LCD显示设计.doc

单片机原理及应用课程设计报告 题 目： LCD显示设计 院 (系)： 机电与自动化学院 专业班级： 电气工程及其自动化1204 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2015年6月 23日至2015年 7 月 3日华中科技大学武昌分校制单片机及控制系统课程设计任务书一、设计题目LCD显示设计二、设计主要内容 （1） 了解12232A点阵式LCD液晶显示的结构、工作原理、编程方法；SED1250的特性、内部结构、各个管脚的功能，以及获取字模的方法；编写一个完整的程序，能在LCD上显示汉字。 （2） 显示汉字“专业、姓名”，并实现显示内容的翻屏功能。（扩展：实现滚屏功能）（3） 按规范撰写设计说明书，含硬件设计及软件设计。显示汉字。三、原始资料 （1） LCD显示的原理 液晶是一呈液体状的化学物质,象磁场中的金属一样,当受到外界电场影响时,其分子会产生精确的有序排列。如果对分子的排列加以适当的控制,液晶分子将会允许光线穿越。无论是笔记本电脑还是桌面系统,采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中,一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当LCD中的电极产生电场时,液晶分子就会产生扭曲,从而将穿越其中的光线进行有规则的折射,然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。 （2） LCD显示电路 采用12232A点阵式LCD液晶显示模块，内置SED1520液晶显示控制器，电路如图1所示。四、要求的设计成果1、根据控制要求，分析LCD显示系统的硬件结构；2、分析LCD引脚功能及地址分配；3、在单片机实验箱上按要求显示汉子并进行实时演示。 4、提交字数不低于2000字的设计说明书一份。五、进程安排时 间课程设计内容学时分配第一周周一至第一周周二上午下达设计任务；查阅资料，理解参考程序1.5天第一周周二下午至第二周周三进单片机实验室，理解硬件、编写程序，修改完善，达到设计要求6.5天第二周周四至第二周周五作品演示、撰写设计说明书、提交说明书并进行答辩（单片机实验室）2天合计10天六、主要参考资料1 李广弟单片机基础北京：北京航空航天大学，20092 李群芳微型计算机与接口技术北京：电子工业出版社，20123 单片机综合仿真实验系统Keil C实验指导书深圳：深圳市雷迈特科技有限公司，20124 沈庆阳8051单片机实践与应用机电一体化系统设计北京：化学工业出版社，20095 朱定华单片微机原理与应用北京：清华大学出版社，2006指导教师（签名）： 2015年6月20日 目 录1. 课程设计目的12. 课程设计题目及要求22.1 课程设计题目22.2 课程设计要求23. 课程设计主要内容 3 3.1 LCD显示原理33.2 LCD显示电路33.3 LCD引脚说明43.4 SED1520的基本原理43.5 SED1520的13条指令 63.6 LCD与单片机的连接63.7 汉字字模的获取73.8 课程设计程序流程83.8.1 显示子程序83.8.2 初始化程序83.8.3 显示程序93.8.4 清屏子程序93.9 课程设计具体程序103.9.1翻屏104. 课程设计总结16参考文献171. 课程设计目的 随着科技的高速发展，液晶显示设备越来越多，各种各样的液晶显示产品走进我们生活中。为了进一步巩固学习的理论知识，增强我们对所学知识的实际应用能力和运用所知识解决实际问题的能力，开始为期两周的单片机课程设计。单片机课程设计的目的是培养我们综合设计的能力，训练我们灵活运用所学知识，独立完成问题分析、总体设计和编程实现等软件开发过程的综合实践能力，巩固深化学生的理论知识，提高编程水平，并在此过程中培养我们严谨的科学态度和良好的学习作风。为今后其他计算机课程打下基础。按照教学计划的要求，利用二周时间，综合应用所学知识，设计具有一定功能的LCD显示，培养我们一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力，要求我们能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，提出自己的设计方案。 2. 课程设计题目及要求2.1 课程设计题目LCD显示设计2.2 课程设计要求 了解12232A点阵式LCD液晶显示的结构、工作原理、 编程方法；SED1250的特性、内部结构、各个管脚的功能，以及获取字模的方法；编写一个完整的程序，按要求在LCD上显示内容。具体显示效果为： (1) 显示汉字：华中科技大学武昌分校 自己的姓名。 (2) 实现显示内容的翻屏功能。拓展：实现显示内容的滚动功能。 3. 课程设计主要内容3.1 LCD显示原理液晶是一呈液体状的化学物质,像磁场中的金属一样,当受到外界电场影响时,其分子会产生精确的有序排列。如果对分子的排列加以适当的控制,液晶分子将会允许光线穿越。无论是笔记本电脑还是桌面系统,采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中,一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当LCD中的电极产生电场时,液晶分子就会产生扭曲,从而将穿越其中的光线进行有规则的折射,然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。3.2 LCD显示电路采用12232A点阵式LCD液晶显示模块，内置SED1520液晶显示控制器。LCD显示电路如图3-1所示。图3-1 LCD显示电路图3-2 LCD显示屏3.3 LCD引脚说明序号符号电平功能1GND0v逻辑电源地2Vcc5v逻辑电源正3V0可调液晶显示驱动电源4A0H/LH:数据 L:指令5R/WH/LH：读 L:写6E1H,HL主工作方式IC的使用信号7E2H,HL从工作方式IC的使用信号8NC未用9DB0H/L数据总线（最低位）010DB1H/L数据总线111DB2H/L数据总线212DB3H/L数据总线313DB4H/L数据总线414DB5H/L数据总线515DB6H/L数据总线616DB7H/L数据总线（最高位）73.4 SED1520的基本原理SED为内置液晶显示器控制器，集行、列驱动器和控制器与一体，广泛应用于小型液晶显示模块中，内置2560位显示RAM区（32行80列），RAM中的1位数据控制液晶屏上一个像素的亮暗，“1”为亮，“0”为暗。 (1) 1-61列为左半屏；62-122为右半屏。(2) 每半屏页数分配一致。(3) 每页含8行80列（80个字节）。（前61列有效）(4) 每半屏为32行，共4页。(5) 每个汉字占16行，即用2页才能写完。 (6) 液晶屏上最多能显示两行汉字(静态时最多显示16字)。 图3-3 SED液晶显示控制器3.5 SED1520的13条指令表1指令名称控制信号控制代码A0 R/WD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0复位0 01 1 1 0 0 0 1 0显示开关设置0 01 0 1 0 1 1 1 0/1地址排序设置0 01 0 1 0 0 0 0 0体闲状态设置0 01 0 1 0 0 1 0 0占空比设置0 01 0 1 0 1 0 0 0起始行设置0 01 1 0 L4 L3 L2 L1 L0页面地址设置0 01 0 1 1 1 0 P1 P0列地址设置0 00 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0启动改写方式0 01 1 1 0 0 0 0 0结束改写方式0 01 1 1 0 1 1 1 0读取状态字0 1BUSY ADC ON/OFF RESET0 0 0 0写显示数据1 0数 据读显示数据1 1数 据3.6 LCD与单片机的连接 单片机与LCD模块之间有四种基本操作： 写命令：R/W接低电平即A7为0 读状态：R/W 接高电平即A7为1 写显示数据：A0接高电平 读显示数据：A0接低电平表3-4 E1和E2的四个地址E1E2写指令代码地址FA00HF800H读状态地址FA80HF880H写显示数据地址FA40HF840H读显示数据地址FACOHF8C0H图3-5 单片机与LCD连接电路 3.7 汉字字模的获取 （1）打开字模软件（2）在“取模方式”中选择“纵向8点下高位”（3）点击“参数确认”（4）输入字串（5）得到字模代码（6）粘贴到程序中即可 图3-6 字模获取示意图3.8 课程设计程序流程3.8.1显示子程序 程序流程为“开始”“确定字符字模块首地址”“取代”“计算字符字模块首地址”“取间址寄存器”“取汉字字模数”“写数据”。图3-7 显示子程序流程图3.8.2初始化程序 写初始化程序时，要根据SED1520的13条指令得到控制代码。 程序流程为“开始”“分别置COM=0E2H，复位；COM=0E2H，关闭空闲状态；COM=0A4H，设置占空比；COM=0A9H，正向排序；COM=0A0H，设置显示起始行；COM=0C0H，开显示设置”“调用E1写指令代码子程序”“调用E2写指令代码子程序”。图3-8 初始化程序流程图3.8.3显示程序 显示主程序流程为：“调用LCD初始化子程序”“调用LCD清屏子程序”“设置页地址=03H，列地址=30H，字符代码寄存器”“调用显示陈字子程序”“设置页地址=03H，列地址=40H，字符代码寄存器”“用显示泽字子程序”。图3-9 显示主程序流程图3.8.4 清屏幕子程序清屏幕子程序流程为“开始”“页面地址0，列地址0”“显示数据为0”“判断一页是否满80个字节，否，跳转到显示数据为0，是，顺序执行”“页面地址加1”“判断是否满4页，否，跳转到显示数据为0，是，顺序执行”“结束”。图3-10 清屏幕子程序流程图3.9 课程设计具体程序3.9.1翻屏 在第一页显示“武昌首义学院郑明亮”。 在第二页显示“电气工程及自动化”。 程序如下：#include #include #include #define PD1 61 /* 122/2 分成左右两半屏(122x32) */unsigned char Column;unsigned char Page_ ; /* 页地址寄存器 D1,DO:页地址 */unsigned char Code_ ; /* 字符代码寄存器 */unsigned char Command; /* 指令寄存器 */unsigned char LCDData; /* 数据寄存器 */#define CWADD1 XBYTE0xfa00 /* 写指令代码地址(E1) */#define DWADD1 XBYTE0xfa40 /* 写显示数据地址(E1) */#define CRADD1 XBYTE0xfa80 /* 读状态字地址(E1) */#define DRADD1 XBYTE0xfac0 /* 读显示数据地址(E1) */#define CWADD2 XBYTE0xf800 /* 写指令代码地址(E/2#define DWADD2 XBYTE0xf840 /* 写显示数进地址(E#define CRADD2 XBYTE0xf880 /* 读状态字地址(E2#define DRADD2 XBYTE0xf8c0 /* 读显示数据地址(E2#define _Nop() _nop_ (); _nop_ (); _nop_ (); _nop_ (); _nop_ ()/*中文字模库 16x16点阵 */unsigned char code CCTAB32=/*点阵：16x16提取点阵方向：纵向字节掉转：是字节方式：C语言 */0x20,0x20,0x24,0x24,0x24,0xE4,0x26,0x24,0x20,0xFF,0x20,0x22,0x2C,0x20,0x20,0x00,0x20,0x60,0x3F,0x20,0x20,0x1F,0x11,0x11,0x10,0x03,0x1C,0x20,0x40,0x80,0xE0,0x00,/0x00,0x00,0x00,0x7F,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0xFF,0x00,0x00,0x00,/0x04,0x04,0x04,0xE4,0x25,0x36,0x2C,0x24,0x24,0x26,0x25,0xF4,0x24,0x04,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,/0x40,0x44,0x54,0x54,0x55,0x56,0x54,0x7C,0x54,0xD6,0x55,0xD4,0x54,0x44,0x40,0x00,0x40,0x44,0x25,0x25,0x95,0x7F,0x0D,0x05,0x84,0x5F,0x24,0x54,0x8D,0x84,0xC4,0x00,/0x00,0xC0,0x7F,0x55,0x55,0x40,0x55,0x4A,0x55,0x40,0x55,0x55,0x7F,0x40,0xC0,0x00,0x09,0x08,0x08,0x09,0x09,0x49,0x89,0x7D,0x0D,0x0B,0x09,0x08,0x08,0x09,0x08,0x00,/0x00,0xFE,0x22,0x5A,0x86,0x0C,0x24,0x24,0x25,0x26,0x24,0x24,0xA4,0x14,0x0C,0x00,0x00,0xFF,0x04,0x08,0x87,0x81,0x41,0x31,0x0F,0x01,0x7F,0x81,0x81,0x81,0xF0,0x00,/0x00,0xFE,0x22,0x5A,0x86,0x00,0xF4,0x54,0x54,0xFF,0x54,0x54,0x54,0xF4,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x04,0x08,0x27,0x10,0x09,0x05,0x01,0xFF,0x01,0x05,0x09,0x31,0x10,0x00,/0x10,0x21,0x62,0x06,0x80,0xAE,0xAA,0xAE,0xAA,0xFA,0xAE,0xAA,0xAA,0x8E,0x00,0x00,0x04,0x04,0xFE,0x01,0x10,0x14,0x15,0x16,0x14,0xFC,0x16,0x15,0x14,0x10,0x10,0x00,/0x00,0x00,0xF8,0xF0,0x90,0x90,0x90,0xFF,0xFE,0x90,0x90,0x90,0xF0,0xF8,0x10,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x07,0x04,0x04,0x04,0x7F,0xFF,0xC4,0xC4,0xC4,0xCF,0xC7,0xF0,0x40,/0x00,0x40,0x20,0x70,0x5C,0x4F,0x56,0x54,0x54,0x54,0xD4,0xFC,0x56,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x3F,0x60,0xC0,0xF0,0x40,/0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0xFC,0xFC,0x04,0x04,0x04,0x06,0x04,0x00,0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x7F,0x7F,0x40,0x40,0x40,0x40,0x60,0x40,0x00,/0x00,0x20,0x22,0xE2,0xFE,0xFF,0xA3,0x22,0x3F,0x9E,0x92,0x92,0x92,0xBE,0x9F,0x02,0x00,0x08,0x07,0x01,0xFF,0xFF,0x01,0x03,0x80,0x84,0x84,0xFF,0xFF,0x84,0xC4,0x80,/0x00,0x00,0x00,0x02,0x82,0xFE,0xFE,0x02,0x42,0x62,0x72,0x5E,0xCF,0xE2,0x40,0x00,0x00,0x80,0x60,0x3C,0x8F,0x83,0x40,0x61,0x36,0x1C,0x18,0x3E,0x67,0xE1,0xC0,0x40,/0x00,0x00,0x00,0xFC,0xF8,0x88,0x8C,0x8F,0x8A,0x88,0x88,0x88,0xF8,0xFC,0x08,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x7F,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0xFF,0x7F,0x00,0x00,/0x00,0x40,0x44,0x44,0xC4,0xC4,0x46,0x64,0x50,0x10,0xFF,0xFE,0x10,0xF0,0xF8,0x10,0x00,0x08,0x1C,0x1F,0x0B,0x08,0x9E,0x6C,0x30,0x1C,0x0F,0x43,0xC0,0x7F,0x3F,0x00,/0x00,0x00,0x80,0xE0,0xF8,0xFE,0x07,0x02,0x00,0xFF,0xFE,0x82,0xE0,0x7C,0x18,0x00,0x00,0x02,0x01,0x00,0xFF,0x7F,0x00,0x10,0x0C,0x7F,0xFF,0xC1,0xC0,0xC0,0xF8,0x60/;/汉字表：/武昌首义学院郑明亮/汉字表：/电气工程及自动化void WriteCommandE1() /*1.写指令代码子程序(E1)*/while(IN(CRADD1) & 0x80); /实际的液晶操作中可以不判断是否忙CWADD1=Command;Nop();void WriteDataE1() /*2.写显示数据子程序(E1)*/while(IN(CRADD1) & 0x80);DWADD1=LCDData;Nop();void WriteCommandE2() /* 4.写指令代码子程序(E2) */while(IN(CRADD2) & 0x80);CWADD2=Command;_Nop();void WriteDataE2() /* 5.写显示数据子程序(E2) */while(IN(CRADD2) & 0x80);DWADD2=LCDData;_Nop();/* 初始化程序 */void Init() Command = 0xe2;WriteCommandE1();WriteCommandE2();Command = 0xa4;WriteCommandE1();WriteCommandE2();Command = 0xa9;WriteCommandE1();WriteCommandE2();Command = 0xa0;WriteCommandE1();WriteCommandE2();Command = 0xc0;WriteCommandE1();WriteCommandE2();Command = 0xaf;WriteCommandE1();WriteCommandE2();/* 清屏 */void Clear()unsigned char i,j;i = 0;doCommand = (i + 0xb8);/* 页地址设置 */WriteCommandE1();WriteCommandE2();Command = 0x00; /* 列地址设置为0 */WriteCommandE1();WriteCommandE2();j = 0x50; /* 一页清 80个字节 */do LCDData = 0x00; /* 显示数据为0 */WriteDataE1();WriteDataE2();while(-j !=0); /* 页内字节清零循环 */while(+i !=4); /* 页地址暂存器加一 */ /* 显示区清零循环 */*延时函数*/void delay() unsigned int i;for(i=0;i=50000;i+);/*中文显示子程序*/ void WriteCHN16x16() unsigned char i,j,k; i= 0;j=0;while(j2) Command = (Page_ + j) & 0x03) | 0xb8; /* 设置页地址 */ WriteCommandE1();WriteCommandE2();k=Column; /* 列地址值 */ while(k Column + 16) if (k = PD1 * 2) break; /* 列地址是否超出显示范围 */ ;j+;/* 中文显示程序 */ void main() Init();Clear(); while(1)Clear(); Page_ = 0x02;Column = 0x20;Code_ = 0x00;WriteCHN16x16(); Page_ = 0x02;Column = 0x30;Code_ = 0x01;WriteCHN16x16(); Page_ = 0x02;Column = 0x40;Code_ = 0x02;WriteCHN16x16(); Page_ = 0x02;Column = 0x50;Code_ = 0x03;WriteCHN16x16(); Page_ = 0x00;Column = 0x20;Code_ = 0x04;WriteCHN16x16(); Page_ = 0x00;Column = 0x30;Code_ = 0x05;WriteCHN16x16(); Page_ = 0x00;Column = 0x40;Code_ = 0x06;WriteCHN16x16(); Page_ = 0x00;Column = 0x50;Code_ = 0x07;WriteCHN16x16(); delay();Clear(); Page_ = 0x02;Column = 0x20;Code_ = 0x08;WriteCHN16x16(); Page_ = 0x02;Column = 0x30;Code_ = 0x09;WriteCHN16x16(); Page_ = 0x02;Column = 0x40;Code_ = 0x0a;WriteCHN16x16(); Page_ = 0x02;Column = 0x50;Code_ = 0x0b;WriteCHN16x16(); Page_ = 0x00;Column = 0x20;Code_ = 0x0c;WriteCHN16x16(); 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