基于msp430G2533的LCD1602液晶字符串循环显示_课程设计.doc

武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 课课 程程 设设 计计 题题 目目 lcd1602 液晶字符串循环显示 学学 院院 专专 业业 班班 级级 姓姓 名名 指导教师指导教师 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 课程设计任务书课程设计任务书 题目要求题目要求 ： 使用 launchpad 上的板上资源，外接 1602 液晶，编写程序 使字符串在液晶上循环移动。 时间安排：时间安排： 2014 年元月 1 日2014 年元月 17 日下午 17：30 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 目录 引言1 1 课程设计要求2 2 硬件电路3 2.1 msp430g2553 单片机.3 2.1.1 msp430g2553 单片机特点. .3 2.1.2 msp430g2553 单片机结构. .3 2.1.3 msp430g2553 的时钟系统. .4 2.1.4 i/o 寄存器. .5 2.2 lcd1602液晶屏. .5 3 方案设计7 3.1 设计方案7 3.2 方案选择7 4 程序设计8 4.1 程序结构8 4.2 主程序源程序8 4.3 子程序源程序8 4.4 子程序头文件.12 5 调试.13 5.1 ccsv5 编译软件13 5.2 调试过程.13 6 结束语.15 附录 1：代码. .16 附录 2：实物图. 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 .22 参考文献.23 本科生课程设计成绩评定表.24 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 1 引言 本次课程设计旨在设计一个基于 msp430 系列微处理器的 lcd1602 液晶 字符串循环移动。单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术 把具有数据处理能力的中央处理器 cpu 随机存储器 ram、只读存储器 rom、 多种 i/o 口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉 宽调制电路、模拟多路转换器、a/d 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的 一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。当今时代是一个 新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立 元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正在以前所未见的速度被单片机智能控 制系统所代替。单片机的使用随处可见，而人们的生活也越来越离不开单片机。 液晶是相态的一种，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20 世纪中叶开 始被广泛应用在轻薄型的显示技术上液晶显示器也被广泛运用，也发挥着越来 越大的作用。尽年来，液晶显示技术飞速发展，运用更加广泛。 本课程设计通过 msp430g2553 单片机控制 lcd1602 液晶显示器实现一串 字符循环移动。 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 2 1 课程设计要求 使用 launchpad 上的板上资源，外接 1602 液晶，编写程序使“wuhan uniwersity of technology welcome you!”在液晶上循环移动显示。 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 3 2 硬件电路 2.1 msp430g2553 单片机 2.1.1 msp430g2553 单片机特点 msp430g2 系列是德州仪器近期推出的一款产品，在秉承 msp430 超低功耗， 高集成度的优点的同时，具有高性价比的特点。该系列被称为 valueline，旨 在以 8 位单片机的价格实现 16 位单片机的性能。msp-exp430launchpad 是 ti 推出的又一套用于 msp430 和电路实验的开发板。除了学生自主创新实践外， launchpad 开发板还可以用于本科低年级课程，如嵌入式 c 语言，电子技术基 础，微机原理，单片机等课程的自主实验环节以及课程设计。该套开发板为单 片机热爱者提供了一个很好的学习平台。 2.1.2 msp430g2553 单片机结构 如图所示是板载一颗msp430g2553单片机的launch pad评估实验开发板： 图1 launch pad 评估实验开发板 板上额外资源： (1) 板载 usb 调试与编程仿真器接口，无驱动可安装 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 4 (2) 支持所有采用 dip14 和 dip20 封装 msp430g2xx 和 msp430f20 器 (3) 红绿两粒 led，两个按键 (4) 配套两款电容触摸板 (5) 所有管脚在板子两边引出 2.1.3 msp430g2553的时钟系统 msp430g2系列单片机的时钟系统需要支持系统低功耗运行的需要。通过对 三个内部时钟信号的运用，用户可很容易的选择功耗最低，效率最高的系统时 钟方案。在软件的控制下，msp430g2系列单片机运行时可以不接外接晶振， 也可接一只外接电阻或者接一到两只外接晶振，也可以外接频率发生器。 基本时钟模块包括二至四个时钟源： lfxt1clk：外接低频或高频振荡器，如手表晶振，频率发生器，外部时钟源 (400khz 至16mhz). xt2clk：外接高频晶振，范围在400khz 至16mhz dcoclk：内部时钟震荡 vloclk：内部低频低功耗晶振，标准频率是12khz 三种时钟信号可被 cpu 和 外设所使用： aclk：辅助时钟，aclk 可被软件配置成从 lfxt1clk 或 vloclk 输入震 荡 aclk 可以被1，2，4，8分频。aclk 可以被选用作为外围模块的时钟输入。 mclk：主时钟，主时钟可以从 lfxt1clk 或 vloclk，xt2clk 或 dcoclk 输入 mclk 用在 cpu 系统之中。 smclk：辅助主时钟。smclk 可被选择从 lfxt1clk，vloclk，xt2clk 或 dcoclk 输入。smclk 可以被1，2，4，8分频。smclk 可被选用为外围 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 5 模块的时钟。 2.1.4 i/o 寄存器 和大部分单片机类似，msp430系列单片机也是将8个 io 口编为一组。每个 io 口有四个控制寄存器，p1和 p2还有额外的3个中断寄存器。寄存器情况可参见 表1。 表1 i/o 寄存器 2.2 lcd1602液晶屏 lcd1602 采用 8 位并行数据传输，其操作时序如下图所示： lcd1602 接口由 8 位数据线，电源地电源正，液晶显示偏压信号（vl） ， 数据命令选择端（rs） ，读写选择端（rw）组成。其接口信号说明如下图所示： 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 6 图2接口信号说明图 可以在 1602 的液晶显示偏压信号端接一个可变电阻，调节显示亮度，初 始状态时，调至 1602 上面一排显示 12 个黑块为止，lcd1602 电路图如下图所 示： 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 7 3 方案设计 3.1 设计方案 方案一：使用 msp430f1612编程控制 lcd1602液晶屏实现实现一串字符左 右交替整屏移动。 方案二：使用 msp430g2553编程控制 lcd1602液晶屏实现一串字符左右交 替整屏移动。 3.2 方案选择 要完成控制 lcd1602液晶屏实现一串字符左右交替整屏移动， msp430g2553单片机足够了，而且能够比 msp430f1612节省资源，价格低，所 以选择方案二。 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 8 4 程序设计 4.1 程序结构 该程序主要由主程序源程序 main.c、子程序源程序 cry1602.c 和子程序头文 件 cry1602.h 构成采用这种程序结构，使程序更加清晰，一目了然，减少程序错 误的机会，增强了程序的可移植性。在程序设计中 msp430g2553中 p1口作为 并行数据输出端，p2.0、p2.1、p2.2分别作为 lcd1602液晶的 rs、rw、e 端。 4.2 主程序源程序 主程序中使用看门狗定时器进行计时，控制字符串移动的速度。字符串先 左移，再右移，之后循环移动。程序如下： #include #include “cry1602.h“ #define uchar unsigned char uchar *s1 = “ wuhan university of technology welcome!“; void main(void) wdtctl = wdt_adly_250; /间隔定时器，定时250ms uchar *s2; uchar j,k,l; uchar i = 0; s2 = s1; lcdreset(); while(*s1+ != 0) i+; /计算字符串有效字符个数 while(1) for(j = 0;j #include “cry1602.h“ #define datadir p1dir #define dataport p1out #define busy 0x80 #define ctrldir p2dir #define clr_rs p2out /rs = p2.0 #define set_rs p2out |= bit0; #define clr_rw p2out /rw = p2.1 #define set_rw p2out |= bit1; #define clr_en p2out /en = p2.2 #define set_en p2out |= bit2; void dispstr(uchar x,uchar y,uchar *ptr) uchar *temp; uchar i,n = 0; temp = ptr; while(*ptr+ != 0) n+; /计算字符串有效字符个数 for(i = 0; i build project，进行编译， 编译结果如图 2 所示： 图2 程序调试界面 在调试过程中，开始时 lcd1602液晶一直没有显示，认为是程序出了问题， 不过经过检查和调试，发现程序没问题。不是程序问题，就检查硬件，最终发 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 14 现了问题是 lcd1602液晶屏的 v0口与 gnd 间的滑动变阻器没有调节合适，导 致无法观察到显示效果。经过调节滑动变阻器，就可以观察到课程设计所要求 的效果。如图3所示： 图4 lcd1602液晶显示 在调试过程中，有时候会出现无法脱机运行的情况，经过检查，发现是因 为芯片管脚接触不良导致的，压紧芯片即可解决问题。 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 15 6 结束语 通过完成本次课程设计，我学到了许许多多的知识，获得了丰富的经验。 在完成课程设计的过程中对 msp430g2553 有了初步的了解，掌握了该单片机 的一些使用技巧，例如：i/o 口寄存器的设置及使用，定时器的使用和中断的使 用等等。掌握并能够熟练使用 ccsv5 这个编程软件，在该软件上进行编写程序， 下载并进行调试，最终完成了本次课程设计。在程序设计、编写程序到调试的 过程中，加强了我独立发现问题解决问题的能力，同时使得实践能力得到进一 步的提高。 在实践中，充分将理论知识用于实践，使自身对知识的理解更进一层，更 加能够熟练的掌握并使用理论知识。实践是检验真理的唯一标准，只有通过实 践才能体现出理论知识的价值。 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 16 附录 1 1 主程序 /* 程序功能：循环显示字符串 */ #include #include “cry1602.h“ #define uchar unsigned char uchar *s1 = “ wuhan university of technology welcome!“; void main(void) wdtctl = wdt_adly_250; /间隔定时器，定时250ms uchar *s2; uchar j,k,l; uchar i = 0; s2 = s1; lcdreset(); while(*s1+ != 0) i+; /计算字符串有效字符个数 while(1) for(j = 0;j #include “cry1602.h“ /*宏定义*/ #define datadir p1dir #define dataport p1out #define busy 0x80 #define ctrldir p2dir #define clr_rs p2out /rs = p2.0 #define set_rs p2out |= bit0; #define clr_rw p2out /rw = p2.1 #define set_rw p2out |= bit1; #define clr_en p2out /en = p2.2 #define set_en p2out |= bit2; /* 函数名称：dispstr 功 能：让液晶从某个位置起连续显示一个字符串 参 数：x-位置的列坐标 y-位置的行坐标 ptr-指向字符串存放位置的指针 返回值 ：无 */ void dispstr(uchar x,uchar y,uchar *ptr) uchar *temp; uchar i,n = 0; temp = ptr; while(*ptr+ != 0) n+; /计算字符串有效字符个数 for(i = 0; i n; i+) disp1char(x+,y,tempi); if(x = 0x0f) x = 0; y = 1; /* 函数名称：dispnchar 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 18 功 能：让液晶从某个位置起连续显示一个字符串 参 数：x-位置的列坐标 y-位置的行坐标 n-显示字符个数 ptr-指向字符串存放位置的指针 返回值 ：无 */ void dispnchar(uchar x,uchar y,uchar n,uchar *ptr) uchar i; for(i = 0; i n; i+) disp1char(x+,y,ptri); if(x = 0x0f) x = 0; y = 1; /* 函数名称：locatexy 功 能：向液晶输入显示字符位置的坐标信息 参 数：x-位置的列坐标 y-位置的行坐标 返回值 ：无 */ void locatexy(uchar x,uchar y) uchar temp; temp = x y if(y) temp |= 0x40;/如果在第2行 temp |= 0x80; lcdwritecommand(temp,1); /* 函数名称：disp1char 功 能：在某个位置显示一个字符 参 数：x-位置的列坐标 y-位置的行坐标 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 19 data-显示的字符数据 返回值 ：无 */ void disp1char(uchar x,uchar y,uchar data) locatexy(x,y); lcdwritedata(data); /* 函数名称：lcdreset 功 能：对1602液晶模块进行复位操作 参 数：无 返回值 ：无 */ void lcdreset(void) ctrldir |= 0x07; /控制线端口设为输出状态 datadir = 0xff; /数据端口设为输出状态 lcdwritecommand(0x38,0); /规定的复位操作 delay5ms(); lcdwritecommand(0x38,0); delay5ms(); lcdwritecommand(0x38,0); delay5ms(); lcdwritecommand(0x38,1); /显示模式设置 lcdwritecommand(0x08,1); /显示关闭 lcdwritecommand(0x01,1); /显示清屏 lcdwritecommand(0x06,1); /写字符时整体不移动 lcdwritecommand(0x0c,1); /显示开，不开游标，不闪烁 /* 函数名称：lcdwritecommand 功 能：向液晶模块写入命令 参 数：cmd-命令， chk-是否判忙的标志，1：判忙，0：不判 返回值 ：无 */ void lcdwritecommand(uchar cmd,uchar chk) if(chk) waitforenable(); /检测忙信号？ clr_rs; 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 20 clr_rw; _nop(); dataport = cmd; /将命令字写入数据端口 _nop(); set_en; /产生使能脉冲信号 _nop(); _nop(); clr_en; /* 函数名称：lcdwritedata 功 能：向液晶显示的当前地址写入显示数据 参 数：data-显示字符数据 返回值 ：无 */ void lcdwritedata(uchar data) waitforenable(); /等待液晶不忙 set_rs; clr_rw; _nop(); dataport = data; /将四显示数据写入数据端口 _nop(); set_en; /产生使能脉冲信号 _nop(); _nop(); clr_en; /* 函数名称：waitforenable 功 能：等待1602液晶完成内部操作 参 数：无 返回值 ：无 */ void waitforenable(void) p1dir /将p1口切换为输入状态 clr_rs; 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书 21 set_rw; _nop(); set_en; _nop(); _nop(); while(p1in /检测忙标志 clr_en; p1dir |= 0xff; /将p4口切换为输出状态 /* 函数名称：delay5ms 功 能：延时约5ms 参 数：无 返回值 ：无 */ void delay5ms(void) uint i = 40000; while(i != 0) i-; 3 子程序头文件 #ifndef _cry1602_h #define _cry1602_h #defin