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1、摘 要在日常生活中，我们对液晶显示(LCD)并不陌生LCD智能显示模块不但可以显示字符，汉字和图形，同时具有可编程功能，且与单片机接口比较方便，如液晶显示模块已作为很多电子产品的通用器件，如在计算器，万用表，电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字，专用符号和图形。在单片机系统中应用中用液晶显示作为输出器件有很多优点，如显示质量高，不闪烁；数字接口式，使得和单片机的接口更加简单可靠，操作方便；体积小，重量轻；而且相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动TC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。关键字：单片机 专用字符 液晶显示器LCD1602 目 录摘要1第一章 绪论
2、11.1 课题背景21.2 课题设计目标2 课题设计的主要工作3第二章 硬件设计42.1 LCD1602 简介5.1 LCD1602引脚功能7 IIC总线10.1 IIC总线的特点11.2 IIC协议总线信号时序9.3 IIC总线器件寻址方式72.3 系统电路图7第三章 软件设计73.1 系统框图73.2 程序清单7第四章 调试7第五章 总结7参考文献7致 谢71绪论当今时候是一个信息化的时代，信息的重要性不言而喻的，获取手段显得尤其重要。人们所接受的信息有70%来自于人的视觉，无论用何种方式获取的信息最终需要有某种显示方式来表示。在当代显示技术中，主流的有LED显示屏和LCD液晶显示，而在这
3、些显示技术中，尤其以液晶显示器LCDLiquid crystal display为代表的平板显示器开展最快，应用最广。LCD是典型的发光器件，它一材料科学为根底，综合利用了精密机械，光电及计算机技术，并正在微机械，微光学，纤维光学等前沿领域研究根底上，向高集成化，智能化方向开展。液晶显示技术开展迅猛，市场预测说明，液晶显示平均年销售呈增长10%13%，不久的将来有可能取代CRT，成为电子信息产品的主要显示器件，另外，液晶显示器对空间电磁辐射的干扰不敏感，且在紧凑的仪器空间不需要专门的屏蔽保护，因而课大大简化仪器的结构和制造本钱，在各种便携式仪器，仪表将会越来越广泛的应用。特别是在电池供电的单片
4、机产品中，液晶显示更是必选的显示器件。本设计是基于AT89C51芯片单片机为主控芯片，结合1602液晶显示模板等外围电路，通过软件程序，来实现液晶显示英文字母和数字。本次设计的目的在于利用单片机和LCD1602来显示英文字母和数字。1对系统的各个模块的各个功能进行深入分析和研究，在对课题所采用的方案进行可行详细的研究后设计具体功能电路。2熟悉所选芯片的功能并完成具体电路设计。3对系统的最终指标进行测试，针对系统的缺乏，进行分析并提出一些改正方法。2 单片机的概述目前单片机渗透到了我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数
5、据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的平安保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及远程控制玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域中的机器人、智能仪表、医疗器械了。单片机具有结构简单、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低等优点，因而在许多行业都得到了广泛应用，并且在诸多领域中都发挥了无可比较的巨大作用。和特点单片机即单片微型计算机，是把中央处理器、存储器、定时/计数器、输入输出接口都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供给不用外接硬件和节约本钱。单片机也被称为微控制器
6、Microcontroller，是因为它最早被用于工业控制领域。单片机的芯片内仅由CPU的专用处理器开展而来。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。单片机以其卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。单片机应用在检测、控制领域中，具有如下特点：1、体积小、控制功能强、本钱低。因而可以方便地组装各种智能式控制设备和仪器，做到机、电、仪一体化。2、易扩展。很容易构成各种规模的应用系统，为应用系统的设计和生产带来极大方便。3、可靠性好、使用温度范围宽。在各种恶劣的环境下都能可靠的工作，这是其他机种无法比较
7、的。4、种类多，型号全。很多单片机厂家逐年扩大适应各种需要，有针对性地推出一系列型号产品，使系统开发工程师有很大的选择余地。大局部产品有较好的兼容性，保证了已开发产品能顺利移植，较容易地使产品进行升级换代。5、低功耗。现在新型单片机的功耗越来越小，供电电压从5V降低到了3.2V，甚至1V，工作电流从mA降到A级，工作频率从十几兆可编程到几十千赫兹。特别是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作方式包括等待、暂停、睡眠、空闲、节电等。6、可以采用C语言开发环境，具有友好的人机互交环境。大多数单片机都提供基于C语言开发平台，并提供大量的函数供使用，这使产品的开发周期、代码可读性、可移植性都大为提高
8、。单片微型计算机简介单片微型计算机(Single Chip Micro Computer)简称单片机，它是一种把组成微型计算机的各功能部件：中央处理单元CPU、一定容量的随机存储器RAM和只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行口等制作在一块芯片中的计算机,从而实现微型计算机的根本功能5。单片机具有结构简单、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低等特点，在家用电器、智能化仪器、工业控制以及火箭导航尖端技术领域都发挥着十分重要的作用6。单片机的内部结构示意图如下列图所示。 单片机 接口电路及外设等 + + 软 件 单片机应用系统 图2.2 单片机内部结构示意图 图2.3 单片机应用
9、系统组成示意图单片机实质上是一个芯片，在实际应用中通常很难直接把单片机和受控对象进行电气连接，而是必须外加各种扩展接口电路以至外部设备，连同受控对象和单片机程序软件构成一个单片机应用系统。单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入、输出、显示、测量和控制等外围电路和软件能实现一种或多种功能的实用系统。单片机应用系统的组成示意图如上图所示7。单片机技术在不断的开展，它反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。在这几方面，较为典型地说明了数字单片机的技术水平。在目前，用户对单片机的需要越来越多，但是，要求也越来越高。下面分别就这三个方面说明单片机的技术进步状况。 1、内部结构的进步 单片
10、机在内部已集成了越来越多的部件，这些部件包括一般常用的电路，例如：定时器，比较器，A/D转换器，D/A转换器，串行通信接口，Watchdog电路，LCD控制器等。有的单片机为了构成控制网络或形成局部网，内部含有局部网络控制模块CAN。例如，Infineon公司的C 505C，C515C，C167CR，C167CS-32FM，81C90。因此，这类单片机十分容易构成网络。特别是在控制，系统较为复杂时，构成一个控制网络十分有用。 为了能在变频控制中方便使用单片机，形成最具经济效益的嵌入式控制系统。有的单片机内部设置了专门用于变频控制的脉宽调制控制电路，这些单片机有Fujitsu公司的MB89850
11、系列、MB89860系列；Motorola 公司的MC68HC08MR16、MR24等。在这些单片机中，脉宽调制电路有6个通道输出，可产生三相脉宽调制交流电压，并内部含死区控制等功能。 特别引人注目的是：现在有的单片机已采用所谓的三核TrCore结构。这是一种建立在系统级芯片System on a chip概念上的结构。这种单片机由三个核组成：一个是微控制器和DSP核，一个是数据和程序存储器核，最后一个是外围专用集成电路ASIC。这种单片机的最大特点在于把DSP和微控制器同时做在一个片上。这是目前单片机最大的进步之一。这些单片机都是高档单片机，MCU都是32位的，而DSP采用16或32位结构，
12、工作频率一般在60MHz以上。 2、功耗、封装及电源电压的进步 现在新的单片机的功耗越来越小，特别是很多单片机都设置了多种工作方式，这些工作方式包括等待，暂停，睡眠，空闲，节电等工作方式。而单片机的封装水平也大大提高，随着贴片工艺的出现，单片机也大量采用了各种合符贴片工艺的封装方式出现，以大量减少体积。在这种形势中，Microchip公司推出的8引脚的单片机特别引人注目。这是PIC12CXXX系列。它含有0.52K程序存储器，25128字节数据存储器，6个I/O端口以及一个定时器，有的还含4道A/D ，完全可以满足一些低档系统的应用。扩大电源电压范围以及在较低电压下仍然能工作是今天单片机开展的
13、目标之一。目前，一般单片机都可以在3.35.5V的条件下工作。而一些厂家，那么可以生产出在2.26V的条件下工作的单片机。 3、工艺上的进步 现在的单片机根本上采用CMOS技术，但已经大多数采用了0.6um以上的光刻工艺，有个别的公司，如Motorola公司那么已采用0.35um甚至是0.25um技术。这些技术的进步大大地提高了单片机的内部密度和可靠性。单片机在目前的开展形势下，表现出几大趋势：1、可靠性及应用越来越水平高，和互联网连接已是一种明显的走向；2、所集成的部件越来越多，NS美国国家半导体公司的单片机已把语音、图像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
14、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应用电路；3、功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。随着半导体工艺技术的开展及系统设计水平的提高，单片机还会不断产生新的变化和进步，最终人们可能发现：单片机与微机系统之间的距离越来越小，甚至难以识别。2.3编程语言的选择在1972年，美国贝尔实验室的D.M.Ritchie在B语言的根底上最终设计出了一种新的语言，他取了BCPL的第二个字母作为这种语言的名字，这就是C语言。在众多的程序设计语言中，C语言简洁紧凑，语言表达能力强，其结构化的流程控制有助于编制结构良好的程序。C语言程序经编译后生成的目标程序代码效率高，几乎可以与汇编
15、语言媲美。C语言既具备高级语言使用方便、接近自然语言和数学语言的特性，同时也具备对计算机硬件系统的良好操纵和控制能力。C语言可移植性好，一个C语言源程序可以不做改动，或者稍加改动，就可以从一种型号的计算机移转到另外一种型号的计算机上编译运行。因此，C语言被广泛应用于各类系统软件和应用软件的开发。所以本系统以C语言进行软件设计，增加了程序的可读性和可移植性，便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁了。2.4 主控单片机80C51是一种高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机，它带有4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机
