基于單片機的lcd點陣顯示屏的設計畢業論文-資料下載頁

【導讀】功能強大，低功耗，低電壓，便于生產，便于攜帶等特點，從而得到越來越廣泛的應用。種顯示方式來表示。在某種顯示技術中，以液晶顯示器LCD為代表的平板顯示器發展最。本設計主要采用STC89C52單片機作為LCD1602液晶顯示屏的系統控制。通過控制STC89C52單片機的引腳來控制LCD1602顯示給定的符號、字母、數。字，顯示的內容從右至左并行移動，同時設計也對部分芯片和外圍電路進行了介紹和設計，并附以系統結構框圖加以說明，還介紹了顯示原理、硬件電路和軟件部分的設計原理。重介紹了本系統應用的各硬件接口技術和各個接口模塊的功能及工作過程。

　　

【正文】 指令 9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數據，如果為低電平表示不忙。 指令 10：寫數據。 指令 11：讀數據。 與 HD44780 相兼容的芯片時序表 所示 ： 表 基本操作時序表 讀狀態 輸入 RS=L， R/W=H， E=H 輸出 D0—D7=狀態字 寫指令 輸入 RS=L， R/W=L， D0—D7=指令碼， E=高脈沖 輸出 無 讀數據 輸入 RS=H， R/W=H， E=H 輸出 D0—D7=數據 寫數據 輸入 RS=H， R/W=L， D0—D7=數據， E=高脈沖 輸出 無 讀寫操作時序如圖 和圖 所示： 河南師范大學新聯學院本科畢業 設計 23 圖 讀操作時序 圖 寫操作時序 LCD1602 的 RAM 地址映射及標準字庫表 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符， 1602 的內部顯示地址如圖 所示： 圖 1602LCD 內部顯示地址 河南師范大學新聯學院本科畢業 設計 24 例如第二行第一個字符的地址是 40H，那么是否直接寫入 40H 就可以將光標定位在第二行第一個字符的位置呢？這樣 不行，因為寫入顯示地址時要求最高位 D7 恒定為高電平 1所以實際寫入的數據應該是 01000000B（ 40H） +10000000B(80H)=11000000B(C0H)。 在對液晶模塊的初始化中要先設置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態。 1602 液晶模塊內部的字符發生存儲器 （ CGROM） 已經存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數字、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，比如大寫的英文 字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H） ，顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A”。 LCD1602 的一般初始化（復位）過程 延時 15mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 延時 5mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 延時 5mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 以后每次寫指令、讀 /寫數據操作均需要檢測忙信號 寫指令 38H：顯示模式設置 寫指令 08H：顯示關閉 寫指令 01H：顯示清屏 寫指令 06H：顯示光標移動設置 寫指令 0CH：顯示開及光標設置 LCD1602 液晶顯示器原理 LCD1602 液晶顯示器電路原理圖 所示： 河南師范大學新聯學院本科畢業 設計 25 圖 LCD1602 液晶顯示器電路原理 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶 它是一種專門用來顯示字母、數字、符號等的點陣型液晶模塊 它有若干個 5X7 或者 5X11 等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符 [14]。 顯示電路采用 LCD1602 液晶顯示，如圖 所示，圖中只畫出了其相應的接口，3 腳用于調節 LCD1602 的背光 , 6 為 LCD1602 的控制口，用于控制其寫入或是讀出指令， 7 至 14 腳為 LCD1602 的數據口，將數傳送到 LCD1602 中。 LCD1602 顯示電路 如圖 所示： 圖 LCD1602 顯示電路 河南師范大學新聯學院本科畢業 設計 26 4 軟件的設計與實現 總體設計方案 設計思路 本設計主要是通過控制 STC89C52 單片 機 的引腳來控制 LCD1602 顯示給定的符號、字母、數字，以及控制顯示內容的水平移動。由于 LCD1602 的字符有相應的字符代碼，不用編寫字庫 [15],因此在設計時對方案的選擇就只考慮單片機與顯示器的數據傳送類型，即串行通信和并行通信。 （ 1） 串行通信 串行通信是反映一個數據的所有位按一定的順序和方式，一位一位地通過串行輸入 /輸出口進行傳送。由于串行通信是數據的逐位順序傳送，在進行通信時，只需一根傳輸線，其傳送的數據位多且通信距離長。串行通信方式如圖 所示 ： 圖 串行通信方式 （ 2） 并行通信 采用并行傳送方式在微機與外部設備之間進行數據傳送的接口叫并行接口。主要特點：一是同時并行傳送的二進位數就是數據寬度；二是在計算機與外設間采用應答式的聯絡信號來協調雙方的數據操作。傳送的數據位 1128 位，一般為 8 位。單片機與外部設備之間也通常采用 8 位并行 I/O 接口進行短距離的通信其傳輸距離近，傳送方式 較單一 ，每次傳送一個字或一個字節。并行通信方式如圖 所示 ： 河南師范大學新聯學院本科畢業 設計 27 圖 并行通信方式 本設計采用的是 1602 液晶顯示屏， 1602 表示每行顯示 16 個字符，一共可以顯示兩行，即每行輸出時是采用的是串行通信，每列輸出時采用的并行通信！ 設計總框圖 該顯示屏的 總體設計框圖 如圖 所示 ： 圖 系統總體方框圖 河南師范大學新聯學院本科畢業 設計 28 程序流程圖 程序流程圖如圖 所示 ： 9 圖 程序流程圖 軟件設計語言 軟件程序編寫：軟件程序編寫的好壞直接影響著系統運行情況的良好。因本程序 涉及的模塊較多，所以程序編寫也采用模塊化設計，本系統的軟件主要采用 C 語言編寫。 C語言的特點為： （ 1） 簡潔緊湊、靈活方便 C 語言一共只有 32 個關鍵字 ,9 種控制語句，程序書寫自由，主要用小寫字母表示。它把高級語言的基本結構和語句與低級語言的實用性結合起來。 C 語言可以象匯編語言一樣對位、字節和地址進行操作 , 而這三者是計算機最基本的工作單元。 （ 2） 運算符豐富 C 的運算符包含的范圍很廣泛，共有種 34 個運算符。 C 語言把括號、賦值、強制類開始 LCD 初始化 設置第一行顯示的位置 延時 設置第一行顯示的內容 設置第二行顯示的位置 設置第二行顯示的內容 河南師范大學新聯學院本科畢業 設計 29 型轉換等都作為運算符處理。從而使 C 的運算類型極 其豐富表達式類型多樣化，靈活使用各種運算符可以實現在其它高級語言中難以實現的運算。 （ 3） 數據結構豐富 C 的數據類型有：整型、實型、字符型、數組類型、指針類型、結構體類型、共用體類型等。能用來實現各種復雜的數據類型的運算。并引入了指針概念 ,使程序效率更高。另外 C 語言具有強大的圖形功能 , 支持多種顯示器和驅動器。且計算功能、邏輯判斷功能強大。 （ 4） C 是結構式語言 結構式語言的顯著特點是代碼及數據的分隔化 ,即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。這種結構化方式可使程序層次清晰 , 便于使用、維護以及調試。 C 語言是以函數形式提供給用戶的 ,這些函數可方便的調用 ,并具有多種循環、條件語句控制程序流向 ,從而使程序完全結構化。 程序調試過程與結果 程序調試的過程 [16]：單片機采用 STC89C52，編譯環境為 keil，程序使用 C 語音進行編寫。程序調試的難點在于設計的功能模塊過多，程序結構比較復雜，使得調試起來比較費時間。 Keil簡介 單片機開發中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，匯編語言源程序要變為 CPU 可以執行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯 編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變為機器碼， Keil 軟件是目前最流行開發MCS51 系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。Keil 提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發方案，通過一個集成開發環境 (uVision)將這些部份組合在一起。 運行 Keil 軟件需要 16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN WINWINXP 等操作系統。 應用 Keil軟件進行單片機軟件 調試步驟 應用 Keil軟件進行單片機軟件調試有以下步驟： （ 1） 建立一個工程項目。選擇芯片，確定選項。 （ 2） 建立匯編源文件。 （ 3） 用項目管理器生成各種應用文件。 （ 4） 檢查并修改原文件中的錯誤。 河南師范大學新聯學院本科畢業 設計 30 （ 5） 編程操作。 使用步驟 （ 1） 打開 Keil，建立工程，輸入程序 （ 2） 編譯和生成 hex 文件，如圖 所示 ： 圖 編譯和生成 hex 文件 調試結果：屏幕上顯示 “wele to Xin Lian !”字符從右向左移動。如實物圖 所示： 河南師范大學新聯學院本科畢業 設計 31 圖 實物圖 在 LCD1602 中正確顯示了字符信息，符合設計的要求。本設計基本完成了設計任務的所有要求。 河南師范大學新聯學院本科畢業 設計 32 總 結 本文通過分析 LCD 顯示屏的技術發展現狀，根據實際應 用需求，通過對 LCD 顯示屏硬件組成以及各部件的分析、各部件之間的關系的分析，確定了控制系統的硬件組成模塊以及各模塊的功能，又通過了解 LCD 點陣顯示屏結構，對 STC89C52 單片機、 LCD 點陣結構和管腳、以及一系列所用元件的介紹，完整地設計了 LCD 顯示屏控制系統。并且，針對系統中的關鍵問題進行了詳細的分析和實現， 同時 在理論上對其做了系統的論述和說明。基本符合預期設想，可以在實際中得到應用。 通過這次畢業設計，我遇到了很多以前在學習過程中沒有遇到的問題，同時也鞏固和溫習了我以前學習的專業基礎知識。在實際 制作的過程當中，通過對電路方案的確定，提高了我分析電路的能力，當然，在設計電路的過程中，由于自己知識的匱乏，也遇到了很多困難。然而，在整個設計過程中，讓我感觸最深刻的是通過畢業設計不僅讓我初步地了解到一個產品的開發流程。還培養了我們勇于探索，嚴格推理，用實踐去檢驗理論的嚴謹的治學態度。在論文的撰寫上，我花了不少的實踐，因為本設計涉及到的知識非常廣泛，所以在撰寫論文時需要查找大量的資料。但是在查閱資料的過程中，又培養了我從文獻、科學實驗、生產實踐、和調查研究中獲取知識的能力，提高了我借助別人的經驗，從別人的科 研成果中尋求解決問題新途徑的能力，同時，也讓我認識到，要尊重他人的知識產權。在設計過程中，因為工作量較大，所以一定要分塊進行，即每一階段都有側重點，然而，當中很可能會出現一些變化，這就要求你要根據條件變化而調整工作重點的應變能力。 在設計中，涉及的知識面很廣泛，能力要求包括：運用理論去處理問題的能力，實驗能力，外語水平，計算機運用水平，書面及口頭表達能力等，想在短時間內在這么多方面都做的很好很不現實，這時團隊的力量就顯得很重要了，在共同合作的過程中，又提高了我對同學友愛、團結、協作攻關，一起開拓進取 的基本素質。 河南師范大學新聯學院本科畢業 設計 33 參考文獻 [1]李建忠 .《 單片機原理及應用 》 ．西安 .西安電子科技大學 .20xx 年 . 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