单片微机原理与接口技术-基于STC15系列单片机（第3版）课件 第13章 单片机应用系统设计与接口技术

作者丁向荣单片微机原理与接口技术第13章单片机应用系统设计与接口技术

13.1单片机应用系统的开发流程

13.2单片机人机对话接口设计13.3串行总线接口技术与应用设计13.4电机控制与应用设计13.5

STC15F2K60S2单片机的低功耗设计13.6STC15F2K60S2单片机的看门狗定时器

13.1单片机应用系统的开发流程

13.1.1单片机应用系统的设计原则

1.可靠性高

2.性能价格比高

3.操作维护方便4.设计周期短返回目录13.1单片机应用系统的开发流程

13.1.2单片机应用系统的开发流程

确定任务

方案设计

1．单片机机型和器件的选择2．硬件与软件的功能划分

硬件设计与调试1．单片机电路设计

2.输入/输出通道设计3.控制面板设计4.硬件调试返回目录13.1单片机应用系统的开发流程

13.1.2单片机应用系统的开发流程

软件设计与调试

1.程序的总体设计

（1）模块化程序设计（2）自顶向下逐步求精程序设计。（3）结构化程序设计。2.软件设计（1）程序流程图（2）资源分配或变量说明（3）编写程序3.软件调试返回目录13.1单片机应用系统的开发流程

13.1.2单片机应用系统的开发流程

系统联调系统联调是指目标系统的软件在其硬件上实际运行，将软件和硬件联合起来进行调试，从中发现硬件故障或软、硬件设计错误。系统联调问题主要解决以下问题：（1）软、硬件是否按设计的要求配合工作。（2）系统运行时是否有潜在的设计时难以预料的错误。（3）系统的动态性能指标（包括精度、速度等参数）是否满足设计要求。

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13.1.2单片机应用系统的开发流程

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13.2.1键盘接口与应用实例

---1.键盘工作原理（1）按键的分类（2）键输入原理（3）按键的抖动处理返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.1键盘接口与应用实例---

键盘工作原理（4）按键编码根据键盘结构的不同，采用不同的编码。无论有无编码，以及采用什么编码，最后都要转换成为与按键定义相对应的键值，以实现按键功能程序的跳转。（5）编制键盘程序1)检测有无按键按下，并采取硬件或软件措施，消除键盘按键机械触点抖动的影响。2)有可靠的逻辑处理办法。每次只处理一个按键，其间对任何按键的操作对系统不产生影响，且无论一次按键时间有多长，系统仅执行一次按键功能程序。3)准确输出按键值（或键号），以满足跳转指令要求。

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13.2.1键盘接口与应用实例

---独立式按键

（1）独立式键盘结构独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，按键间的工作相互独立。独立式按键的典型应用如图13.4所示。

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13.2.1键盘接口与应用实例

---独立式按键（2）独立式键盘软件设计

在程序中读入P1口状态，再分别判断P1口各位状态，如果某位为“1”，说明该位连接的按键没有被按下，继续判断下一位；若该位为“0”，则说明该键被按下，转去执行相应的程序。

独立键盘参考程序返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键

（1）矩阵式键盘的结构及原理矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列线的交叉点上，其结构如图13.5所示。由图可知，一个4×4的行、列结构可以构成一个含有16个按键的键盘，显然，在按键数量较多时，矩阵式键盘较之独立式按键键盘要节省很多I/O口。

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13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键（2）矩阵式键盘按键的识别识别按键的方法很多，其中，最常见的方法是扫描法。按键按下时，与此键相连的行线与列线导通，行线在无键按下时处在高电平。显然，如果让所有的列线也处在高电平，那么，按键按下与否不会引起行线电平的变化，因此，必须使所有列线处在低电平。只有这样，当有键按下时，该键所在的行电平才会由高电平变为低电平。CPU根据行电平的变化，便能判定相应的行有键按下。8号键按下时，第2行一定为低电平返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键（2）矩阵式键盘按键的识别然而，第2行为低电平时，还不能确定是否是8号键按下。因为9、10、11号键按下，同样会使第2行为低电平。为进一步确定具体键，不能使所有列线在同一时刻都处在低电平，可在某一时刻只让一条列线处于低电平，其余列线均处于高电平，另一时刻，让下一列处在低电平，依此循环，这种依次轮流每次选通一列的工作方式称为键盘扫描。采用键盘扫描后，再来观察8号键按下时的工作过程，当第0列处于低电平时，第2行处于低电平，而第1、2、3列处于低电平时，第2行却处在高电平，由此可判定按下的键应是第2行与第0列的交叉点，即8号键。

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13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键（3）键盘的编码

对于独立式按键键盘，因按键数量少，可根据实际需要灵活编码。对于矩阵式键盘，按键的位置由行号和列号唯一确定，因此可分别对行号和列号进行二进制编码，然后将两值合成一个字节，高4位是行号，低4位是列号。如图13.5中的8号键，它位于第2行，第0列，因此，其键盘编码应为20H。采用上述编码对于不同行的键离散性较大，不利于散转指令对按键进行处理。因此，可采用依次排列键号的方式对按排进行编码。以图13.5中的4×4键盘为例，可将键号编码为：00H、01H、02H、03H、…、0EH、0FH、等16个键号。编码相互转换可通过计算或查表的方法实现。

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13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键

（4）键盘的工作方式

键盘的工作方式有三种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。

1)编程扫描方式。编程扫描方式是利用CPU完成其它工作的空余时间，调用键盘扫描子程序来响应键盘输入的要求。在执行键功能程序时，CPU不再响应键输入要求，直到CPU重新扫描键盘为止。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键

（4）键盘的工作方式

1)编程扫描方式。

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13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键（4）键盘的工作方式

1)编程扫描方式-----编程实例（电路）

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13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键（4）键盘的工作方式

1)编程扫描方式-----编程实例（流程图）

点击链接程序

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13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键（4）键盘的工作方式

2)定时扫描方式。定时扫描方式就是每隔一段时间对键盘扫描一次，它利用单片机内部的定时器产生一定时间（例如10ms）的定时，当定时时间到就产生定时器溢出中断。CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有键按下时识别出该键，再执行该键的功能程序。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键（4）键盘的工作方式

2)定时扫描方式。

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13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键（4）键盘的工作方式

3)中断扫描方式采用上述两种键盘扫描方式时，无论是否按键，CPU都要定时扫描键盘，而单片机应用系统工作时，并非经常需要键盘输入，因此，CPU经常处于空扫描状态。为提高CPU工作效率，可采用中断扫描工作方式。其工作过程如下：当无键按下时，CPU处理自己的工作，当有键按下时，产生中断请求，CPU转去执行键盘扫描子程序，并识别键号。

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13.2.1键盘接口与应用实例

---矩阵式按键应用举例（1）任务说明：用矩阵键盘输入数字，在数码LED上显示。（2）硬件设计：本任务只用到一个共阴数码管，所以数码管显示的方法简单，P0口接数码管段选控制端。P2接4×4矩阵键盘，以P2.0－P2.3作行扫描线，以P2.4－P2.7作列扫描线。如图13.10所示。

矩阵键盘应用程序清单

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13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---数码管简介（1）数码管结构返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---数码管简介（2）数码管工作原理

共阳极数码管的8个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起。通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。共阴极数码管的8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起。通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---数码管简介

（3）数码管字形编码

图13.11（a）中的显示器是带有dp显示段，用于显示小数点。7段码的字型码各位定义为：数据线D0与a字段对应，D1与b字段对应……，依此类推。如使用共阳极数码管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮。详见表13.1。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---数码管简介

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13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---静态显示接口（1）静态显示概念

静态显示是指数码管显示某一字符时，相应的发光二极管恒定导通或恒定截止。这种显示方式的各位数码管相互独立，公共端恒定接地（共阴极）或接正电源（共阳极），如图13.12所示。每个数码管的8个字段分别与一个8位I/O口地址相连，I/O口只要有段码输出，相应字符即显示出来，并保持不变，直到I/O口输出新的段码。

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13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---静态显示接口（2）静态显示原理

单片机系统中，常采用74HC595作为LED的静态显示接口。74HC595管脚如图13.13所示，该芯片内含8位串入、串/并出移位寄存器和8位三态输出锁存器。寄存器和锁存器分别有各自的时钟输入(SFTCLK和LCHCLK),都是上升沿有效。当SFTCLK从低到高电平跳变时,串行输入数据(SDI)移入寄存器;当LCHCLK从低到高电平跳变时,寄存器的数据置入锁存器。清除端(/RST)的低电平只对寄存器复位(SDO为低电平),而对锁存器无影响。当输出允许控制(/OE)为高电平时,并行输出(Q0～Q7)为高阻态,而串行输出(SDO)不受影响。

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13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---静态显示接口（2）静态显示原理

74HC595最多需要5根控制线,即SDI、SFTCLK、LCHCLK、/RST和/OE。其中RST可以直接接到高电平,用软件来实现寄存器清零;如果不需要软件改变亮度,OE可以直接接到低电平,而用硬件来改变亮度。把其余三根线和单片机的I/O口相接,即可实现对LED的控制。

采用74HC595芯片与51单片机的连接4位数码管显示电路如图13.13所示。其中P1口的P1.5、P1.6、P1.7分别接到74HC595的SFTLCK、LCHCLK和SDI引脚，P1.1接74HC595的/OE，用于控制显示亮度。

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13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---静态显示接口（2）静态显示原理

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13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---静态显示接口（2）静态显示原理

驱动程序（点击链接）

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13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---动态显示接口（1）动态显示概念

动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为位扫描。通常，各位数码管的段选线相应并联在一起，由一个8位的I/O口控制；各位的位选线（公共阴极或阳极）由另外的I/O口线控制。动态方式显示时，各数码管分时轮流选通，要使其稳定显示，必须采用扫描方式，即在某一时刻只选通一位数码管，并送出相应的段码，在另一时刻选通另一位数码管，并送出相应的段码。依此规律循环，即可使各位数码管显示将要显示的字符。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---动态显示接口（2）多位动态显示接口应用用一片ULN2803作为6个共阴数码管的位增强驱动器，数码管的段选直接接单片机的P0口。ULN2803是8位反相驱动器，其最大驱动电流为600mA，假如数码管的8个二极管都点亮，则共有80mA电流从阴极流出，ULN2803完全有能力接受80mA的灌入电流。6位共阴数码管的扫描显示电路如图13.14所示：

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13.2.2LED数码显示接口与应用实例

---动态显示接口（2）多位动态显示接口应用

示例应用程序（点击链接）返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---LCD显示器的简介

LCD显示器由于类型、用途不同，因而其性能、结构也不可能完全相同，但其基本形态和结构却是大同小异的。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---LCD显示器的结构不同类型的液晶显示器的组成可能会有所不同，但是所有液晶显示器都可以认为是由两片光刻有透明导电电极的基板夹持一个液晶层，经封装而成的一个扁平盒（有时在外表面还可能贴装有偏振片）。构成液晶显示器的有三大基本部件：（1）玻璃基板（2）液晶（3）偏振片返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---LCD显示器的特点

（1）低压微功耗。其工作电压只有3~5V，工作电流只有几个微安每平方厘米。因此它成为便携式和手持式仪器仪表的显示屏幕。（2）平板型结构。LCD显示器内有由两片玻璃组成的夹层盒，面积可大可小，且适合于大批量生产，安装时占用体积小，减小了设备体积。（3）被动显示。液晶本身不发光，而是靠调制外界光进行显示，因此适合人的视觉习惯，不会使人眼睛疲劳。在黑暗的环境条件下必须使用背光源才能使LCD正常显示。（4）显示信息量大。LCD显示器的像素可以做到很小，相同面积上可容纳更多的信息。（5）易于彩色化。（6）没有电磁辐射。LCD显示器在显示器件不会产生电磁辐射，对环境无污染，有利于人体健康。（7）寿命长。LCD器件本身无老化问题，寿命极长。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---LCD显示器的分类

（1）笔段型。笔段型以长条状显示像素组成一位显示。该类型主要用于数字显示，也可用于显示西文字母或某些字符。这种段型显示通常有6段、7段、8段、9段、14段和16段等，在形状上总是围绕数字“8”的结构而变化，其中以7段显示最常用，广泛用于电子表、数字电压表、专用仪表中。（2）字符型。字符型液晶显示模块是专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块。在电极图形设计上它是由若干个5×8或5×11点阵组成的，每一个点阵显示一个字符。这类模块广泛应用于手机、电子笔记本等电子设备中。（3）点阵图形型。点阵图形型是指在一平板上排列多行多列，形成矩阵的晶格点，点的大小可根据显示的清晰度来设计。这类液晶显示可广泛用于图形显示，如游戏机、笔记本电脑和彩色电视机等设备中。

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---LCD显示器的分类

LCD还有一些其他的分类方法。按采光方式可分为自然采光、背光源采光LCD。按LCD的显示驱动方式可分为静态驱动、动态驱动和双频驱动LCD。按控制器的安装方式可分为含有控制器和不含控制器两类。含有控制器的LCD又称为内置式LCD。内置式LCD把控制器和驱动器用厚膜电路做在液晶显示模块印制底板上，只需通过控制器接口外接数字信号或模拟信号即可驱动LCD显示。因内置式LCD使用方便、简洁，所以在字符型LCD和点阵图形型LCD中得到了广泛应用。不含控制器的LCD还需另外选配相应的控制器和驱动器才能工作。

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

1、字符型LCD1602概述字符型液晶显示模块是一类专用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块，目前常用16×1，16×2，20×2和40×2行等的模块。它是由若干个5×8或5×11点阵块组成的字符块集。每一个字符块是一个字符位，每一位都可以显示一个字符，字符位之间空有一个点距的间隔，起着字符间距和行距的作用；这类模块使用的是专用于字符显示控制与驱动的IC芯片。

1602LCD分为带背光和不带背光两种，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（1）LCD1602特性1）+5V供电，亮度可调整。2）内藏振荡电路，系统内含重置电路。3）提供各种控制命令，如复位显示器、字符闪烁、光标闪烁、显示移位多种功能。4）显示用数据RAM共有80个字节。5）字符产生器ROM有160个5×7点矩阵字型。6）字符产生器RAM可由用户自行定义8个5×7的点矩阵字型。

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（2）LCD1602的引脚说明

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（3）LCD控制方式以CPU来控制LCD器件，其内部可以看成两组寄存器，一个为指令寄存器，一个为数据寄存器，由RS引脚来控制。所有对命令寄存器或数据寄存器的存取均需要检查LCD内部的忙碌标志（BusyFlag），此标志用来告知LCD内部正在工作，并不允许接收任何的控制指令。而此一位的检查，可以令RS=0时，读取位7来加以判断，当此位为0时，才可以写入命令或数据。

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（4）LCD控制指令1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表13.2所示：

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（4）LCD控制指令1）复位显示器指令码位0x01，将LCDDDRAM数据全部填入空白码20H，执行此指令将清除显示器的内容，同时光标移到左上角。2）光标归位设置指令码为0x02，地址计数器被清为0，DDRAM数据不变，光标移到左上角。

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（4）LCD控制指令3）设置字符进入模式

I/D：地址计数器递增或递减控制，I/D=1时为递增，I/D=0时为递减。每次读写显示RAM中字符码一次则地址计数器会加1或减1.光标所显示的位置也会同时右移1位位置（I/D=1）或向左1位（I/D=0）。S：显示屏移动或不移动控制，当S=1时，写入一个字符到DDRAM时，显示屏向左（I/D=1）或向右（I/D=0）移动一格，而光标位置不变。当S=0时，则显示屏不移动。

返回目录D7D6D5D4D3D2D1D0000001I/DS13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（4）LCD控制指令4）显示器开关

D：显示屏打开或开关控制位，D=1时，显示屏打开，D=0时，则显示屏关闭。C：光标出现控制位，C=1则光标会出现在地址计数器所指的位置，C=0则光标不出现。B：光标闪烁控制位，B=1光标出现后会闪烁，B=0，光标不闪烁。

返回目录D7D6D5D4D3D2D1D000001DCB13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（4）LCD控制指令5）显示光标移位

D7D6D5D4D3D2D1D00001S/CR/Lxx返回目录S/CR/L操作00光标向左移01光标向右移10字符和光标向左移11字符和光标向右移13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（4）LCD控制指令6）功能设置DL：数据长度选择位。DL=1时为8位数据传输，DL=0时则为4位数据传输，使用D7-D4个位，分2次送入一个完整的字符数据。N：显示屏为单列或双列选择。N=0为单行显示，N=1则为双行显示。F：大小字符显示选择。F=1时为5×10点矩阵字会大些，F=0则为5×7点矩阵字型。

返回目录D7D6D5D4D3D2D1D0001DLNFxx13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（4）LCD控制指令

7）CGRAM地址设置

设置CGRAM操作的起始地址，地址位数为6位，便可对CGRAM读/写数据，用于自定义显示字符。

返回目录D7D6D5D4D3D2D1D001A5A4A3A2A1A013.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（4）LCD控制指令

8）DDRAM地址设置

设置DDRAM操作的起始地址，地址位数为7位。设置后，便可对DDRAM读/写数据。

返回目录D7D6D5D4D3D2D1D01A6A5A4A3A2A1A013.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（4）LCD控制指令9）忙碌标志读取

LCD的忙碌标志BF用以指示LCD目前的工作情况，当BF=1时，表示正在做内部数据的处理，不接受外界送来的指令或数据，当BF=0时，则表示已准备接受命令或数据。当程序读取次数据的内容时，位7表示忙碌标志，另外7位的地址表示CGRAM或DDRAM中的地址，至于是指向那一地址则依最后写入的地址设置指令而定。

返回目录D7D6D5D4D3D2D1D0BFA6A5A4A3A2A1A013.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

（4）LCD控制指令

10）写数据到CGRAM或DDRAM中，先设置CGRAM或DDRAM地址，再写数据（RS=1，R/W=0）。11）从CGRAM或DDRAM中读取数据，先设置CGRAM或DDRAM地址，再读取数据（RS=1，R/W=1）。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

2.1602LCD的RAM地址映射及标准字库表：地址映射表

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

2.1602LCD的RAM地址映射及标准字库表：标准字库表

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返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

3、LCD1602与51单片机的接口

返回目录13.2单片机人机对话接口设计

LCD1602与51单片机的接口

返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

4、LCD1602的驱动程序程序功能：第一行显示：Welcome，第二行显示：http://www.

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

4、LCD1602的驱动程序------程序流程图

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---字符型LCD1602与应用实例

4、LCD1602的驱动程序

源程序

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---

带中文字库的LCD12864显示模块与应用实例

1.带中文字库的LCD12864显示模块概述

LCD12864在市面上主要分为两种，一种是采用st7920控制器的，它一般带有中文字库字模，价格略高一点。另一种是采用KS0108控制器，它只是点阵模式，不带字库。带中文字库的128×64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块，其显示分辨率为128×64。内置8192个16×16点汉字，和128个16×8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。

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13.2.3LCD显示接口与应用实例---

带中文字库的LCD12864显示模块与应用实例

1.带中文字库的LCD12864显示模块概述

（1）模块接口说明

SMG12864ZK标准中文字符及图形点阵液晶显示模块（LCM）的接口信号如表13.4所示。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---

带中文字库的LCD12864显示模块与应用实例

1.带中文字库的LCD12864显示模块概述

（1）模块接口说明

SMG12864ZK标准中文字符及图形点阵液晶显示模块（LCM）的接口信号如表13.4所示。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---

带中文字库的LCD12864显示模块与应用实例

1.带中文字库的LCD12864显示模块概述

（2）模块主要硬件构成说明1）控制器接口信号描述①RS，R/W的配合选择决定控制界面的4种模式如表13.6所示

表13.6RS，R/W的配合选择决定控制界面的4种模式

返回目录RSR/W功能说明00MCU写指令到指令寄存器（IR）01读出忙标志（BF）及地址记数器（AC）的状态10MCU写入数据到数据寄存器（DR）11MCU从数据寄存器（DR）中读出数据13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---

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（2）模块主要硬件构成说明1）控制器接口信号描述

②E信号如表13.7所示

表13.7E信号返回目录E状态执行动作结果1——>0I/O引脚——>DR或IR（锁存数据）MCU配合/W进行写数据或指令高DR或IR——>I/O引脚（读取数据）MCU配合R进行读数据或指令低——>高无动作13.2单片机人机对话接口设计

13.2.3LCD显示接口与应用实例---

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（2）模块主要硬件构成说明2）忙标志（BF）与内部寄存器、存储器说明BF：忙标志，提供内部工作情况。（BF）=1，表示模块在进行内部操作，此时模块不接收外部指令和数据；（BF）=0时，模块为准备状态，随时可接收外部指令和数据。内部寄存器：IR为内部指令寄存器，用于接收LCD的指令代码；DR为内部字符数据寄存器，用于接收显示字符数据。字型产生ROM（CGROM）：字型产生ROM（CGROM）可以提供8192个字型的显示代码。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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显示数据RAM（DDRAM）：

模块内部显示数据RAM提供64×2个位元组的空间，最多可控制4行16字（64个字）的中文字型显示，当写入字符编码显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM的字型；此模块可显示三种字型，分别是半角英数字型(16*8)、CGRAM字型及CGROM的中文字型，三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码确定。①在0000H~0006H的编码中（其代码分别是0000、0002、0004、0006共4个）将选择CGRAM的自定义字型；②02H~7FH的编码中将选择半角英数字的字型；③A1以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码形成中文字型的编码GB2312（A1A0~F7FFH）。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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字型产生RAM(CGRAM)：

字型产生RAM提供图象定义(造字)功能,可以提供四组16×16点的自定义图象空间，使用者可以将内部字型没有提供的图象字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中的定义一样地通过DDRAM显示在屏幕中。地址计数器AC：

地址计数器是用来贮存DDRAM、CGRAM之一的地址，它可通过对LCD写入来改变，之后只要读取或是写入DDRAM/CGRAM的值时，地址计数器的值就会自动加1，而当RS为“0”时而R/W为“1”时，地址计数器的值会被读取到DB6~DB0中。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（2）模块主要硬件构成说明

3）光标/闪烁控制电路

此模块提供硬体光标及闪烁控制电路，由地址计数器的值来指定DDRAM中的光标或闪烁位置。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（3）指令说明模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令如表13.8和扩充指令如表13.9如下：返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（3）指令说明模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令如表13.8和扩充指令如表13.9如下：返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（3）指令说明模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令如表13.8和扩充指令如表13.9如下：返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（3）指令说明模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令如表13.8和扩充指令如表13.9如下：返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（3）指令说明模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令如表13.8和扩充指令如表13.9如下：返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（4）操作说明1）使用前的准备先给模块加上工作电压，再按照图13.20连接方法调节LCD的对比度，使其显示出黑色的底影。此过程亦可以初步检测LCD有无缺段现象。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（4）操作说明①显示半宽字型（ASCII码字符）将8位字元数据写入DDRAM中，字符编码范围为02H～7FH。②显示CGRAM字形将16位字元数据写入DDRAM中，字符编码范围为0000～0006H（实际上只有0000H、0002H、0004H、0006H，共4个）。③显示中文字形将16位字元数据写入DDRAM中，字符编码范围为A1A0H～F7FFH（GB2312中文字库字形编码）。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（4）操作说明③显示中文字形字符显示RAM（DDRAM）在液晶模块中的地址80H～9FH。字符显示的RAM的地址与32个字符显示区域有着一一对应的关系，其对应关系如表13.10所示。

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（4）操作说明

3）图形显示先连续写入垂直（AC5~AC0）与水平（AC5~AC0）地址坐标值，再写入两个8位元的资料到绘图RAM，此时水平坐标地址计数器（AC）会自动加1。GDRAM的坐标地址与资料排列顺序如图13.21所示。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（4）操作说明

3）图形显示先连续写入垂直（AC5~AC0）与水平（AC5~AC0）地址坐标值，再写入两个8位元的资料到绘图RAM，此时水平坐标地址计数器（AC）会自动加1。GDRAM的坐标地址与资料排列顺序如图13.21所示。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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带中文字库的LCD12864显示模块与应用实例图形显示的操作步骤为：①垂直坐标（Y）写入绘图RAM地址；②水平坐标（X）写入绘图RAM地址；③位元数据的D15~D8写入绘图RAM中；④位元数据的D7~D0写入绘图RAM中。按顺序继续写入数据，完成一行数据的传送时，换行时，要重新设定垂直和水平坐标。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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4）应用注意事项①欲在某一个位置显示中文字符时，应先设定显示字符位置，即先设定显示地址，再写入中文字符编码。②显示ASCII字符过程与显示中文字符过程相同。不过在显示连续字符时，只须设定一次显示地址，由模块自动对地址加1指向下一个字符位置，否则，显示的字符中将会有一个空ASCII字符位置。③当字符编码为2字节时，应先写入高位字节，再写入低位字节。④当LCD模块在接收指令前，微处理器必须先确认其内部处于非忙碌状态,，读取BF标志时，BF需为零时方可接收新的指令或字符数据；如果在送出一个指令前并不检查BF标志，那么在前一个指令和这个指令中间必须延长一段较长的时间，即是等待前一个指令确实执行完成。⑤RE为基本指令集与扩充指令集的选择控制位。当变更RE后，以后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更RE位，否则使用相同指令集时，无需每次均重设RE位。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（4）操作说明

6）接口时序▲8位并口连接时序图①写操作时序，如图13.22所示。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（4）操作说明

6）接口时序

①写操作时序，如图13.22所示。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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（4）操作说明

6）接口时序

▲8位并口连接时序图②读操作时序，如图13.23所示。

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（4）操作说明

6）接口时序

②读操作时序，如图13.23所示。

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（4）操作说明

6）接口时序

▲8位并口连接时序图串行连接时序图如图13.24所示。返回目录13.2单片机人机对话接口设计

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