毕业设计（论文）-基于IIC总线的点阵LCD显示单元设计.doc

毕业论文(设计)题 目 基于IIC总线的点阵LCD显示单元设计 设 计 人 （签名）设计说明书页附 图张附 表张图 纸张教 学 团 队 名 称 教学团队 负 责 人 （签名）设 计 指 导 教 师 （签名） （签名）评 阅 人（签名） 2012年5月31日作者声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全了解有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理机构送交论文的复印件和电子版。同意省级优秀学位论文评选机构将本学位论文通过影印、缩印、扫描等方式进行保存、摘编或汇编；同意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅。本学位论文内容不涉及国家机密。论文题目：基于IIC总线的点阵LCD显示单元的设计作者单位：作者签名： 2012年 5月 20日 目 录摘 要4ABSTRACT51绪论61.1 液晶显示器件(LCD)的介绍612国内外现状和趋势613论文选题的意义72 LCD的显示原理821 STN-LCD显示原理822液晶显示的驱动方法823静态驱动法82 .4 动态驱动法925液晶显示的控制方法93 显示模块系统设计1131显示模块的分类11311数显液晶模块11312液晶点阵字符模块12313点阵图形液晶模块1232显示模块的结构分析1333显示模块的硬件电路设计133.4 电路图的设计及介绍134 液晶显示的硬件设计184.1 T6963C控制器模块及其应用184.1.1 图形液晶显示模块的电路特性184.1.2 T6963C的特点194.1.3 T696C的液晶显示方式194.2 液晶显示实例204.3 液晶界面的设计214.5 程序流程224.6 主流程图225 通讯协议23致 谢27参考文献28摘 要 基于IIC总线的点阵LCD显示单元，可通过IIC总线与系统其它单元连接，实现数据的串行传输。通过晶振电路提供时钟脉冲，经过中心控制单元p87lpc762将串行数据转化为并行数据。点阵LCD模块是独立的显示单元，与中心控制单元p87lpc762芯片通过八位数据线相连。能显示汉字、字符、图形，并且能实现滚动显示。基于IIC总线的点阵LCD显示单元通过通讯协议与外部单元或系统内部单元进行通讯，通过指定的命令字符显示所要显示的内容。对于系统内部各单元间的连接与通讯起到了很大的作用。方便设计者使用。 关键词：IIC总线，LCD液晶显示，通讯ABSTRACT IIC bus dot matrix LCD display unit, connected by a line with other units of the system, the serial transmission of data. Crystal oscillator circuit to provide a clock pulse, after the central control unit p87lpc762 serial data into parallel data. The dot matrix LCD module is a separate display unit with the central control the unit p87lpc762 chip is connected via eight data lines. Able to display Chinese characters, characters, graphics, and scrolling display. IIC bus-based dot matrix LCD display unit via the communication protocol and an external unit or inside the system unit to communicate the content to be displayed through the command specified character display.For connection and communication between cells within the system play a significant role. Convenient designers use. Key words：IIC bus，LCD display，communication 1绪论1.1 液晶显示器件(LCD)的介绍 液晶显示器件(LCD)是一种高新技术的基础元器件。它利用液晶的各种电光效应，把液晶对电场、磁场、光线和温度等外界条件的变化在一定条件下转换为可视信号而制成的显示器。STNLCD是通过电场控制液晶分子的排列从而改变液晶盒内偏振光的双折射效应而实现显示，STNLCD是目前LCD生产的中档产品，它具有显示信息量大的特点，主要应用于各种仪器仪表、手机、PDA、笔记本电脑等。液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件(斑马条、斑马纸或金属管脚等)、PCB线路板、液晶显示控制器、行列驱动控制器、负压发生器、偏置电路、温度补偿电路、背光源、背光源驱动控制电路、结构件(框架或模具)等装配在一起的组件。本文的任务是设计一款240128像素点阵的液晶显示模块，实现点阵LCD显示驱动和控制。该模块采用EPSON公司的SEDl335作为液晶显示控制器；行、列驱动控制器统一选用SUMSUNG公司CMOS高电压工艺的$680086；32K8SRAM62256；台湾沛亨公司的高负压输出的AICl652；运算放大器分压电路：CCFL背光源及驱动控制电路：大连东显电子有限公司的EDM32024002液晶显示屏。SEDl335具有较强功能的IO缓冲器，较强的管理显示缓冲区的能力(有160种内部发生器，并能分区管理64K的显示缓冲器)和闪烁显示、点位移等特性。它还可以4位数据并行发送，最大驱动能力为640256点阵。该模块充分利用了SEDl335的各种特性，可以满足不同客户和显示设备的需求。该模块本着实用的设计风格，结合东显公司在液晶显示行业十多年丌发和生产的实际经验，在器件、工艺和接口的选择上均采用标准、长期、经济的原则，便于原材料的采购和降低成本，保证生产的长期供货以及新、老用户硬件和软件的兼容。模块样品通过了公司和许多客户的多项测试，已经批量供货，成为公司标准的模块之一。液晶显示器具有低电压、低功耗的特点，与CMOS集成电路相匹配。电池作为电源，适合于便携式显示。液晶显示器还具有易彩色化，非发光式被动显示的特点。彩色液晶显示是利用液晶的光阀特性和彩色滤光膜及三基色灯来实现的，现有技术容易制造彩色滤光膜和三基色灯。还有液晶显示靠调制外界光来实的，显示体本身不发光，不刺激眼睛，不易疲劳等优点。利用液晶光阀特性容易实现投影大屏幕显示。因而，液晶显示应用几乎覆盖所有显示应用领域。12国内外现状和趋势60年代中期美国首先发现液晶显示原理，1968年公开在刊物上发表向列相液晶动态散射显示原理和显示样机。第台成型的液晶显示媒体出现在1971年，这就是最初的TNLCD(扭曲向列液晶显示器)，80年代初TNLCD商品大量上市，主要被用作手表、时钟、电子计算机、电话、传真机及一般家电用品的数字显示，目前简单矩阵驱动的TN型产品以小尺寸黑白文字显示类LCD为主。1984年欧美提出了STNLCD(超扭曲向列液晶显示器)，同时也提出了TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)技术，但在那时还不够成熟。80年代末，R本掌握了STNLCD的大规模生产技术，LCD工业开始飞跃发展。1993年日本又掌握了TFT-LCD生产技术，液晶显示器开始一方面向廉价、低成本的方向发展，随后DSTNLCD(双层超扭曲向列)诞生：另一方面向高端的薄膜晶体管TFT-LCD发展。1997年，日本建成了一大批以550minX700mm为代表的大基板尺寸第三代TFTLCD生产线。在此期间，韩国和台湾也开始介入液晶显示器生领域，我国内地企业引进生产线，生产TNLCD。我国于1969年开始研究液晶显示，但规模生产起步较晚。目前我国虽然是世界上最大的TNLCD生产国，在原材料技术和生产工艺技术上已落后一步。而东亚地区，逐渐发展成为世界液晶显示器的主要生产地，日本、韩国和我国台湾则走在了最前列。近年，随着中国大陆改革开放的深入和加入WTO，日本、韩国和我国台湾已经将大部分STN的生产线和部分TFT生产线向中国大陆转移，中国大陆已经陆续投产几条较为先进的TFT生产线。但生产工艺、技术和部分原材料的专利仍掌握在日本或其它少数国家手中，这是中国大陆LCD产业发展的不利因素。13论文选题的意义液晶显示器件是一种高新技术的基础元器件，虽然其应用巳很广泛，但对很多人来说，使用、装配时仍感到困难。特别是点阵型液晶显示器件，使用者更是会感到无从下240X128像素液晶显示模块的设计与应用手。特殊的连接方式和所需的专用设备也非人人了解和具备，故此液晶显示器件的用户希望有人代劳，将液晶显示器件与控制、驱动集成电路装在一起，形成一个功能部件，用户只需用传统工艺即可将其装配成一个整机系统。随着模块的标准化，用户在选择和使用过程中只关心模块的接口，对于模块的设计和构造以及在使用中出现的因为模块设计原因产生的问题并不了解。本文通过设计一款240*128像素点阵的液晶显示模块的，介绍液晶显示模块的结构和显示、驱动原理。结合多年的液晶显示器件开发和生产经验，对部分显示缺陷从原理上进行论述，设计上进行了弥补。液晶显示模块的显示控制器采用日本SEIKOEPSON公司生产的SEDl335系列显示控制器。它是目前市场上功能最全、设计最先进的液晶显示控制器之一。通过对SEDl335系列显示控带8器的了解，可以较为全面地掌握液晶显示驱动控制的原理。2 LCD的显示原理21 STN-LCD显示原理 为了改善TN液晶显示器件电光响应曲线不陡峭而造成的驱动容量较低，人们陆续发了一系列超过90度扭益的液晶显示器件，把扭曲角度在180度。360度的液晶显示器件称为超扭曲向列相液晶显示器件。目前，几乎所有的点阵图形和大部分点阵字符液晶显示器件均采用STN模式，本模块的液晶显示器件也采用STN模式产品。STN与IN显示原理上略有不同，产品结构上基本相同，只不过盒中液晶分子排列不是沿面90度扭曲排列，而是180度360度扭曲排列。STN的另一个不同是上下偏振片的偏振方向不同。它的工作原理是入射STN的偏振光方向与液晶分子定向方向成一定角度，从而使入射偏振光被分解为两束(正常光和异常光)。两束光由于液晶分子的变化产生很大的光程差，从而在通过检偏振片时产生干涉。这样的电光过程使STN的阈值特性变得很陡，从而实现大容量显示。但因为这样的工作原理，STN必然是有色模式，所以它的对比度会有所下降。显示容量的增加，使STN可以实现彩色化。STN是液晶显示器件的高技术产品，由于是光干涉型的器件，其材料的选用、生产工艺的选择均十分严格。因此STN成本要比TN的成本高得多。由于其大容量显示的大量外引线，使其安装工艺、方法等都与一般液晶显示器件不同。目前STN液晶显示器件都是以表面装配(SMD)工艺或(载带封装)TCP、(卷带自动结合)TAB工艺将IC、阻容外围元件与液晶显示器件装在一起的模块形式出现在用户面前。22液晶显示的驱动方法 液晶的显示是由于在显示像素上施加了电场的缘故，而这个电场则由显示像素前后两个电极上的电位信号合成产生，在显示像素上建立直流电场将导致液晶材料的化学反应和电极老化从而迅速降低液晶的显示寿命，因此必须建立交流驱动电场，并且要求这个交流电场中的直流分量越小越好，通常要求直流分量小于50mV。在实际应用中，由于采用了数字电路驱动，所以这种交流电场是通过脉冲电压信号来建立的。显示像素上交流电场的强弱用交流电压的有效值表示，当有效值大于液晶的阈值电压时，像素呈显示念；当有效值小于液晶的阈值电压时，像素不产生电光效应；当有效值在闺值电压附近时，像素呈现较弱的电光效应，此时会影响液晶显示器件的对比度。液晶显示的驱动就是用来调制施加在液晶显示器件电极上的电位信号的相位、峰值、频率等，以建立驱动电场，以实现液晶显示期间的显示效果。液晶的驱动有许多种，常用的驱动方法有静态驱动法和动态驱动法。23静态驱动法静态驱动法是获得最佳显示质量的最基本的方法，它适用于笔段型液晶显示器件的驱动。这类液晶显示器件的电极结构是，当多位数字组合时，各位的背电极BP是连在一起的。静态驱动法的电路中，振荡器的脉冲信号经分频后直接施加在液晶显示器件的背320240像素液晶显示模块的设计与应用电极上；而段电极的脉冲信号是由显示选择信号与时序脉冲通过合成产生。当某位显示像素被显示选择时，该显示像素上两电极的脉冲电压相位差180”，在显示像素上产生于液晶材料饱和电压值的电压脉冲序列，使该显示像素呈现显示特性：当某位显示像素为非显示选择时，该显示像素上两电极的脉冲电压相位相等，在显示像素上合成电压脉冲为0V，从而实现显示的效果。为提高对比度，适当地调整脉冲电压即可。2 .4 动态驱动法 当液晶显示器件上的显示像素众多时(如点阵型液晶显示器件)，为了节省庞大的硬件驱动电路，在液晶显示器件电极的制作与排列上作了加工，实施了矩阵型的结构，即把水平一组显示像素的背电极都连在一起引出，称之为行电极，用COM符号表示：把纵向一组显示像素的段电极都连接起来一起引出，称之为列电极，用SEG符号表示。在液晶显示器件上每一个显示像素都由其所在的列与行的位置唯一确定。在驱动方式上相应地采用了类同于CRT的光栅扫描方法。液晶显示的动态驱动法是循环地给行电极施加选择脉冲，同时所有显示数据的列电极给出相应的选择或非选择的驱动脉冲，从而实现某行所有显示像素的显示功能，这种行扫描是逐行顺序进行的，循环周期很短，使得液晶显示屏上呈现出稳定的显示。在一帧中每一行的选择时间是均等的。假设一帧的扫描行数为N，扫描时间为1，那一行所占有的选择时间为一帧时间的1N。在液晶显示的驱动方法中把这个值，即一帧行扫描数的倒数称为液晶显示驱动的占空比(duty)，用d表示。在同等电压下，扫描行数的增多将使液晶显示的占空比下降，从而导致了变电场电压有效值的下降，降低了显示质量。因此随着显示屏的增大，显示行的增多，为了保证显示的质量，就需适当地提高驱动电压或采用双屏电极排布结构以提高电场的电压有效值或提高占空比。在动态驱动方式下，液晶显示器件某一位置上的显示像素的显示机理是由行选择电压与列显示数据电压合成实现的，即要使某一位置的像素如(i，i)点显示，就需要在第i列和第j行上同时施加选择电压，以使该点变电场达到最大。但是此时除(i，i)点外第i列和第i行的其余各点也都承受了一定的电压，把这些点称为半选择点，若半选择点上的有效电压大于闽值电压时，在屏上将出现不应有的显示，使对比度下降，这种效应叫“交叉效应”。在动态驱动法中解决“交叉效应”的方法是平均电压法，即把选择点和半选择点的电压平均化，适度提高非选择点电压来抵消半选择点上的一部分电压，使得半选择点上电压下降，提高显示的对比度。25液晶显示的控制方法 液晶显示按照控制方式分类可以分为简单矩阵液晶显示(PMLcD)和有源矩阵液晶显示(AMLCD)。PMLCD器件是由带有条状ITO电极的两块玻璃板之间注入液晶而构成的，其结构简单，生产成本低。但TN和STN的PMLCD易出现交叉干扰，很难实现高分辨率和高灰度显示。主要应用于仪器仪表、年历、家电、游戏机、电子记事本、手机、PDA等。双稳态胆淄相PM-LCD技术，是利用在电场作用下液晶的双稳态织构变化而得到反射式存储彩色显示。该技术利用反射显示和存储特性既可以节能，而且扫描行数不受限制，非常适用于各种便携式显示，尤其是电子书的最佳候选者。AM-LCD与PM，LCD差别在于前者每个像素均加开关器件，既有利于克服交叉干扰，又不受占空比的限制，可以得到高对比度和高分辨率显示。当前AM-LCD大部分采用a-siTFTAM-LCD器件结构。上玻璃内侧有彩色滤光膜，下玻璃内侧有TFT器件平面阵列并对应于每个像素，上下玻璃之间有液晶层。像素由TFT和存储电容器及ITO像素电极组成。TFT的工作原理与CMOS器件工作原理相同。除ITO像素电极外，其余部分均不透明。因此，开口率取决于ITO像素电极面积与不透明部分的比例，丌口率越大亮度越高。因而要减TFT沟道尺寸和存储电容器面积，可将存储电容器做在栅电极下面或做在电极总线下面。采用提高硅载流予迁移率可以减少TFT沟道尺寸及存储电容面积。但一般a-si迁移率为05一lcm2Vs。近年发展的p-si技术，其迁移率大于asi迁移率的两个数量级。因而p-siTFT尺寸小，不仅适合于高密度高分辨率显示，也可以将周边驱动电路集成到LCD屏上。采用高介电常数绝缘材料可使存储电容器面积减小；另外，存储电容器傲在栅极总线上也能提高开口率。p-si材料分为高温p-si和低温p-si，前者用石英衬底，应用于投影显示；后者用玻璃衬底，可应用于各种尺寸显示，是当前研究热点。 3 显示模块系统设计液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB线路板、背光源、结构件装配在一起的组件英文名称叫“LCDModule”，简称“LCM”，中文一般称为“液晶显示模块”。实际上它是一种商品化的部件根据我国有关国家标准的规定：只有不可拆分的一体化部件才称为“模块”，可拆分的叫作“组件”。所以规范的叫法应称为“液晶显示组件”。但是由于长期以来人们都己习惯称其为“模块”。31显示模块的分类 从广义上说，凡是由液晶显示器件和集成电路装配在一起的部件都属于“模块”，但实际上我们通常所说的“模块”主要是指点阵液晶显示器件装配的点阵液晶显示模块，特别因为是点阵液晶显示器件产品除某些专用大批量的一些品种(如翻译机、通讯用)，生产厂家是直接向用户供应液晶显示器件外，几乎所有通用型点阵液晶显示器件都是加工成模块后才供给用户的，所以很容易形成“液晶模块”就是“点阵液晶模块”的误解。311数显液晶模块 这是一种由段码型液晶显示器件与专用的集成电路组装成体的功能部件，只能显示数字和一些标识符号。段码型液晶显示器件大多应用在便携、袖珍设备上。由于达些设备体积小，所以尽可能不将显示部分设计成单独的部件，即使一些应用领域需要单独的显示组件，那么也应该使其除具有显示功能外，还应具有一些信息接收、处理、存储传递等功能，由于它们具有某种通用的、特定的功能而受市场的欢迎。常见的的数显液晶显示模块有以下几种。(1)计数模块 这是一种由不同位数的七段型液晶显示器件与译码驱动器，或再加上计数器装配成的计数显示部件。它具有记录、处理、显示数字的功能。目前我国市场上能够见到的主要产品有由CD4055译码驱动器驱动的单位液晶显示器件显示模块，以及出ICM7211，ICM7231，ICM7232，CDl4543，UPDl45001，HD44100等集成电路与相应配套的液晶显示器件组装成的4位、6位、8位、10位、12位、16位计数模块。在选用这类计数模块时必须注意以下几点：功能：虽说都叫“计数模块”，但其中大部分并不能直接计数。它们的输人端口有的仅是BCD码接口形式，有的是BCD码加选通端输人接口形式，还有的是可直接与串行、并行口相接的接口形式等等，如需要计算或记录一串数字，还必须配置相应的电路，当然也有将计数电路配好在模块上的产品。结构：液晶显示器件有不同的安装方法和安装结构。固此，在选用时要注意其结构特点，一般来说，这种计数模块大都由斑马导电橡胶条、塑料(或金属)压框和PCB板将液晶显示器件与集成电路装配在一起而成。其外引线端有焊点式、插针式、线路板插脚式几种。电源：一台设备应该尽量使用统一的电源，常见的液晶显示器件计数模块有单电源型和双电源型，有5V和9V等不同规格。(2)计量模块这是一种有多位段型液晶显示器件和具有译码、驱动、计数、AD转换功能的集成电路片组装而成的模块。由于所用的集成电路中具有AD转换功能，所以可以将输入的模拟量电信号转换成数字量显示出来。我们知道任何物理量，甚至化学量(如酸碱度等)都可以转换为模拟电量，所以只要配上一定的传感器，这种模块就可以实现任何量值的碉量和显示，使用起来十分方便。计量模块所用的集成电路型号主要有ICL7106、ICL7116、ICL7126、ICL7136、ICL7135、ICL7129等，这些集成电路的功能、特性决定了计量模块的功能和特性。作为计量产品，按规定必须进行计量鉴定。经计量部门批准在产品上贴有计量合格证。(3)计时模块计时模块将液晶显示器件用于计时历史最久，将一个液晶显示器件与一块计时集成电路装配在一起就是一个功能完整的计时器。声于它没有成品钟表的外壳，所以称之为计时模块。计时模块虽然用途很广，但通用、标准型的计时模块却很难在市场上买到，只能到电子钟表生产厂家去选购或定购合适的表芯，计时模块和计数模块虽然外观相似，但它们的的显示方式不同，计时模块显示的数字是由两位一组两位一组的数字组成的而计数模块每位数字均是连续排列的。由于不少计时模块还具有定时、控制功能，因此这类模块可广泛装配到一些加电、设备上，如收录机、CD机、微波炉、电饭煲等电器上。312液晶点阵字符模块它是由点阵字符液晶显示器件和专用的行、列驱动器、控制器及必要的连接件，结构件装配而成的，可以显示数字和西文字符。这种点阵字符模块本身具有字符发生器，显示容量大，功能丰富。一般该种模块最少也可以显示8位1行或16位1行以上的字符。这种模块的点阵排列是由5x7、58或5x11的一组组像素点阵排列组成的。313点阵图形液晶模块 这种模块也是点阵模块的一种，其特点是点阵像素连续排列，行和列在排布中均没有空隔。因此可以显示了连续、完整的图形。由于它也是有XY矩阵像素构成的，所以除显示图形外，也可以显示字符。(1)行、列驱动型这是一种必须外接专用控制器的模块，其模块只装配有通用的行、列驱动器，这种驱动器实际上只有对像素的一般驱动输出端，而输入端一般只有4位以下的数据输入端、移位信号输人端、锁存输人端、交流信号输人端等，如HD44100，IID66100等此种模块必须外接控制电路，如HD61830，SEDl330等才能与计算机连接该种模块数量最多，最普遍。虽然需要采用自配控制器，但它也给客户留下了可以自行选择不同控制器的自由(2)行、列驱动控制型这是一种可直接与计算机接口，依靠计算机直接控制驱动器。这类模块所用的列驱动器具有IO总线数据接口，因此可以将模块直接挂在计算机总线上。常见的比较典型的这类驱动器有日立的HD61202，爱普生SEDl520，东芝T8841B、T7932等。这种类型的模块数据线直接与计算机总线相连，省去了专用控制器。因此对整机系统降低成本有好处。对于像素数量不大，整机功能不多，对计算机软件编程又很熟悉的用户非常适用。不过它会占用计算机系统的部分资源。(3)行、列控制型这是一种内藏控制器的点阵图形模块。也是比较受欢迎的一种类型。这种模块不仅装有如第一类的行、列驱动器，而且也配有如东芝T6963C，爱普生SEDl330、SEDl335等的专用控制器。这种驱动器是液晶驱动器和计算机的接口，它以最简单的方式受控于计算机，接收并反馈计算机的各种信息，经过自己独立的信息处理实现对显示缓冲区的管理，并向驱动器提供所需要的各种信号、脉冲，操作驱动器实现模块的显示功能。这类控制器具有自己一套专用的指令，并具有自己的字符发生器CGROM。用户必须先熟悉这种控制器的详细说明书，才能进行操作。这种模块使用户摆脱了对控制器的设计、3Hq-、制作等一系列工作，又使计算机避免了对显示器的繁琐控制，节约了主机系统的内部资源。32显示模块的结构分析本次设计的是一款采用SMT连接工艺，行、列控制型240128像素点阵的图形液晶显示模块。模块的硬件电路主要包括显示控制器、RAM、行、列驱动器、偏压电路、负压发生器、背光及逆变器电路。33显示模块的硬件电路设计本文的任务是设计一款240128像素点阵的液晶显示模块，实现点阵LCD显示驱动和控制。该模块采用EPSON公司的SEDl335作为液晶显示控制器；行、列驱动控制器统一选用SUMSuNG公司cMOS高电压工艺的$680086；32KX8SRAM62256：台湾沛亨公司的高负压输出的AICl652；运算放大器分压电路；CCFL背光源及驱动控制电路；大连东显电子有限公司的EDM320240-02液晶显示屏。3.4 电路图的设计及介绍 电路图如图（31）所示：图（31）总电路图此电路图中主要包括有：振荡电路，复位电路，87LPC762单片机，IIC接口和LCD显示器。下面介绍他们的特性及其作用。1.振荡电路如图（32）所示：图（32）振荡电路图振荡电路用于发射脉冲信号，振荡电路是起主导作用，是产生信号的作用，首先，它是由一个电容器和带铁芯的自感线圈串联而成，开始时电容器内有电荷于是它就当作电源，就输给自感线圈，又因为自感线圈对电流有阻碍作用，所以它就可以得到一个可变的电流，就可以产生磁场，当电容器内的电放完后，自感线圈又将磁场转化为电能给电容器充电，电容器两极有电压于是就产生电场（反复上述过程），磁场和电场交织在一起就成了电磁波，就为传送信息做下了基础。（当然电场和磁场是不可分割的）。2.复位电路如图（33）所示： 图（33）复位电路图在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。基本的复位方式单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。当系统处于正常工作状况时，且振荡器稳定后，若果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期（24个震荡周期）以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位 ，本论文选用的是手动复位，手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。3. P87LPC762单片机如图（34）所示：图（34）P87LPC762单片机引脚图P87LPC762是20脚封装的单片机，适合于许多要求高集成度、低成本的场合。可以满足许多方面的性能要求。作为Philips小型封装系列中的一员，P87LPC762提供高速和低速的晶振和RC振荡方式，可编程选择。具有较宽的操作电压范围。可编程I/O口线输出模式选择，可选择施密特触发输入，LED驱动输出。有内部看门狗定时器。P87LPC762采用80C51加速处理器结构，指令执行速度是标准80C51 MCU的两倍。特性：操作频率为20MHz时，除乘法和除法指令外，加速80C51指令执行时间为300600ns。VDD=4.56.0V时，时钟频率可高达到20MHz，VDD=2.74.5V时,时钟频率最大为10MHz。数字信号的操作电压为2.76.0V。P87LPC762为2K字节OTP程序存储器，128字节的RAM。32Byte用户代码区可用来存放序列码及设置参数。2个16位定时/计数器，每一个均可设置为超时溢出时相应端口输出。内含2个精确模拟量比较器通过外接RC器件可组成二路A/D转换器。全双工通用异步接收/发送器及I2C通信接口。八个键盘中断输入，另加2路外部中断输入。4个中断优先级。低电平复位。使用片内上电复位时不需要外接元件。低电压复位。可选择预先设定好的两种电压之一复位,当掉电时允许系统安全关闭。也可将其设置为一个中断源。振荡失败检测。看门狗定时器和片内振荡完全分开,因此它可作为振荡器失败探测器。可选择片内振荡及其频率范围和RC振荡(用户通过对EPROM位编程选择)。选择RC振荡器时不需外接振荡器件。可编程I/O口输出模式：准双向口,开漏输出,上拉和只有输入功能。可选择施密特触发输入。所有口线均有20mA的驱动能力。可控制口线输出转换速度以降低EMI,输出最小上升时间大约为10ns。最少15个I/O口,选择片内振荡和片内复位时可有多达18个I/O口。如果选择片内振荡及复位时,P87LPC76x仅需要连接电源线和地线。串行EPROM编程允许对芯片进行板上编程。2位EPROM保密位可防止程序被读出。空闲和掉电两种省电模式。提供从掉电模式中唤醒功能（低电平中断输入启动运行）。典型的掉电电流是1A。20脚DIP、SO和TSSOP封装。4.IIC接口如图（35）所示：图（35）IIC接口图IIC总线的数据传输是微机处理控制的。运行时，主控微机发出启动信号、时钟信号；结束时，发出停止信号。IIC总控制线的“起始”和“终止”条件：IIC总线上的信号传输有两种特定状态，即起始状态和停止状态，如图（36）所示：图（36）IIC电路工作示意图起始条件：当SCL为高电平，SDA由高电平变为低电平。此状态由主控微机产生：终止条件：当SCL为高电平时，SDA由低电平变为高电平。此状态由主控微机产生。用时序图表示如下：在数据传输过程中，SDA上的数据在时钟脉冲为高电平是必须稳定，只有当时钟脉冲为低电平时，SDA上的电平才变化，否则所传的数据无效。5.LCD显示器如图（37）所示：图（37）LCD电路图显示器的介绍如下章所述。4 液晶显示的硬件设计4.1 T6963C控制器模块及其应用4.1.1 图形液晶显示模块的电路特性本次设计采用了内藏T6963C控制器的点阵式液晶显示器。T6369C是点阵式液晶图形显示控制器，能直接与51系列的单片机接口，通过向T6963C写入命令和数据就能使其完成相应的控制和显示功能。可以以图形方式、文本方式、图形与文本合成方式进行显示，以及文本方式下的特征显示。基于T6963C控制器的液晶显示模块由液晶显示控制器T6963C及其周边电路、行驱动器、列驱动器、液晶驱动偏压电路、显示存储器以及液晶屏组成。常用的液晶显示模块一般都是单屏结构，因此我们讨论单屏结构的液晶显示模块。内藏T6963C的单屏结构点阵式图形液晶显示模块的方框图（41）如下：图（41） 液晶显示模块的方框图T6963C控制器自带一块64K的RAM。按功能划分，该RAM的数据存储区被分为三块区域。即字模生成区、图形显示区和文本显示区。T6963C的最大特点是具有独特的硬件初始值设置功能，显示驱动所需的参数。占空比系数，驱动传输的字节数/行及字符的字体选择等均由引脚电平设置，这样T6963C的初始化在上电时就已经基本设置完成，软件操作的主要精力就可以全部用于画面的设计上了。4.1.2 T6963C的特点（1）T6963C是点阵式液晶图形显示控制器，它能直接与80系列的8位微处理器接口；（2）T6963C的字符字体由硬件设置，其字体有4种：58、68、78、88；（3）T6963C的占空比可从1/16到1/128；（4）T6963C可以图形方式、文本方式及图形和文本方式进行显示，以及文本方式下的特征显示，还可以实现图形拷贝操作等等；（5）T6963C具有内部字符发生器CGROM，共有128个字符，T6963C可管理64K显示缓冲区及字符发生器CGRAM。并允许MPU随时访问显示缓冲区，甚至可以进行位操作。4.1.3 T696C的液晶显示方式在显示屏上，成像的最小单位象素点。以240128为例，其有240128个象素点，每个象素点可单独控制其亮灭，而多个象素点的亮灭就可显示图形和文字了。单片机中1字节的二进制数由8位0或1组成的，若用0来控制象素点的灭，1来控制其亮，则可用单片机的输出控制液晶的显示了。T6963C就是利用了这种原理。它有一个显示存储器RAM和一个字符发生器CGRAM，它们共用一个64K的存储器RAM。此外还有一个CGROM，用以存放固有的字模数据。每一个显示RAM的单元都对应于液晶屏上一个位置。我们将字模数据写入该RAM单元，则会在液晶屏上相应位置显示出该数据所代表的图形或文字。T6963C有图形方式和文本方式两种显示方式。这两种显示方式中显示RAM每一个单元所代表的液晶屏上的象素点阵列的大小却不一样。对图形方式而言，显示RAM中的数据就直接控制了象素点的亮灭，所以一个显示RAM单元（1个字节）就代表了显示屏上一个81的点阵。而文本方式则不同，文本方式中写入到显示RAM中的只是一个字符的代码，代表的是CGRAM或CGROM中的一块连续的8字节的数据，也就是该字符的字模数据，这时，一个显示RAM单元代表的是显示屏上一个88的象素点阵列。T6963C在程序初始化时，要对显示RAM进行定义。分别定义出图形显示区域和文本显示区域，并且要定义出在液晶屏上显示一行要用多少个显示RAM单元。这受实际液晶屏大小的限制，以240128为例，则一行要用30个显示RAM单元。图形显示区域或文本显示区域首地址代表了液晶屏上左上角的字符位（文本显示）或字节位（图形显示），相邻的下一个RAM单元代表同行的下一个字符位或字节位（或下一行的开始）。4.2 液晶显示实例T6963C液晶的数据编码采用横字节扫描方式，每个汉字占用32个字节。举例：在HG240128显示汉字“中国”0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 00 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 00 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 00 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 00 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 00 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 00 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0得到汉字“中国”的编码为0100H,0000H 0100H,7FFCH 0100H,4004H 7FFCH,5FF4H4104H,4104H 4104H,4104H, 4104H,4104H 4104H,4FE4H7FFCH,4104H 0100H,4144H 0100H,4124H 0100H,4114H0100H,5FF4H 0100H,4004H 0100H,7FFCH 0100H,0000H同理：“浙江师范大学”的编码为：022H,07EH,010H,000H,00BH,0FEH,004H,020H,001H,000H,010H,08CH 022H,040H,013H,0FCH,048H,020H,0FFH,0FEH,001H,000H,00CH,0C8H 00FH,0C0H,000H,040H,048H,020H,004H,060H,001H,000H,008H,090H 082H,040H,088H,040H,04BH,0FEH,040H,000H,001H,000H,07FH,0FEH 052H,07EH,048H,040H,04AH,022H,031H,0F8H,0FFH,0FEH,040H,004H 052H,048H,050H,040H,04AH,022H,091H,008H,001H,000H,08FH,0E8H 023H,048H,010H,040H,04AH,022H,061H,008H,002H,080H,000H,040H 026H,048H,010H,040H,04AH,022H,049H,008H,002H,080H,000H,080H 02AH,048H,020H,040H,052H,022H,009H,038H,002H,040H,07FH,0FEH 0C2H,048H,0E0H,040H,052H,02AH,011H,010H,004H,040H,000H,080H 042H,048H,020H,040H,012H,024H,0E1H,000H,004H,020H,000H,080H 042H,088