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1、 目录 摘要ABSTRACT1 绪论11.1 课题背景11.2 单片机的发展11.3 液晶显示器的发展41.4 设计要求52 单片机测量数据的LCD波形显示总体方案设计72.1 单片机选型72.2 液晶显示器选型112.3总体方案设计152.4 本章小结163 单片机测量数据的LCD波形显示系统硬件电路173.1 系统硬件绘图的接口选择173.2系统硬件电路图183.3 ATmega16的外围电路设计183.4 本章小结214 波形系统的软件设计224.1开发语言的选择224.2开发系统的简介224.3 12864显示图形的地址234.4 波形显示系统的子程序244.5 画点画线294.6 波
2、形显示系统的主函数344.7 系统软件设计总结354.8 下载显示364.9 本章小结37总结与展望38致谢39参考文献40附录41单片机测量数据的LCD波形显示（侧重软件) 摘要 本文设计的是单片机测量的数据用液晶显示器进行波形显示。在此所用到的硬件核心为ATmega16和ST7920驱动的带字符库的点阵式12864. 这是一种能实时控制显示内容的基于单片机的液晶显示屏控制系统设计方案。文中给出了波形显示系统的硬件选型，同时根据单片机和液晶显示器型号的选择，给出了波形显示系统的硬件设计，软件流程图，C语言源程序及详细注释等内容，其中详细阐述了波形显示系统背景、工作原理、基本功能框图、关键设计
3、技术及软件工作流程。波形显示系统通过对单片机输入输出接口的设置，利用单片机C语言编程输入一组数据，在液晶显示器上以波形的形式显示出来。关键词：单片机；测量；液晶显示器；波形Data from microcomputer displayed on LCD in waveform (Focusing on software) ABSTRACTIn this paper , data use waveform to display on LCD is designed.The system hardware design with ATmega16 Single-chip microcomputer
4、 and Dot-matrix of 12864, the control chip of 12864 is ST7920. This is a System Based on SCM LCD screen which can real-time display waveform.In this paper,the author gives Hardware circuit and Software program. At the same time, according to the model of the single chip microcomputer,the author also
5、 gives the design of Hardware ,the flow chart of software, the source program of C language ,the Detailed notes of C language and so on. One detailed expounds its working principle, basic function block diagram, the key design technology and software working process.The system through the SCM input/
6、output interface Settings and the C programming language using single chip computer to input a set of data ,which can display in waveform on LCD.Key words:single-chip microcomputer;measure；LCD；waveform 1 绪论1.1 课题背景 随着工业水平的提高，在工业过程控制等高分辨率测量场合，对自动化仪表的功能提出了越来越高的要求。一方面，采集的数据要求其准确度越来越高；另一方面，自动化仪表应具有良好的人机
7、界面，以及快速方便的通信功能。 显示是单片机应用系统中人机对话时必不可少的装置，而LCD，即液晶显示器，可以说是单片机应用系统中最常用的显示器件。其中点阵式液晶显示器具有显示信息量大，功耗低，寿命长，显示清晰，对比度好，不易使眼睛疲劳等特点，在各种仪器仪表中得到越来越多的应用，它作为仪表的显示终端，可以实时显示各种字符，曲线，汉字，表达式等。例如，在智能仪表生产领域中，液晶显示器能够实时显示实验舱中气体的温度，压力等参数和气体的密度等多路测量信号。在医疗领域中，液晶显示器正在一步一步取代阴极射线管显示器（CRT），成为医疗器械首选的显示器件。液晶显示器在信噪比，显示精确度，病变检测的准确性等方
8、面比CRT有着更为显著的优势。1.2 单片机的发展11.2.1单片机的发展史 单片机是一种集成电路芯片，它采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器(CPU)、存储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM）、输入、输出接口电路(I/O接口)集成在同一块芯片上，构成一个即小巧又很完善的计算机硬件系统，在单片机程序的控制下能准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。所以说，一片单片机芯片就具有了组成计算机的全部功能。 由此来看，单片机有着一般微处理器（CPU）芯片所不具备的功能，它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。 然而单片机又不同于单板机（一种将微处理
9、器芯片、存储器芯片、输入输出接口芯片安装在同一块印制电路板上的微型计算机），单片机芯片在没有开发前，它只是具备功能极强的超大规模集成电路，如果对它进行应用开发，它便是一个小型的微型计算机控制系统，但它与单板机或个人电脑(PC机)有着本质的区别。 单片机的应用属于芯片级应用，需要用户（单片机学习者与使用者）了解单片机芯片的结构和指令系统以及其它集成电路应用技术和系统设计所需要的理论和技术，用这样特定的芯片设计应用程序，从而使该芯片具备特定的功能。 不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满
10、足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等，这些信息需要从生产厂商的技术手册中得到。软件特征是指指令系统特性和开发支持环境，指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式，数据处理和逻辑处理方式，输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。 单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统，可以以软件控制来实现，并能够实现智能化，现在单片机控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能
11、仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。 诚然，单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益，更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想。是控制技术的一次革命，是一座重要的里程碑。 1946年第一台电子计算机诞生至今，依靠微电子技术和半导体技术的进步，从电子管晶体管集成电路大规模集成电路，使得计算机体积更小，功能更强。特别是近20年时间里，计算机技术获得飞速的发展，计算机在工农业，科研，教育，国防和航空航天领域获得了广泛的应用，计算机技术已经是一个国家现代科技水平的重要标志。 单片机诞生于20世纪70年代，象Fairchild公司研制的F8单片微
12、型计算机。所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元(Center Processing Unit,也即常称的CPU)和数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)及其他I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统，而现代的单片机则加上了中断单元，定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。 20世纪70年代，微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单，一般均把CPU、RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上，象Fairchild公司
13、就属于这一类型，它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。类似的单片机还有Zilog公司的Z80微处理器。 1976年INTEL公司推出了MCS-48单片机，这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机，并推向市场。它以体积小，功能全，价格低赢得了广泛的应用，为单片机的发展奠定了基础，成为单片机发展史上重要的里程碑。 在MCS-48的带领下，其后，各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机，象Zilog公司的Z8系列。到了80年代初，单片机已发展到了高性能阶段，象INTEL公司的MCS-51系列，Motorola公司的6801和6802系列，Rokwell公司的6501及6502系列
14、等等,此外,日本的著名电气公司NEC和HITACHI都相继开发了具有自己特色的专用单片机。 80年代，世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机，约有几十个系列，300多个品种，此时的单片机均属于真正的单片化，大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口、多种中断系统，甚至还有一些带A/D转换器的单片机，功能越来越强大，RAM和ROM的容量也越来越大，寻址空间甚至可达64kB，可以说，单片机发展到了一个新的平台 单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 (1).SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求
15、最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。 (2).MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。 Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。 (
