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1、目录1前言（绪论）11.1单片机液晶显示设计课题背景11.2单片机液晶显示的意义11.3课题完成的功能22总体方案设计32.1 方案比较32.2 方案论证42.3 方案确立43 单元模块设计53.1各单元模块功能介绍53.2特殊器件的介绍113.3各单元模块的联接124软件设计134.1 功能实现134.2 主程序流程图165系统调试175.1 系统硬件调试175.2 系统软件调试175.3 系统仿真调试结果186结论197总结与体会207.1 设计小结207.2 收获体会207.3 致谢218 参考文献22附录1 相关设计图23附录2 元器件清单24附录3 相关设计软件251前言（绪论）1.
2、1 单片机液晶显示设计课题背景 单片机液晶显示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。液晶显示器与CRT（cathode-ray tube，阴极射线管)、LED (light-emitting diode，发光二级管)或等离子显示器相比是一种低功耗的平面显示器件。它在车内广告、在型智能广告、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（Liquid Crystal Display 液晶显示屏）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
3、阵图形显示器显示汉字。由于物探仪器的多功能化、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。1.2 单片机液晶显示的意义社会意义：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器、仪表和低功耗电子产品中
4、。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。现实意义：我们选择的字符移动显示，是基于LCD1602液晶显示屏，在AT89C52单片机实验系统上实现。利用本次课程设计，完成1602LCD字符移动显示的设计，我
5、们希望能够触类旁通，灵活应用其他型号的液晶显示器。将来如果有机会从事这方面的工作，要运用的液晶显示器不一定是LCD1602，但这次毕业设计中学到的东西为此打下了良好的基础，相信自己能做好这方面的工作。1.3 课题完成的功能本设计是基于AT89C52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，来实现液晶显示移动字符。以及控制显示内容的水平移动。用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由68或88点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但
6、由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。2总体方案设计2.1 方案比较本设计主要是通过控制AT89C52单片同的引脚来控制LCD1602显示给定的符号、字母、数字，以及控制显示内容的垂直移动和水平移动。由于LCD1602的字符有相应的字符代码，不用编写字库，因此在设计时对方案的选择就只考虑单片机与显示器的数据传送类型，即串行通信和并行通信。方案一：串行通信串行通信是反映一个数据的所有位按一定的顺序和方式，一位一位地通过串行输入/输出口进行传送。由
7、于串行通信是数据的逐位顺序传送，在进行通信时，只需一根传输线，其传送的数据位多且通信距离长。串行通信方式如图所示。图2.1 串行通信方式方案二：并行通信采用并行传送方式在微机与外部设备之间进行数据传送的接口叫并行接口。主要特点：一是同时并行传送的二进位数就是数据宽度；二是在计算机与外设间采用应答式的联络信号来协调双方的数据操作。传送的数据位1-128位，一般为8位。单片机与外部设备之间也通常采用8位并行I/O接口进行短距离的通信其传输距离近，传送方式单一，每次传送一个字或一个字节。并行通信方式如图所示。图2.2 并行通信方式2.2 方案论证1.串行传输是将组成字符的各位串行地发往线路。 其主要
8、特点：（1）传输速度较低，一次一位；（2）通信成本也较低，只需一个信道。（3）支持长距离传输，目前计算机网络中所用的传输方式均为串行传输。 串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的，先由具有几位总线的计算机内的发送设备，将几位并行数据经并-串转换硬件转换成串行方式，再逐位经 传输线到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收方使用。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但对于覆盖面极其广 阔的公用电话系统来说具有更大的现实意义。 2.并行传输是将 字符编码的各位（比特）同时传输。 其主要特点： （1）传输速度快:一位（比特）时间内可传输一个字符； （2）通
9、信成本高:每位传输要求一个单独的信道支持；因此如果一个字符包含8个二进制位， 则并行传输要求8个独立的信道的支持； （3）不支持长距离传输:由于信道之间的电容感应，远距离传输时，可靠性较低。 并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过 对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。计算 机内的总线结构就是并行通信的例子。这种方法的优点是传输速度快，处理简单。2.3 方案确立 由于本设计的传输距离不远，所用I/O口不多，所以方案二既可满足课程设计的基本要求又能充分发挥其
10、优势，电路简单，易控制，所以采用该方案。图2.3 系统总体方框图3 单元模块设计3.1各单元模块功能介绍（1）单片机模块本控制系统以AT89C52单片机作为主控制器，因此，对于该单片机的主要结构和功能必须要有一个详细的了解。下图为AT89C52管脚图：图3.1 AT89C52管脚图各引脚功能分类介绍：1. Vcc：电源。2. GND：地线。3. P0：是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口时，每个引脚可吸入8个 TTL输入。当把“1”写入P0口的引脚时，该引脚可以作为高阻输入。当访问外部程序存储器和数据存储器时，P0口也可以作为复用的低8位地址/数据总线。在此状态下，P0口有内部上拉电路
11、。P0口也在Flash编程时，接受代码字节，而在程序校验期间，输出代码字节。在程序校验期间需要外部上拉电路。4. P1口：是一个具有内部上拉电路的8位双向I/O口。P1口的输出缓冲器能够吸入/放出4个TTL输入。当对P1口的引脚写“1”的时候，它被内部上拉电路拉高，并能够做输入使用。作为输入时，由于内部上拉电路的作用，由外部拉低的P1口引脚放出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和控制输入（P1.1/T2EX）。5. P2口：是一个具有内部上拉电路的8位双向I/O口，P2口 的输出缓冲器能够吸入/放出4个TTL输入。当对P2口写引脚
12、“1”时，它被内部上拉电路拉高，并能够做输入使用。此时，由于内部上拉电路的作用，由外部拉低的P1口引脚放出电流（IIL）。当访问外部程序存储器及使用16位地址的数据存储器（MOVX DPTR）时，P2口输出高8位地址。在这种情况下，当置“1”时，P2口使用强大的内部上拉电路。当访问使用8位地址的外部数据存储器（MOVX RI）时，P2口输出P2口锁存器的内容。在Flash编程及程序检验期间，P2口也接收高8位地址及一些控制信号。6. P3口：是一个具有内部上拉电路的8位双向I/O口，P3的输出缓冲器能够吸入/放出4个TTL输入。对P2口写引脚“1”时，它被内部上拉电路拉高，并能够做输入使用。此
13、时，由于内部上拉电路的作用，由外部拉低的P1口引脚放出电流（IIL）。P3口也提供AT89C52各种专用功能。在Flash编程极检验期间，P3口也接受一些控制信号。7. RET：复位输入。当振荡器工作时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平将使系统复位。8. ALE/PROG：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存）是一个用于锁存地址的低8位字节的输出脉冲。在Flash编程期间，此引脚也用于输入编程脉冲（PROG）。在正常操作情况下，ALE以振荡器频率的1/6的固定速率发出脉冲，它可以用做对外输出时钟。然而要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。9.PSEN：外部程序存储器
14、读选通信号。每当AT89C52在对外面程序存储器读取指令时，每个机器周期将PSEN激活两次。在此期间内，每当访问外部存储器时，将跳过两个PSEN信号。10. EA/VPP ：访问外部程序存储器允许端。为了能够从外部程序存储器的0000H至FFFF单元中读取指令，EA必须接地。然而要注意的是，若对加密位1进行编程，则在复位的时候，EA的状态在内部被锁存。执行内部程序EA应接VCC。当选择12V编程电源时，在Flash编程期间，这个引脚可接12V编程程序。11. XTAL1：振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。12. XTAL2：振荡器反向放大器输出端。（2） 显示模块在本设计中，我们
15、采用的是LCD1602模块作为显示器。图3.2 1602LCD管脚图1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如下图所示:图3.3 1602LCD引脚说明第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：背光源正极。第16脚：背光源负极。1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如图所示：图3.4 1602LCD控制指令1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作
