數器具有循環(huán)記數功能，各顯示數據寫入后，Y地址自動加1，Y地址指針從0到63。從上圖可以看出數據按字節(jié)在屏幕上是豎向排列的。上方為低位，下方為高位。因此在橫向上(也就是Y)就一共是128列數據。分為CS1和CS2兩個64列來寫入。在豎方向上(也就是X)一字節(jié)數據顯示8個點，豎向64個點分為8個字節(jié)，稱做8頁(X=0-7)。了解這些后我們就知道要滿屏顯示一張圖就要從y=0…127、X=0…7一共寫128×8=1024個字節(jié)的數據。同樣在AT89S51中存一張圖就要1024個字節(jié)的空間。

第三十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日圖片在12864上的顯示簡單來說，主要分為兩步：1）將一幅圖片轉化為一系列二進制數據2）將數據按字節(jié)（8位）寫入液晶對應的DDRAM

由圖3可知，12864的DDRAM有128*8=1024個 地址，只需將圖片轉化的數據按字節(jié)寫入這其 對應的DDRAM地址即可。

第三十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日字符在12864上的顯示 上圖中，漢字為16*16點陣，ASCII碼為8*16點陣，同圖片一樣，一個漢字（ASCII）由16*2（8*2）個字節(jié)數據組成，字符顯示原理與圖片一致，只需將字符代碼寫入相應DDRAM地址。字體大小可以根據需要改變。第三十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日小結簡而言之，無論是字符型還是點陣型LCD，其基本原理都是通過將數據寫入所對應的DDRAM地址中來顯示所需要的圖形或是字符。12864點陣型液晶對應的DDRAM有1024個地址，當需顯示的字符或圖片已轉為二進制數據時，確定將數據寫入對應的DDRAM地址就是你所要做的工作！第三十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日單片機與液晶顯示器的硬件連接液晶顯示器（12864）主要包含了以下接口（圖6）：1）使能E（51的RD和WR經或非門接LCD的使能E）2）片選CS1（左半屏）、CS2（右半屏），見圖33）命令/數據選擇RS（0——命令，1——數據）4）讀/寫選擇R/W（0——寫，1——讀）5）數據總線DB0~DB76）負壓產生和負壓輸入（對比度）調整7）復位RST8）電源與地和背景光電源第三十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日軟件編程 注意：程序的編寫與硬件是分不開的。以圖6為例，A11~A8對應CS2、CS1、R/W、RS，未用的地址線為高。見圖5

則當向12864的左半屏（CS1=1,CS2=0）寫（R/W=0）數據（RS=1）時，總線地址為0x1111010111111111。即0xF5FF。

C文件中定義如下：#defineWD1XBYTE[0xF5FF]

定義了總線地址后，對外部地址的操作變得非常簡單。 如向左半屏寫數據0xFF : WD1=0xFF

讀左半屏數據 ： data=RD1（data存儲讀取到的數據）第三十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日舉例下面簡單介紹程序編寫的流程1）定義所有總線地址#defineWI1XBYTE[0xF4FF] //向左半屏寫命令#defineWD1XBYTE[0xF5FF] //向左半屏寫數據#defineRI1XBYTE[0xF6FF] //讀左半屏命令#defineRD1XBYTE[0xF7FF] //讀左半屏數據#defineWI2XBYTE[0xF8FF] //向右半屏寫命令#defineWD2XBYTE[0xF9FF] //向右半屏寫數據#defineRI2XBYTE[0xFAFF] //讀右半屏命令#defineRD2XBYTE[0xFBFF] //讀右半屏數據第三十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日2）編寫底層程序（查忙，寫數據，讀數據）查忙（讀BF標志即DB7總線，亦即讀命令)

BF=1表示模塊在內部操作,此時模塊不接受外部指令和數據；

BF=0時模塊為準備狀態(tài),隨時可接受外部指令和數據；

b=RI1

或者b=RI2，觀察b中最高位是否為0，否則忙。寫數據a WD1=a 或者 WD2=a讀數據到data data=RD1 或者 data=RD2

注意：無論是寫數據還是讀數據一定要先查忙（對左右半屏讀命令），只有在BF=0時才能對LCD進行操作第四十頁，共六十七頁，2022年，8月28日3）LCD初始化 包含開顯示（0x3F），起始行（0xC0)，設置起始頁地址（0xB8）和Y地址（0x40），即分別向LCD的左右半屏寫命令?？砂蠢ㄌ杻鹊臄祿M行初始化。具體可查閱12864的PDF資料。4）清屏（向DDRAM所有地址寫0） 顯示一幅新圖片前必須清屏，否則之前顯示的數據仍存在于液晶上。第四十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日5）指定位置顯示一個ASCII碼 首先將起始頁地址和起始Y地址設置好，寫入ASCII碼的上半部分（8個字節(jié)數據） 重新設置起始頁地址和起始Y地址，寫入ASCII碼的下半部分（另8個字節(jié)數據） 注意：在對DDRAM進行讀寫操作后，Y地址指針自動加1，指向下一個DDRAM單元。第四十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日6）指定位置顯示漢字

同顯示ASCII碼基本相似，只是上下部分分別有16個字節(jié)數據需要寫入DDRAM。 7）顯示一張圖片

對于圖片，必然從第0頁第0列開始，可以一頁一頁（不分左右屏）顯示，也可以先寫左半屏后寫右半屏。所謂的兩種方法差別正在設置的起始頁地址和Y地址的不同。圖3

第四十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日小結12864點陣型液晶對應的DDRAM有1024個地址，無論是顯示字符還是圖片，靈活設置起始頁地址和Y地址，可以達到想要的結果。C語言中用到總線操作必須添加頭文件“absacc.h”，另如使用仿真器，需在debug中的setting里選擇使用xbus（數據總線）。可使用取字模軟件將字符或圖片轉為一系列二進制數據。第四十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日寫程序：附件第四十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日3）寫數據datvoidWriteData(uchardat,bitside){ CheckBusy(side); if(side==Left) WD1=dat; else WD2=dat;}寫命令cmd（side——0為左，1為右）voidWriteCmd(ucharcmd,bitside){ CheckBusy(side); if(side==Left) //Left=0（宏定義） WI1=cmd; else WI2=cmd;}第四十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日讀操作時序第四十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日1）查忙程序voidCheckBusy(bitside) //side——0為左1為右{unsignedcharbuf=0xFF; while(buf){ if(!side) buf=RI1;//單片機命令 else buf=RI2; buf&=0x80; //取D7若為1則忙，忙則buf!=0(LCD回信號) }}第四十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日初始化：第四十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日第五十頁，共六十七頁，2022年，8月28日4）初始化程序voidLCD_Init(){ WriteCmd(0x3F,Left);//顯示開

WriteCmd(0x3F,Right); WriteCmd(0xC0,Left);//起始行

WriteCmd(0xC0,Right); WriteCmd(0xB8,Left); WriteCmd(0xB8,Right);//起始x,y坐標(0,0) WriteCmd(0x40,Left); WriteCmd(0x40,Right);}第五十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日5）清屏（一般dat=0）voidLCD_Clear(uchardat){ uchari,j; for(i=0;i<8;i++){ WriteCmd(0xB8+i,Left); WriteCmd(0xB8+i,Right); WriteCmd(0x40,Left); WriteCmd(0x40,Right); for(j=0;j<64;j++){ WriteData(dat,Left); WriteData(dat,Right); } }}第五十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日總結理解12864是如何顯示字符和圖形的知曉單片機與12864的硬件連接根據硬件接線，確定所有的總線地址（8個）明白如何通過總線操作對12864進行數據與命令的交換參考12864的命令字進行軟件編程學會如何使用取字模軟件第五十三頁，共六十七頁，2022年，8月28日圖6AT89C51與12864的硬件連接第五十四頁，共六十七頁，2022年，8月28日LCD12864模塊的20個引腳定義如下：1.Vss

邏輯電源地

2.VDD邏輯電源正5v

3.V0LCD驅動電壓

4.RS數據/指令選擇：高電平為數據，低電平為指令

5.R/W讀/寫選擇：高電平為讀數據，低電平為寫數據6.E讀寫使能，高電平有效，下降沿鎖定數據

7.DB0數據輸入輸出引腳

8.DB1數據輸入輸出引腳

9.DB2數據輸入輸出引腳

10.DB3數據輸入輸出引腳

11.DB4數據輸入輸出引腳

12.DB5數據輸入輸出引腳

13.DB6數據輸入輸出引腳

14.DB7數據輸入輸出引腳

15.CS1片選擇號，低電平時選擇前64列

16.CS2片選擇號，低電平時選擇后64列

17.RET復位信號，低電平有效。

18.VEE輸出－15v電源給V0提供驅動電源

19.A背光電源LED正極

20.K背光電源LED負極圖5.LCD引腳圖第五十五頁，共六十七頁，2022年，8月28日帶字庫12864帶字庫的12864的基本特性：（1）顯示分辨率:128×64點（就是64行，每行128個點）（2）內置漢字字庫，提供8192個16×16點陣漢字（12864內部有一個CGROM，內容掉電可以存儲，所以漢字字庫會存放在里面。滿屏最多顯示4*8=32個漢字）。（3）內置128個16×8點陣ASCII字符（12864一次最多可以顯示4*16=64個ASCII字符）。（4）通訊方式：串行、并口可選（數據寫入和讀出可以是以串行的方式，也可以是以并行的方式。）第五十六頁，共六十七頁，2022年，8月28日第五十七頁，共六十七頁，2022年，8月28日所以只要我們寫入指令0x01，整個屏幕就被清空了。LCD初始化：一般用指令0x0c，開顯示，關閉光標既可以控制擴展功能，又可以控制繪圖顯示的指令！用0X30，基本指令集第五十八頁，共六十七頁，2022年，8月28日指令0X06光標右移第五十九頁，共六十七頁，2022年，8月28日1.漢字顯示坐標顯示漢字一屏可以顯示4*8=32個16*16的漢字。實物圖對照下，把地址也表到實物圖上去了。第六十頁，共六十七頁，2022年，8月28日操作的具體流程：A進入基本指令模式（指令16，指令為0x30）B寫入xy地址（地址需要查上表，用指令8，也就是寫入DDRAM）C寫入欲寫入的漢字的編碼（一般定義一個數組，直接把漢字存放在里面即可，存儲的時候它就是以編碼的形式。例如：ucharcodedis1[]=“南京師范大學";）例程代碼：ucharcodedis3[]={“南京師范大學"};voiddisplay_hz(){ UcharI; Write_comd(0x30);//基本指令 Write_comd(0x80);//寫在第一個位置上 For(i=0;i<8;i++) { Write_da(dis3[i]);//把數據送到端口 Delay_ms(5);//延時一會}}第六十一頁，共六十七頁，2022年，8月28日2.ASCII顯示坐標：它的坐標和漢字的坐標是一樣的，只不過一個漢字的位置可以放兩個ASCII碼字符。因為前者為16*16后者為16*8，這樣一行可以顯示16個ASCII碼了。在顯示一串字符穿的時候，給一個起始地址，屏幕就會依次顯示出來（自動加一功能）。操作的具體流程：A進入基本指令模式（指令16，指令為0x30）B寫入xy地址（地址需要查上表，用指令8，也就是寫入DDRAM）C寫入欲寫入的漢字的編碼（一般定義一個數組，直接把ASACII碼存放在里面即可，存儲的時候它就是以編碼的形式。例如：ucharcodedis1[]="SH";）第六十二頁，共六十七頁，2022年，8月28日例程代碼：ucharcodedi