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1、 智能电子显示屏系统设计与实现智能电子显示屏系统设计与实现摘要摘要在电子产品设计中显示模块往往作为主控制器的一个重要组成部分来显示系统的控制信息，虽然此部分在重要的大型控制系统中的作用不是很大，但是在产品的但是在产品的升级过程中仍要对此部分进行移植。增加开发产品的工作量,提高了成本，降低了产品的竞争力。本文针对此种情况，将显示系统做成一个独立的模块，采用一个点阵式的 LCD，设计成一个成本低，体积小，功耗小，可扩展的智能 LCD 显示模块，使相应的显示模块专注于控制功能的实现，使产品更新换代过程中移植人机接口部分更加方便快捷，减少相应的软件，硬件，测试的工作量，从而降低成本，加快升级过程。关键
2、词：单片机 模块显示 12864LCD AbstractAbstractIn electronic product design, display module is often regarded as an important part of the main controller to display control information system, although this part in the large scale control system in important role is not very big, but in the product but in the
3、upgrade process of products still want this part transplantation. To increase the development of work products, increase the cost, reduce the competitiveness of products. This article in view of this situation, the display system can be made into an independent module, using a dot matrix LCD, design
4、ed as a low cost, small volume, low power consumption, intelligent scalabie LCD display module, the display module focuses on the control function of the realization of the corresponding products, the upgrading process of transplantation of man-machine interface part is more convenient, reduce the c
5、orresponding software, hardware, test workload, thereby reducing the cost, speed up the process of upgrading.Keywords: SCM 12864LCD display module 目 录摘 要.IAbstractAbstractII第 1 章 绪论 11.1 课题的研究背景 .11.2 课题目的和意义 .11.31.3国内外研究现状21.4 主要技术指标 .2第 2 章 系统硬件设计 32.1 硬件设计框图 .32.2 单片机 .42.2.1 单片机模块方案的比较与确定42.2.2
6、 单片机简介及其发展趋势42.2.3 单片机的引脚及其功能52.2.4 单片机的时钟电路92.2.5 单片机的复位电路102.3 液晶显示模块 .122.3.1 液晶简介122.3.2 液晶显示原理122.3.3 液晶显示模块的基本构造122.3.4 LCD 显示的特点.132.3.6 液晶控制器 12864 结构及其功能152.3.7 液晶控制器 12864 的指令系统162.4 仿真原理图23第 3 章 软件系统软计 243.1 C 编语言的特点 .243.2 程序流程图 .253.3 系统源程序 25第 4 章 系统调试与扩展 274.1 硬件调试 274.2 软件调试 .274.3 M
7、AX232 接口 .274.4 单片机 MAX232 的典型接口电路 .29结 论 30致 谢 31参考文献 32附录 1 软件程序 .41 附录 2 实物图.42附录 3 系统源程序图 45第一章第一章 绪论绪论1.11.1 课题的研究背景课题的研究背景单片机液晶显示系统主要是指单片机以及由单片机驱动的点阵式液晶显示屏所组成的一个显示系统。它在车内广告、可视电话、仪表盘、空调、洗衣机和其它低功耗电子产品中得到广泛应用。老式七段 LCD 显示的字符数量有限，只能用于简单显示，而对于比较复杂的字符、图形无法表达。然而在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中，越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字
8、。随着科技的快速的发展，物探仪器的功能越来越多样化、智能化、并且普遍采用人机对话的交互方式，需要能够显示更丰富信息和通用性较强的显示器，便于开发和应用，并要求其体积小、重量轻、功耗小。图形点阵式 LCD 不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线及汉字，并且可以实现屏幕画面滚动、分区开窗口、反转、闪烁、位操作等功能，可以显示用户自定义的任意符号以及曲线、图形等，是信息处理、信息输出的重要手段之一，具有广泛的应用前景。1.21.2 课题的研究目的和意义课题的研究目的和意义液晶显示器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其它显示器无法相比的优点。近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪
9、器、仪表和低功耗电子产品中。液晶显示器分为字符型 LCD 显示模块和点阵型 LCD 显示模块。字符型 LCD 是一种用 57 点阵图形来显示字符的液晶显示器。点阵型液晶可显示用户自定义的任意符号和图形，并可卷动显示，它作为便携式单片机系统人机交互界面的重要组成部分被广泛应用于实时检测和显示的仪器仪表中。支持汉字显示的点阵型液晶在现代单片机应用系统中是一种十分常用的显示设备，汉字BP 机、手机上的显示屏就是点阵型 LCD。点阵型 LCD 是现代单片机应用系统中最常用的人机交互界面之一。 1.31.3 国内外相关研究情况国内外相关研究情况液晶是一种介于固体和液体之间的特殊物质，它是一种有机化合物，
10、常态下呈液态，但是它的分子排列却和固体晶体一样非常规则，因此取名液晶，它的另一个特殊性质在于，如果给液晶施加一个电场，会改变它的分子排列，这时如果给它配合偏振光片，它就具有阻止光线通过的作用（在不施加电场时，光线可以顺利透过），如果再配合彩色滤光片，改变加给液晶电压大小，就能改变某一颜色透光量的多少，也可以形象地说改变液晶两端的电压就能改变它的透光度。今天的液晶显示器中广泛采用的是定线状液晶，如果我们微观去看它，会发现它特象棉花棒。与传统的 CRT 相比，LCD 不但体积小，厚度薄,重量轻、耗能少且无辐射，无闪烁并能直接与 CMOS 集成电路匹配。由于优点众多，LCD 从1998 年开始进入台
11、式机应用领域由于液晶显示器有着许多传统 CRT 不可比拟的优点，所以它会越来越多地用于桌面台式显示器上。液晶显示器是通过数字信号来显示影像的，和阴极射线管采用模拟信号不太相同，不过为了符合市场要求，目前液晶显示器的信号种类是模拟与数字两种均有。目前一些供应商正在制定 PC 机与 LCD 之间的专用标准接口，其目的是提供在主流机型已存在的端口上直接兼容数字信号，不过目前的显卡很少有支持数字传输界面的，而且数字界面的管脚也尚未统一，这是近期内要解决的问题之一。此外，液晶显示器的色彩调校。一直不尽如人意，这是因为 LCD 的色彩调校要考虑到环境光源和液晶显示器的属性，再加上液晶显示器的可视角度狭窄，
12、要同时调整出一个最佳的观看角度和色彩正确性就非常不容易。目前市面上还没有专为桌面型液晶显示器所设计的色彩调校软件，不过相信未来，将会有更多的厂商重视液晶显示器的色彩调校。1.41.4 显示系统的性能指标显示系统的性能指标主要技术指标：单片机及接口芯片工作电压：+5V5%LCD 显示电路工作电压：+5V5%单片机选型：STC89C52 单片机软件开发环境：Keiluvision4硬件仿真系统：ProteusLCD 显示：12864LCD 驱动与显示电路通信电路：MAX232 数据接口电路 显示方式：动态扫描显示主要功能：汉字及各种图形符号显示第二章第二章 系统硬件设计系统硬件设计2.12.1 液
13、晶显示系统的硬件设计原理图液晶显示系统的硬件设计原理图本电路的实现主要由六部分组成，核心器件是 STC89C52 单片机,12864 液晶显示电路、时钟振荡电路、复位电路、整机电源电路等。硬件电路基本框图如下图所示。2.22.2 单片机单片机2.2.12.2.1 单片机简介与发展趋势单片机简介与发展趋势单片机又称单片微控制器，它是是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了 I/O 设备。它内部也用和电脑功能类似的模块，比如 CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，但是这些部件性能都相对
14、传统 PC 机弱很多。它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由芯片内仅有 CPU 的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。随着微电子技术的快速发展，由于单片机性能大幅提高而功耗却大大降低，嵌入式系统(System on Chip）已经成为单片机的主要发展方向。嵌入式系统向 MCU 阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决，因此，专用单片机的发展自然形成了向嵌入式系统发展的趋势。随着微电子技术、IC 设计、EDA 工具的发展，基于嵌入式
15、系统的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。2.2.22.2.2 单片机单片机的选择方案与型号确定单片机单片机的选择方案与型号确定方案一：选择 AT89C51 单片机性能特点：完全兼容 MCS-51 系列单片机产品，4k 字节可编程闪速存储器，具有 1000 写/擦循环功能，数据可保留十年。允许 128 字节内部 RAM，32 个可编程 I/O 口线，两个 16 位定时/计数器，一个 5 向量中断源，两个优先级，一个全双工 UATR 串行通信接口，片内设置有振荡器和时钟电路。同时，能够静态工作在 024HZ 范围，三级程序存
16、储器锁定，并支持低功耗的闲置和掉电模式。空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。方案二：选择 STC89C52 单片机完全兼容 51 系列单片机，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用经典的 MCS-51 内核，但功能又完全超越 51 单片机。同时拥有 API 在线编程功能具有 8k 字节 Flash，512 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810 复位电路，3 个 16 位定时器/计数器，4 个外部中断，一个 7 向量 4 级中断结构，全双工串行口。 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T 可选。其中最主要的特点是 ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，应用
