基于單片機的lcd驅動程序設計-資料下載頁

【導讀】TitleOfThesis基于單片機的LCD驅動程序設計。Department信息與電子工程學院。Speciality電子信息科學與技術。論文（設計）作者。指導教師對畢業論文（設計）的評語。1選題符合專業培養目標，體現綜合訓練基本要求。3題目工作量適當。5查閱文獻資料能力強。7研究方案的設計能力強。8研究方法和手段的運用能力強。9外文應用能力強。14成果有理論或實際價值。答辯（評審）委員會意見。[摘要]本文主要研究了單片機AT89C51控制的LCD液晶顯示系統。要介紹了單片機的結構、功能、特點，并附以單片機結構框圖加以說明；然后介。紹了液晶顯示的結構、功能、驅動方式，并對液晶顯示控制器KS0108的結構功。施方案是軟、硬件相結合，以軟件為基礎，用單片機C語言來進行模塊化結構的。軟件設計，進行各功能模塊的編寫，使程序設計的邏輯關系簡潔明了，實現中文。顯示及上下移動和圖片顯示功能。

　　

【正文】 B 0D B 7D B 7D B 0D B 0D B 0D B 0D B 0D B 0D B 0D B 0D B 7D B 7D B 7D B 7D B 7D B 7D B 7D B 70785 55 66 3 (Y Address)設置指令見表 山東工商學院 2020 屆畢業論文 21 表 列地址設置指令 Table Column address set instruction R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 顯示列地址（ 063） 設置了頁地址和列地址，就唯一確定了顯示 RAM 中的一個單元，這樣 MPU就可以用讀、寫指令讀出該單元中的 內容或向該單元寫進一個字節數據。指令為0x40~0x7f 對應第 0 列 ~第 63 列。 (4)數據和狀態讀寫命令 表 讀狀態指令 Table Read Status mand R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0 BUSY 0 ON/OFF REST 0 0 0 該指令用來查詢 KS0108 的狀態，各參量含義如下： BUSY： 1內部在工 作 0正常狀態 ON/OFF： 1顯示關閉 0顯示打開 REST： 1復位狀態 0正常狀態 在 BUSY 和 REST 狀態時，除讀狀態指令外，其它指令均不對 KS0108 產生作用。在對 KS0108 操作之前要查詢 BUSY 狀態，以確定是否可以對 KS0108 進行操作。 BUSY=1 忙， BUSY=0 可以對其操作。 表 寫數據指令 Table Write data instruction R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 寫 數 據 R/W=0 寫， RS=1，寫數據。 表 讀數據指令 Table Read data instruction R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 1 讀 顯 示 數 據 讀、寫數據指令每執行完一次讀、寫操作，列地址就自動增一，必須注意的是，進行讀、寫操作之前， 必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會讀出所要讀的單元中的數據。 復位時序 復位后， KA0108 顯示關閉，顯存地址歸零。復位條件 ??9 見表 和圖 ： 山東工商學院 2020 屆畢業論文 22 表 復位條件 Table reset condition 項目 符號 最小值 典型值 最大值 單位 復位時間 Trs 微秒 上升時間 Tr 200 納秒 V d dR S T B4 . 5 ( V )0 . 3 V d d0 . 7 V d dT r sT r 圖 復位條件 Fig. reset condition 山東工商學院 2020 屆畢業論文 23 第三章 液晶顯示系統設計 硬件電路基本框圖 本電路的實現主要由六部分組成，核心器件是單片機，還有驅動電路、液晶顯示電路、時鐘振蕩電路、復位電路、整機電源電路等。硬件電路基本框圖如圖。 時 鐘 振 蕩復 位 電 路整 機 電 源單片機液晶顯示驅動電路 圖 硬件電路基本框圖 Fig. A basic block diagram of the hardware circuit 液晶顯示與單片機的接口 P2 口接液晶顯示器的數據線 和 接液晶顯示器的 CS1， CS2 片選左右半屏 ,~ 口分別接液晶顯示器的 RST（復位信號） ,E（讀寫使能信號） ,R/W（讀寫選擇信號） , RS（數據，指令選擇信號） 液晶顯示與單片機的接口的詳情請見附錄 1。 液晶顯示系統軟件設計 PROTEUS 軟件及 Keil 介紹 （一） PROTEUS 軟件環境 PROTEUS 是英國 Labcenter Electronics 公司研發的多功能 EDA 軟件。PROTEUS 不僅是模擬電路、數字電路、模 /數混合電路的設計與仿真平臺，更是目前世界上最先進的單片機和嵌入式系統的設計與仿真平臺。它真正實現了在計山東工商學院 2020 屆畢業論文 24 算機上完成從原理圖與電路設計、電路分析與仿真、單片機代碼級調試與仿真、系統測試與功能驗證到形成 PCB 的完整的電子設計、研發過程。 Proteus 的功能模塊及功能特點如圖 ??10 : P R O T E U S混 合 模 型仿 真 器動 態器 件 庫處 理 器仿 真 模 型V S M布 線 / 編 輯A R E S高 級 圖 形分 析 模 塊原 理 圖輸 入 系 統I S I S 圖 Proteus 的功能模塊及功能特點圖 Proteus functional modules and features Proteus 不僅能仿真單片機 CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調試時，關心的不再是某些語句執行時單片機寄存器和存儲器內容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應用間脫節的矛盾和現象。 (二 ) 系統調試軟件 Keil??10 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機 C語言軟件開發 系統，與匯編相比， C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用 C來開發，體會更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發調試工具，全 Windows 界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發大型軟件時更能體現高級語言的優勢。 目前最新的版本是 C51 Version Release，也就是所謂的μ Vision4。 Keil C51 181。Vision4 較之前的版本，新增 了 下面幾個功能： 山東工商學院 2020 屆畢業論文 25 多重的監控和彈性的窗口管 理 系統。 系統查看器 (System Viewer)：顯示設備周邊緩存器的信息。 除錯恢復檢視 (Debug Restore Views)：建 立 和儲存多重除錯窗口設 計。 多項目工作區 (MultiProject Workspace)：與許多項目簡化工作。 源碼和解組譯連結 (Source and Disassembly Linking)：解組譯窗口和源碼窗口完全同步，使程序除錯和光標導航比較容 易 。 內存窗口固定 (Memory Window Freeze)：儲存目前內存窗口檢視允許容 易 在不 同的點及時比較。 設備模擬： 更 新支持很多新設備 (例 如 Infineon XC88x， SiLABS C8051Fxx，Atmel SAM7/9 和從 Luminary, NXP, and Toshiba 來 的 Cortex M3 MCUs)。 支持硬件除錯轉接器 (Support for Hardware debug adapters)：包括 ADI。miDASLink， Atmel SAMICE， Infineon DAS,和 STLink。 新資 料 和指 令 追蹤 (New Data and instruction trace)：對 ARM 和 Cortex MCUs。 液晶顯示軟件設計 要求及主要內容 設計要求 ： 要求能在本設計的 LCD 上實現漢字的顯示 及漢字的滾動和圖片顯示。 主要內容 ： 液晶顯示軟件包括初始化部分和顯示應用程序兩部分 。 初始化部分包括對液晶顯示模塊的初始化設置、液晶顯示模塊的顯示 RAM清零、單片機內部 RAM 的清零。其中液晶 顯示 模塊的初始化設置包括設置顯示方式、顯示區域的首地址、光標位置。 顯示應用程序部分 包括上電顯示部分的程序和 調用子 程序兩部分。其中上電顯示部分程序主要是在上電時自動顯示單片機內部輸入的程序； 調用子 程序包括每 來一個脈沖 執行一個顯示子程序。 顯示子程序通過指針從數據庫中逐個提取數據送入液晶顯示模塊的顯示RAM進行顯示，顯示 RAM 的地址 被 設在顯示起始行寄存器中，并顯示在屏幕的最上面一行。 液晶顯示軟件 流程圖 液晶顯示軟件的流程圖如下圖 所示： 山東工商學院 2020 屆畢業論文 26 圖 液晶顯示程序流程圖 LCD program flow chart 顯 示器上 128 點 64 點，每 8 點為一字節數據，都對應著顯示數據RAM(在 KS0108 芯片內 )，一點對應一個 bit,計算機寫入或讀出顯示存儲器的數據代表顯示屏上某一點列上的垂直 8 點行的數據。 D0 代表最上一行的點數據，D1為第二行的點數據， ??. ， D7 為第八行的點數據。該 bit=1 時該點則顯示黑點出來，該 bit=0 時該點則消失 ??6 。 開始 系統復位 開顯示 設置首地址（ x=0， y=0） 調用子程序 display 調用子程序 display 隔列顯示 設置首地址（ x=1， y=0） 設置地址（ x=2， y=0） 調用子程序 display 設置地址（ x=3， y=0） 調用子程序 display 返回 山東工商學院 2020 屆畢業論文 27 KS0108 有獨立的一套指令系統，和單片機進行接口后，就可以利用其指令系統完成對 LCD 的讀取狀態、讀取 RAM數據、寫入顯示數據、開 /關顯示 等操作 ??11 。 D0D7 是待顯示的數據，先將 8 位數據寫入 LCD 內部的動態存儲器 DPRAM 中，寫入后，列地址自動加 1??12 。當然，在調用寫入數據子程序之前，還要設置頁地址與列地址，在寫入數據子程序之后，還必須調用開顯示子程序。 由于該模塊的指令以 R/W、 RS、數據總線的高低電平表示，可根據它與 CPU的連接求出各指令的地址，然后利用地址一數據的形式將指令發出，在一個讀 /寫周期內，指令可送至模塊執行。模塊的顯存為 128 64點縱向 分為 8頁，每一頁的每一列對應 8個點，一次讀寫的內容即為該 8個點的亮暗 ??7 。 在程序中根據各個指令的不同定義進行復位、置位、寫數據、讀指令等。首先，根據硬件原理圖將各個雙向口賦值；接著復位，調用復位信號，是在液晶顯示器在上電的一瞬間復位；在程序的開始階段，首先要調用判斷忙子程序，如果BUSY=0 則說明現在可以工作，所以就開顯示，設置首地址，進行寫指令操作，設置首行首列地址分別點亮奇數列。循環顯示，使各列一直點亮 ??13 。 在子程序 display 中，由于液晶顯示器是 12864 陣列的，所以要想使隔列點亮，就需要定義每行使每行在奇數列點亮。并且需要定義每列，使奇數列為 1，偶數列取反，這樣就可以保證正確點亮各奇數列 ??14 。 山東工商學院 2020 屆畢業論文 28 第四章 系統調試 軟件編程 硬件電路都已搭好，軟件部分的流程圖已經確定。下面就是利用硬件對軟件進行調試。調試的效果就是液晶顯示屏上顯示所已經要求的內容。調試的步驟：首先實現漢字部分的顯示，其次：漢字的滾動，同時實現整個屏幕液晶顯示。 在這里進行系統測試時發現了個問題：在 顯示漢字部分，每個漢字由字符生成器生成的點陣數據為 16*16（ 16 行 16 列），而 12864 點陣型液晶顯示其分為左右兩個區，顯示原理為每個區單頁顯示，每頁 8行，這就是說每個漢字要占兩頁。那么在進行軟件編程時，可以采用單個漢字顯示，也可以四個漢字同時顯示（根據自定義字庫和調用子程序次數而定），具體程序實現請見附錄。 Proteus 仿真 漢字、圖片顯示及漢字的上下移動仿真圖見附錄 2。 試驗調試 本次設計的思想就是利用單片機 AT89C51 控制液晶顯示器使它可以顯示漢字。液晶顯示器是一種新型的顯示器件 ，它有段碼、圖形點陣等多種顯示類型，本次設計由于要顯示漢字所以利用了圖形點陣式液晶模塊。對 點陣 液晶顯示器件比較陌生，沒有使用的經驗，整個的試驗過程從硬件的電路圖到軟件編程都是一個不斷摸索的過程。 由于本次設計的目標就是進行漢字 和圖片 的顯示，所以在輸出口正確之后就進行了漢字 和圖片 顯示程序的運行 。 但是由于運行結果不正確，所以改變了思路，先讓液晶顯示屏點