单片机液晶显示器课程设计.doc

摘要本文主要介绍了89C51 单片机为控制设备，液晶显示器为显示设备。实现的一个可以显示汉字的液晶显示器设备。通过汉字显示程序的地址，接着运行相应的程序取汉字机内码和西文字符的ASCII 码，并在存储器中进行寻址找出相对应的显示代码或汉字字模，提取后作为阵显示信息送液晶显示器显示。液晶显示已经是人机界面的关键技术。本文对基于单片机的液晶显示控制技术进行了研究。首先本文研究了LCD1602液晶屏的显示原理，随后通过在Proteus仿真软件上构建相关的仿真电路，并连接在Keil软件编写、编辑及编译生成的相关的.Hex驱动程序电路仿真，成功仿真出对所需内容的显示。 关键字 ：LCD1602、单片机、仿真This paper mainly introduces the 89C51microcontroller as the control equipment, LCD display for the display device. Implementation of a liquid crystal display device can display Chinese characters. The Chinese characters display program address, and then running the corresponding procedures and take the Chinese characters code and Western characters ASCII code in a memory addressing, and finds the corresponding display code or Chinese characters font, extracted as a matrix display information sent LCD display. Liquid crystal display is the key man-machine interface technology. This paper based on the single-chip LCD control technology research. Firstly, this paper studies the LCD1602LCD screen of the display principles, followed by Proteus simulation software to construct related simulation circuit, and is connected to the Keil software compiling, editing and compiling the related.Hex driver circuit simulation, the successful simulation to the desired content display.The keyword:LCD1602 single chip computer simulation目录前言21设计目的和意义31.1 设计目的31.2 设计意义32单片机系统介绍52.1 89C51单片机的概述52.2 89C51 单片机管脚说明53硬件设计83.1 LCD1602 简介83.2 LCD1602主要参数引脚功能83.3 系统电路图114软件设计124.1 系统框图124.2 程序清单135软件调试156总结167参考文献188致谢19- 21 -前言古人云：“百尺竿头，更进一步。”也就是说：我们不要满足于已取得的成就，还要继续努力，不断勇往直前。但高中的时候，高考这块敲门砖就是你的指明灯。而进入大学，我一下子被什么协会、什么学生会、什么球队、学习上的难题冲昏了头脑，我甚至不知道什么时候该干些什么了。有时候更会发自内心的支持“读书无用论”，因为高中学的是基本知识，而大学学的是理论，因此，对学习的兴趣也就随着变淡了。但深知大学四年不能就这样孤独、寂寞、迷惘、恐惧地度过，所以，还一直端正自己的态度，努力地做好一切事。而课程设计正好弥补大学这种纯理论学习的弊端，也是适应社会主义建设人才的一项重要的实践环节，是理论联系实际的有效方式。高校是工程师的摇篮，要培养德才兼备的合格工程师，必须进行理论知识和实践动手能力的正规会培训。课程设计是电气工程及其自动化专业必须参与的一项实践教学环节。通过课程设计，学生可以综合运用所学的电气设计的理论知识和方法，掌握设计的一般规律，培养解决电气工程中实际问题的能力。在课程设计的过程当中，学生可以通过查阅、分析、计算、绘图等过程，学习正确运用标准、规范、手册、图册等技术资料，训练设计的基本技能。同时，把在理论教学中学到的知识具体运用到实际工作中，提高学生的综合素质，从而达到工程师基本培训的目的，使学生成为既有理论知识，又有实际动手能力的工程技术既管理人才。虽然课程设计已经结束，但作为一名大学生对设计中任务要求做出正确的方案以及自己的一些感想做一次总结也很有必要。由于时间仓促和水平有限，论文中难免有不当和欠妥之处，敬请各位老师不吝批评指正。1 设计目的和意义1.1 设计目的熟悉掌握1602液晶，和12862液晶的原理，了解液晶显示屏的工作原理，掌握液晶显示屏显示程序的设计方法。1.2 设计意义单片机课程设计过程中，学生通过查阅资料、接口设计、程序设计、安装调试等环节，完成一个涉及89C51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用。使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。使学生增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解。使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，强化单片机应用电路的设计与分析能力。提高学生在单片机应用方面的实践技能和科学作风;培育学生综合运用理论知识解决问题的能力，实现理论结合实际，学以致用的原则。液晶显示器有以下几个优缺点：优点：1、其实液晶显示器与传统CRT相比最大的优点还是在于耗电量和体积，对于传统CRT来讲，其功耗几乎都再80W，而液晶的功耗大多数都再40W上下，这样算下来，液晶在节能方面可谓优势明显。 2、与传统CRT相比液晶在环保方面也表现的表现，这是因为液晶显示器内部不存在象CRT那样的高压元器件，所以其不至于出现由于高压导致的x射线超标的情况，所以其辐射指标普遍比CRT要低一些。 3、由于CRT显示器是靠偏转线圈产生的电磁场来控制电子束的，而由于电子束在屏幕上又不可能绝对定位，所以CRT显示器往往会存在不同程度的几何失真，线性失真情况。而液晶显示器由于其原理问题不会出现任何的几何失真，线性失真，这也是一大优点。 4、液晶显示器可视面积大：一般CRT显示器在显像时，显示器画面四周会有一些黑边占去可视画面；而液晶显示器的画面不会有这些问题，为完全可视画面。例如：13寸的液晶显示器就相当于15寸的CRT显示器。 5、较高精细的画质，一般液晶显示器分辨率可达到720线之上，而CRT显示器则要低很多 6、液晶还在轻薄性上有着明显的优势。 缺点：1、可视偏转角度过小。液晶显示器可视偏转角度有限，往往是只能从正面观看，从侧面看就会出现较大的亮度和色彩失真。现在市面上的液晶显示器可视偏转角度一般在140度左右，对于个人使用来说是够了，但如果几个人同时观看，失真的问题就显现出来了。 2、容易产生影像拖尾现象。足够快的响应时间才能保证画面的连贯。这一点在玩游戏、看快速动作的影像时十分重要。目前，市面上一般的液晶显示器，响应时间与以前相比已经有了很大的突破，一般为40ms左右。但有个别LCD产品响应时间不够短，导致显示运动画面时会产生影像拖尾的现象。 3、液晶显示器的亮度和对比度不是很好。由于液晶分子不能自己发光，所以，液晶显示器需要靠外界光源辅助发光。一般来讲每平方米140流明才够。有些厂商的参数标准和实际标准还存在差距。 4、液晶“坏点”问题。液晶显示屏的材料一般采用玻璃，很容易破碎，再加上每一个像素都十分细小，常常会造成个别的像素坏掉的现象，俗称“坏点”，这是无法维修的，只有更换整个显示屏，而更换的价格往往十分昂贵。 5、寿命有限。液晶显示器不像普通显示器那么耐用。一般认为两到三年是正常寿命，因而在购买时要考虑两三年后是否愿意再次更换显示器。 2 单片机系统介绍2.1 89C51单片机的概述89C51单片机是ATNMEL、PHILIPS、SST公司的产品： 89C51 80C31373Flash ROM 给单片机的开发及应用带来很大的方便。该系列单片机是采用高性能的静态80C51设计由先进CMOS工艺制造并带有非易失性 Flash 程序存储器全部支持12时钟和6时钟操作P89C51X2和P89C52X2/54X2/58X2分别包含128字节和256字节RAM32条 I/O口线3个16位定时/计数器6输入4优先级嵌套中断结构1个串行I/O 口可用于多机通信I/O扩展或全双工UART以及片内振荡器和时钟电路。此外由于器件采用了静态设计可提供很宽的操作频率范围频率可降至0可实现两个由软件选择的节电模式空闲模式和掉电模式空闲模式冻结CPU但RAM定时器串口和中断系统仍然工作掉电模式保存RAM 的内容但是冻结振荡器导致所有其它的片内功能停止工作由于设计是静态的时钟可停止而不会丢失用户数据运行可从时钟停止处恢复。2.2 89C51 单片机管脚说明VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。 EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。3 硬件设计3.1 LCD1602 简介1602是指显示的内容为16*2,即可以显示两行，每行16个字符。目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。 3.2 LCD1602主要参数引脚功能3.2.1 1602LCD主要技术参数：显示容量:162个字符芯片工作电压:4.55.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.954.35(WH)mm3.2.2引脚功能说明LCD1602引脚如下图所示 LCD1602引脚图引脚图的功能如下表所示表3引脚功能图3.2.3 LCD1602显示模指令集（1）清屏功能：清DDROM值和AC值（2）归位功能：光标复位，光标返回到地址00H（3）输入方式设置功能：设置光标，画面移动方式。其中：I/D=1：数据读写操作后，AC 自加一；I/D=0：数据读写操作后，AC 自减一；S=1：数据读写操作，画面平移；S=0：数据读写操作，画面不动；（4）显示开关控制功能：设置显示、光标和闪烁开关。其中：D 表示显示开关，D=1 为开，D=0 为关；C 表示光标开关，C=1 为开，C=0 为关；B 表示闪烁开关，B=1 为开，B=0 为关。（5）光标、画面位移功能：光标、画面移动。其中：S/C=1 画面移动一个字符位；S/C=0 光标移动一个字符位；R/L=1:右移；R/L=0 左移。（6）功能设置功能：工作方式设置（初始化指令）。其中：DL=1，8 位数据接口；DL=0，4 位数据接口；N=1，两行显示；N=0，一行显示；F=1，5*10 点阵显示；F=0,5*7 点阵显示。（7）CGRAM 地址设置功能：设置CGRAM 地址，A5A0=03FH。（8）DDRAM 地址设置功能：设置DDRAM 地址。其中：N=0，一行显示A6A0=04FH；N=1 两行显示，首行A6A0=02FH，次行A6A0=4067H。（9）读BF 及AC 值功能：读忙BF 和地址计数器AC 的值。其中：BF=1：忙，BF=0：准备好。此时AC 值意义为最近一次地址设置（CGRAM 或DDRAM）定义。（10）写数据功能：根据最近设置的地址性质，数据写入CGRAM 或DDRAM 中。（11）读数据功能：根据最近设置的地址性质，从CGRAM 或DDRAM 数据读出。3.3系统电路图系统的电路图运行状况图4 软件设计4.1 系统框图对LCD1602初始化写入显示设置命令延时检测忙信号STA7=0？ 获得显示RAM地址延时写入相应的数据数据显示完毕？返回开始NNYY4.2 程序清单#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code table=XIE HAI LONG;uchar code table1=JIA YOU!;sbit rs=P35;sbit rw=P36;sbit ep=P34;uchar a;void cao(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void zl(uchar com)rs=0;P0=com;cao(5);ep=1;cao(10);ep=0;void sj(uchar shu)rs=1;P0=shu;cao(5);ep=1;cao(10);ep=0;void init()rw=0;zl(0x38);zl(0x0c);zl(0x06);/zl(0x80+0x10);void main()init();for(a=0;a13;a+)sj(tablea);cao(20);zl(0x80+0x40);for(a=0;a8;a+)sj(table1a);cao(20);/for(a=0;a16;a+)/zl(0x18);/cao(200);/while(1);5 软件调试先参考书上的例子，然后自己根据硬件电路写程序，由于以前所学是C语言，所以这个系统在编写程序过程中都采用C 语言编写。刚刚开始，编写不会一次性通过，经过仔细分析修改最后编译成功。软件调试主要是程序调试，将整个显示程序按照实现功能分为各子模块进行调试。6 总结通过本次课程设计，我有熟悉和掌握了单片机开发软件Keil和仿真软件Proteus。同时明白面对一个新项目时，应该先自己构思一下整个程序的架构，想想如何来完成，有可能的话，画一个流程图，简单的可以画在脑子里，对程序中用到的数据、变量有一个初步的安排，然后自己动手去写，遇到实在没办法解决的地方，再去请教别人，或看别人是怎么处理的，这样首先起码你自己动过脑想过，自己有自己的思路，如果你一开始就看别人的程序，你的思维就会受限在别人的思维里，自己想再创新就更难了，这样你自己永远也没办法提高，因为你是走在别人的影子里。设计方面的心得体会：1、书本知识是我们的主要来源、翻阅以前的书本、发掘大脑里面那残留的记忆，一点一点的将知识复习、归纳、组合、然后将它们应用到课题中。互联网也是我们资料的来源之一，它资源丰富，却也让我们绞尽脑汁、多方查找，寝室、从百度、714e、51C51、hificat 到各种论坛、求教电脑另一头的高手、在为毕业设计做准备的同时也收获颇多、在专业知识得到巩固的同时也结识了不少的良师益友。2、课程设计已经做好、这段日子我们体味太多，既有我们的喜悦的笑脸，也有我们失望的无赖，既有我们的愁眉苦脸，也有我们的喜笑颜开，泪水与汗水交织在一起，并且将持续很长时间。几个星期的设计，是我们小组六人共同努力的结果，也是我们学有所成的一点见证吧。实验最关键是要有耐心，有时实验电路和程序并不能一次成功，所以要有良好的心理素质，要有克服一切困难的勇气，勇于寻找问题的根源，一次次反复的实验，才能达到目的。这同时也是一个学习与进步的过程，可以帮助我们自主寻找问题的根源，自主学习寻找解决问题的办法，最终实实在在地学到知识，提高本领，掌握技能。3、要做好一个课程设计，最最关键的还是要自己真正的掌握技术与理论知识，加上熟练的操作技术，和好的合作团队，才能事半功倍。所以我们要积极主动地学习，并请教有关专业人士，以提高自己的能力。做毕业设计设计时我们六个人虽然投入很多时间和精力，但在动手操作的过程中我们提高了很多方面的能力，像动手操作、程序改错、故障查找等，几乎将我们大学两年年的所学全部像过筛子一样的过了一遍。既复习了以前的知识又在设计的同时开拓的自己的视野，真可谓一举多得。希望我们在以后的工作中能继续保持这种紧张的氛围，为自己的以后过得精彩而打算。管理方面的心得体会：1、俗话说三个臭皮匠抵得上一个诸葛亮。我们这个小团队中的每一个人都能将整个团队的事当作自己的事来做，积极的出谋划策，你一个计，我一个策，汇合在一起，我们的设计就成功了一半。2、实验的过程中，任何一个人都不可能单独的顺利且高