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1、0新疆农业大学课 程 论 文题 目: 液晶显示器设计论文 课 程: 智能仪表 姓 名: 胡强 专 业: 电气工程及其自动化 班 级: 电气 102 班 学 号: 103736209 指 导教师: 石砦 职称: 讲师 2013 年 11 月 9 日0液晶显示器设计论文胡强 指导老师：石砦 摘要：近年来随着以计算机为轴心的各种各样信息处理装置的诞生，为适应这种新形势，信息家电，网络终端，广播-通信等用途的 LCD 市场也将迅速扩大，而且如今 LCD 发展方向不仅在于大屏幕，而且在中小屏幕方面，例如汽车导航系统，摄像机，数字式照相机，便携式电视，PDA(个人数字助理)，娱乐/游戏机，摄影机等有着进一
2、步的发展。 液晶显示器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其他显示器无法比拟的优点，近年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。LCD 可分为段式 LCD、字符式 LCD 和点阵式 LCD。其中，段式 LCD 和字符式 LCD 只能用于字符和数字的简单显示，不能满足图形曲线和汉字显示的要求；而点阵式 LCD 不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线以及汉字、动画，并且可以实现屏幕滚动、反转、闪烁等功能，用途十分广泛。 关键词：液晶显示器；图形；显示；数字Abstract: the birth of the various information proce
3、ssing device to the computeras the core in recent years, in order to adapt to this new situation, information appliance, network terminal, broadcast communication uses LCD market willexpand rapidly, and now the direction of development of LCD not only lies in the big screen, but also in the small sc
4、reen, such as a car navigation system,camera, digital camera, portable TV, PDA (personal digital assistant),entertainment / game machine, the camera has a further development.Liquid crystal display (LCD) can not be compared with the advantages of low power consumption, small volume, light weight, th
5、in and many other display, is widely used in recent years for single-chip microcomputer control of intelligentinstruments, and low power consumption electronic products. LCD can be divided into type LCD, character type LCD and dot matrix LCD. Among them,section type LCD and character type LCD can on
6、ly be used for the number of characters and simple display, can not meet the graph and show that the requirements of Chinese characters; and dot matrix LCD can display characters,numbers, can also display a variety of graphics, curve and Chinese characters,animation, and can scroll the screen, inver
7、sion, flicker, very extensive use.Keywords: liquid crystal display; graphic; digital display前 言近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而 51 单片机是各单片机中最为典型和最有
8、代表性的一种。1本次设计以 STC89C51 芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个简易的电子阅读器。本作品得控制器采用 STC89C516RD+，人机接口界面采用 YM12864R液晶显示器和四个按钮。本作品可通过按键和液晶显示来选择阅读诗歌或图片。1 硬件设计1.1 系统框图图 1 系统设计框图1.2 控制模块控制器采用 STC89C516RD+，其指令代码与传统得 8051 单片机完全兼容，FLASH 为 63KB，RAM 为 1280B。由于本作品需要显示图片，需要较大得存储空间来存储图片数据，而 STC89C516RD+有 63KB 得 FLASH，这也是选择STC89C516R
9、D+得重要原因之一。其次 STC89C516RD+支持 ISP，调式程序时不用频繁地从电路板上拔下芯片来烧程序，可直接通过串口经 MAX232 电平转换后，把相应得数据线和电源线与电路板相接，再配合 ISP 下载软件即可将程序下载到芯片，大大提高了调试效率。1.3 显示模块显示器采用 YM12864R 液晶显示器。带中文字库得 128X64 是一种具有 4 位/8 位并行，2 线或 3 线串口多种接口方式，内部含有国标一级，二级简体中文字库得点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为 128X64，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
10、得接口方式和简单，方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示 8X4 行 16X16 点阵的汉字。也可以完成图形显示。低电压低功耗识其又一显著得特点。由该模块构成得液晶显示方案与同类型得图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵得图形液晶模块。1.4 键盘本作品所有得键盘由 4 个机械触点式的按钮组成。把 4 个按键直接与单片机得 I/O 口连接，按键按下时将 I/O 接地。其特点是价格低廉，编程简单，采用查询的方式检测按键得状态。由于按键是机械触点式的，再机械触动闭合或断开时，会有抖动，这些抖动会干扰单片机按键的检测，因此在编
11、程时要加入消抖程序。1.5 振荡复位电路显示模块振荡电路 控制模块键盘电源2图 2 振荡电路设计原理图2 软件流程设计软件主要由液晶初始化，按键扫描，按键处理和显示子程序组成。由于本作品的界面是菜单式的，通过什么来确认该进入哪个子菜单或显示哪幅图片，这是编程前首先要解决得问题。根据液晶显示器本身的特性：此外，每进入一个菜单，都要对键盘进行扫描，此时按键按下得意义和前面得不同了，因此要对按键处理做相应得修改。3图片菜单键盘扫描“上”按下 “确认”按下 “返回”按下 “下”按下游标上移 根据游标的位置显示相应的图片返回到“显示主菜单”游标下移浏览图片时键盘扫描浏览图片时键盘扫描软件流程图：图 3
12、软件流程设计图图 4 软件设计流程系统图3 设计调试3.1、单片机最小系统的调试把单片机最小系统焊接好，加上一格 LED，然后编写一个让 LED 闪烁的程“上”按下 “返回”按下 “下”按下显示上一幅图 返回到“显示图片菜单”显示下一幅图显示图片菜单4序，通过 Keil 把程序调试好，再生成的 HEX 文件下载到芯片里面，观察 LED 的闪烁情况是否与程序相符，若相符，则说明单片机最小系统正常。若不相符，则找出问题的所在。这一步看似简单，却是必不可少的一步，因为单片机最小系统是整个电路的基础。通过调试单片机最小系统，不但可以检测单片机最小系统是否正常，还可以检测你使用相关软件的步骤是否正确，这
13、些步骤都是以后调试程序时必不可少的。3.2 液晶显示器的调试仔细阅读液晶显示器的资料，按照资料上的要求把液晶显示器连接好。首先，写一个让液晶显示一个汉字或字符的程序，让液晶显示器对应地显示出来。这一步可以让我们检测液晶显示器是否与单片机正确连接，以及掌握初始化液晶显示器的方法和写指令/数据到液晶显示器的方法，这是使用液晶显示器的第一步。接下来再让液晶在不同的位置显示字符、显示多个字符、显示图片等。也就是把以后要用的功能一一掌握。最后把液晶显示程序里常用的程序整理成一个个字程序，方便以后调用。3.3 键盘的调试将按键添加到电路板上，编写按键程序：按不同的键能让液晶显示不同的字符。这步成功后说明按
14、键程序就没问题了，把它整理成一个字程序，方便调用。3.4 整体调试以上是基本功能模块的调试，接下来先把程序框图画好，然后对照框图添加相应的程序，必要时可对框图进行局部修改或整体修改。3.5 图形显示 先设垂直地址再设水平地址(连续写入两个字节的资料来完成垂直与水平的坐标地址)垂直地址范围 AC5.AC0水平地址范围 AC3AC0绘图 RAM 的地址计数器（AC）只会对水平地址(X 轴)自动加一,当水平地址=0FH 时会重新设为 00H 但并不会对垂直地址做进位自动加一，3.6 应用说明用带中文字库的 128X64 显示模块时应注意以下几点：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
15、先设定显示地址，再写入中文字符编码。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。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。模块在接收指令前，向处理器必须先确认模块内部处于非忙状态，即读取 BF 标志时 BF 需为“0” ，方可接受新的指令。如果在送出一个指令前不检查 BF 标志，则在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即等待前一个指令确定执行完成。指令执行的时间请参考指令表中的指令执行时间说明。“RE”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。 控制器接口信号说明：5RS，R/W 的配合选择决定控制界面的 4 种模式：RS R/W 功能说明L L MPU 写指令到指令暂存器（IR）L H 读出忙标志（BF）及地址记数器（AC）的状态H L MPU 写入数据到数据暂存
