目录摘要 1前言 1第1章绪论 21.1单片机技术和发展趋势 21.2 LCD显示技术 3第2章多功能显示屏设计构思 42.1系统总设计流程 42.2单片机选择方案 52.3数据模块方案采集 72.4 AVF单片机系统开发工具 8第3章 系统硬件设计和实现 93.1系统硬件概述 103.2硬件电路各模块工作原理 10第4章系统软件设计 184.1系统设计总框图 194.2各模块软件设计 19第5章 系统设计结果和分析 245.1测试仪器 245.2硬件测试 245.3软件测试 245.4测试结果分析 25第6章全文总结和展望 25致谢 27参考文献 28附录： 3045 #基于单片机的多功能显示屏使用系统设计学生：李丽指导老师：邓丽华（三峡大学 电气和新能源学院）摘 要：本设计利用ATmegal单片机读取来自时钟芯片，温度传感器的数据， 实现秒、分、时、日、月、年的控制以及室内温度的采集并最终通过 LCD液晶显示屏显示结果此外还可以实现时间调整、定时和滚动显示等多种实用功能整 个设计分硬件和软件两大部分硬件部分采用 ATMega%单片机作为控制核心，FYD 12864液晶屏作为信号输出显示部分；软件部分利用 C语言作为设计语言，对ATmega16进行编程来实现各种功能。
关键词：单片机，LCD温度采集Abstract: This desig n used ATMega16 read from the clock chip microco ntroller, temperature sen sor,its AD data, to achieve sec on ds, minu tes, hours, days, mon ths, years, in door temperature con trol and output voltage of the collecti on and the collection and eventually through the LCD liquid crystal The display shows the results. Also allows time to adjust, timing, and a variety of practical functions such as scrolling display. The design of hardware and software most of the points. Hardware used as the con trol ATMega16 SCM, FYD12864 character LCD display as part of the signal output; software components using C Ianguage as a Ianguage, on the ATMega16 to program ming functions.Keywords: microco ntroller, LCD, temperature collecti on-、八■ 、-刖言在如今人们生活中，科技的发展让多功能显示屏在我们身边随处可见。
在繁 华的都市中显示屏可以向市民提供市区空气质量指数， 噪声值以及政府发布的相关信息等不仅可以方便市民了解周围的环境状况， 而且提高了市民创模工程的知晓率和关注度另外在现在的汽车中也能看到多功能显示屏的身影，简单的只 能显示空调温度，收音机或车载音响信息等内容复杂的多功能显示屏则除了显 示上述内容以外，还可以显示车辆油耗，续航里程，导航信息或者 DVD等内容，而且大多采用彩色屏幕，当然多功能显示屏的使用远不止这些由此可见其在日 常生活中的重要，它是人类和机器沟通一座桥梁研究本课题让我们从最基本的 多功能显示屏入手学习和研究，对人们生活中使用的多功能显示屏的原理有更好 的认识和了解，从而研制出更为复杂的可以更好的为人民的日常生活服务的电子 产品本设计重点研究单片机+时钟芯片这种模式的电子万年历，不仅实现了显示时间和调整时间的万年历功能，而且还可以实现实时温度的检测和显示， 电子信息广告等其他多功能用途市场上有许多电子钟的专用芯片如： LM8363 LM8365等，但它们功能单一，电路连接复杂，不便于调试制作所以本统设计的多功能 显示屏使用系统选用单片机来完成设计，它可以将要显示的数据直接送到 LCD显示器，节省了部分转换电路，节约了硬件成本，且功能的扩展性好，只需要对 单片机的部分软件进行更新即可实现该系统功能的升级。
外围接口电路使用了 FYD12864LC显示屏、时钟芯片DS1302温度采集芯片 DS18B20这些硬件模块来 完成设计第1章绪论1.1单片机技术和发展趋势单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统尽管他的大部分功 能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件： CPU内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存同时集成诸如通讯接口、 定时器，实时时钟等外围设备而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图 像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上单片机也被称为微控制器(Microco ntroller )，是因为它最早被用在工 业控制领域单片机由芯片内仅有CPU勺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INTEL的Z80是最早按照这种思 想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳 ［11］早期的单片机都是8位或4位的其中最成功的是INTEL的8031，因为 简单可靠而性能不错获得了很大的好评此后在 8031上发展出了 MCS5係列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用随着工业控制领 域要求的提高，开始出现了 16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛 的使用90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高 随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛使用，32位单片机迅速取代 16位单片机的高端地位，并且进入主流市场而传统的 8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍目前，高端的32位单片机 主频已经超过300MHz性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂 价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元［11］当代单片机系统已经不 再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛使用在全系列 的单片机上而在作为掌上电脑和核心处理的高端单片机甚至可以直接使用 专用的 Windows和Linux操作系统单片机比专用处理器更适合使用于嵌入式系统，因此它得到了最多的使用 事实上单片机是世界上数量最多的计算机 现代人类生活中所用的几乎每件电子 和机械产品中都会集成有单片机计算器、家用电器、电子玩具、 掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有 1-2部单片机。
而个人电脑中也会有为数 不少的单片机在工作汽车上一般配备 40多部单片机，复杂的工业控制系统上 甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过 PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量还要多单片机是一种式实时控制计算机，式就是现场控制，需要的 是有较强的抗干扰能力，它是靠程序运行的，并且可以修改通过不同的 程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要 费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的 [12]目前占统治地位的软件基本是最低级汇编语言，但对于 AVR系列的单片机的开发项目一般使用的是 C语言，虽然使用 C语言编写的代码比用汇编语言编写的 代码占用的空间要大 5%到20%但是由于半导体技术的发展，芯片的容量 和处理速度有了大幅度的提高，占用空间的大小的差异已经不是关键，相 比之下，更应该注重软件是否具有长期稳定运行的能力，注重使用先进开 发工具所带来的时间和成本的优势单片机在目前的发展形势下，表现出几大趋势：•可靠性及使用水平越来越高和互联网连接已是一种明显的走向•所集成的部件越来越多：美国国家半导体公司的单片机已把语音、图象部 件也集成到单片机中，也就是说，单片机的意义只是在于单片集成电路， 而不在 于其功能了；如果从功能上讲它可以讲是万用机，原因是其内部已集成上各种使 用电路。
•功耗越来越低和模拟电路结合越来越多1.2 LCD显示技术LCD技术是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间 这两个平面上的槽互相垂直（相交成90度）也就是说，若一个平面上的分子南北向排列，则另 一平面上的分子东西向排列， 而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种 90度扭转的状态由于光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时也 被扭转90度但当液晶上加一个电压时，分子便会重新垂直排列，使光线 能直射出去，而不发生任何扭转LCD是依赖极化滤光器（片）和光线本身自然光线是朝四面八方随机发 散的极化滤光器实际是一系列越来越细的平行线这些线形成一张网，阻 断不和这些线平行的所有光线极化滤光器的线正好和第一个垂直，所以能完全阻断那些已经极化的光线只有两个滤光器的线完全平行，或者光线本 身已扭转到和第二个极化滤光器相匹配，光线才得以穿透LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光器构成，所以在正常情况下应 该阻断所有试图穿透的光线但是，由于两个滤光器之间充满了扭曲液晶， 所以在光线穿出第一个滤光器后，会被液晶分子扭转 90度，最后从第二个滤光器中穿出另一方面，若为液晶加一个电压，分子又会重新排列并完全 平行，使光线不再扭转，所以正好被第二个滤光器挡住。
总之，加电将光线 阻断，不加电则使光线射出当然也可以改变 LCD中的液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断但由于计算机屏幕几乎总是亮着的，所以 只有“加电将光线阻断”的方案才能达到最省电的目的第2章多功能显示屏设计构思2.1系统设计流程系统设计流程如图1所示，主要有6个步骤1) 明确设计任务要求确定设计任务和目标，并制定说明规格文档，作为下一步设计的指导和检验 标准还要明确系统功能要求，性能要求，环境、可靠性、成本、功耗、资源等 要求2) 体系结构设计体系结构设计是系统的总体设计，它需要确定单片机系统的总体构架，从功 能上对软硬件进行划分在此基础上，确定系统的硬件选型(主要是处理器选型)， 操作系统的选择和开发环境的选择3) 硬件的设计、制作及测试在这一阶段要确定硬件部分的各功能模块及模块之间的关联， 并在此基础上 完成元器件的选择、原理图绘制、印刷电路板(PCB设计、硬件的装配和测试、 目标硬件最终的确定和测试4) 软件的设计、实现及测试这部分工作和硬件开发并行、交互进行软件设计主要完成引导程序的编制、 操作系统的移植、驱动程序的开发、使用软件的编写等工作设计完系统设计流 程图成后，软件开发进入实现阶段。
这一阶段主要是嵌入式软件的生成(编译、 链接)，调试和固化运行，最后完成软件的测试5) 系统集成将测试完成的软件系统装入制作好的硬件系统中，进行系统综合测试，验证 系统功能是否能够正确无误地实现， 最后将正确的软件固化在目标硬件中 本阶 段的工作是整个开发过程中最复杂、最费时的，特别需要相应的辅助工具支持6) .系统性能测试及可靠性测试若满测试最终完成的系统。