毕业设计（论文）基于单片机的液晶显示系统设计.doc

《毕业设计（论文）基于单片机的液晶显示系统设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）基于单片机的液晶显示系统设计.doc（63页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 单片机控制液晶显示系统设计（论文）主要内容和要求：1. 掌握89C52单片机工作原理、软/硬件资源2. 掌握中文液晶显示屏的结构及工作原理3. 完成系统硬件设计4. 完成系统软件设计 摘 要本文主要对AT89C52控制的液晶显示系统进行了研究。文章首先对单片机AT89C52的结构、功能、特点进行了简要的介绍；然后介绍了液晶显示控制器KS0108的结构功能,并对液晶模块LG128643的结构、功能做了详细的说明；之后，着重分析了液晶显示系统的硬件实现方案，包括键盘的设计、液晶显示接口的设计。文章的最后提出系统的软件设计方案，设计了各个功能模块的软件流程图

2、。关键词：单片机AT89C52 控制器KS0108 液晶模块LG128643ABSTRACTThis paper is main the LCD that control to the AT89C52 manifestation the system proceeded the research. The article preceded the introduction of the synopsis to the construction, function, characteristics of the single a machine AT89C52 first. Then intro

3、duced the LCD show the construction function of the controller KS0108, And did the expatiation to the construction, function of the LCD mold a LG128643; After, emphasized to analyze the LCD show that the hardware of the system realizes project, The design, LCD manifestation that include the keyboard

4、 connects design. The article puts forward the software design project of the system finally, designed the software flow chart of the each function mold piece.Key words: Single a machine AT89C52、controller KS0108、LCD mold a LG128643目 录1.概论11.1 人类与显示技术11.2 液晶和液晶显示31.3 LCD发展史41.4 液晶显示器发展史72. 液晶显示系统原理1

5、02.1 AT89C52单片机功能原理102.1.1 ATMEL公司介绍102.1.2 AT89系列单片机的特点112.1.3 89C52单片机结构122.2液晶显示器件原理212.2.1 液晶简介212.2.2液晶电光特性212.2.3 液晶显示模块原理222.2.4 LCD 的基本构造232.2.5 LCD 的驱动方式252.2.6 LCD的显示原理272.2.7 液晶控制器KS0108结构及功能272.2.8 液晶显示模块的结构特点303.单片机控制液晶显示模块电路设计343.1 单片机控制板电路设计要求343.2 单片机控制板原理框图及功能343.3 单片机AT89C52对非编码键盘接

6、口设计353.4单片机AT89C52对液晶显示器的控制374.液晶显示系统软件设计444.1 液晶显示软件设计要求444.2 液晶显示软件主要内容444.3液晶显示软件流程图445.硬件调试分析535.1 试验调试535.2 设计体会546.结束语566.1 毕业设计总结566.2 进一步的工作展望58致 谢60参考文献611.概论 液晶显示器件如春风早以吹入人们的各个领域。今天几乎没有人还不知道液晶显示器件，几乎没有哪个人没有见过液晶显示器件。液晶显示器件正在改变着人们的生活，改变着人类社会。商品化的液晶显示器件问世不过20多年，现在已拥有年产上百亿美元的销售额，如果将使用液晶显示器开发的产

7、品计算在内，年销售额将达到上亿美元。即使如此，人们还是认为液晶的世纪刚刚开始，并将超扭曲STN和有源矩阵TFT广泛应用、批量投产的1992年称为液晶的元年。1.1 人类与显示技术人类生活离不开信息，正如控制论创始人N.维纳所说：“要有效地生活，就要有足够的信息”。人们生活在社会上，每时每刻都在与外部交流信息，人们随时随地都在通过眼、耳、鼻、舌、身从外部世界获得信息。其中，视觉获得的信息大约占70以上，其他如听觉、味觉、嗅觉、触觉加在一起不足30。可见，最大量的信息是通过眼睛获取的。视觉信息不仅数量最大，而且最准确、最及时、也最可靠，人们常引用的成语：“一目了然”就是这个意思。又如，“百闻不如一

8、见”也是说视觉信息的重要远胜于其他信息来源。因此，长久以来，人们一直致力于将各种信息转变为视觉信息在传递给人们。这种将各种信息转化为视觉信息的过程就称之为显示，这种转化技术就称之为显示技术。早在几十万年前，人们开始掌握了火以后就同时将人造火同火一起带进了人们生活的领域。不仅用火取暖，而且用火来照明，也用火来传递信息。“烽火台”、“狼烟”等,都是一种用烟火传递信息的方式。而“孔明灯”、“刁斗”、“走马灯”等，则可以看做是人类早期对显示技术的尝试。不过，现在所说的显示和显示技术是与人类早期的显示尝试根本不同的。现在所说的显示，最大的特点是光与电的结合，是光与近代科学成就的结合。这种显示所追求的目标

9、是清晰、准确、实时、直观、方便、节能、携带信息量大、传递速度快。这种显示技术是21世纪植根于近代科学技术中发展起来的，是现代科学技术的一个重要组成部分。更准确地说应该称为现代显示，是一种现代显示技术。这种现代显示的一般基本过程是将各种电量、非电量（如声、光、热、力、数字、化学等）的信息源通过一定的处理器，进行处理后再由显示器进行显示，也可将这种现代显示技术称之为信息显示技术。随着科学技术的发展及社会的进步，人类所接触的信息量也在不断增加。统计表明，信息量的增长平均每年在13以上，今后更将以每年40以上的速度增长。人们把这种增长称之为“信息爆炸”。面临着如此浩如烟海的大量信息，人们已经成功地使用

10、了计算机来进行处理。计算机可以将人们原来一生处理不完的信息在几秒钟内处理完毕。但是要想将处理后的信息及时、准确的传递给人们，还必须通过显示技术来实现。显示技术是现代社会人与信息间最可靠的桥梁。不能想象一个没有现代显示技术的现代社会，将会成为什么状态。在信息显示技术中，人们总是要对信息数字化。数字化后的信息才能更准确，而且具有了同一性，才能被计算机识别、处理，才能准确清晰地传递给人们。所以数字显示是信息显示的一个重要内容。数字显示是应用面最广、使用量最大、开发器件种类最多的一种显示。荧光显示器件（VFD）、辉光显示器件、等离子显示器件（PDP）、液晶显示器件（LCD）、半导体显示器件（LED）、

11、电致发光显示器件（EL）、平板场发射显示器件、电泳显示器件、电致变色显示器件、有机电致发光器件（有机EL）、数字微镜显示（DM）等都是各具特色。因此，用途广阔的数字显示器件，它们都已深深地扎根于人类的生活和国民经济的各个领域了。可以确信，现代显示技术的发展必将为人类的进步、社会的发展带来不可估量的影响。1.2 液晶和液晶显示早再一百年前人们就发现了一类特殊物质液晶。从宏观上看，既有液体的流动性，又具有晶体所特有的光学异性。从微观上考察，其分子一般是长形棒状或其他规则形状，而且沿分子轴的不同方向会表现出不同的物理性质。总之，液晶既不同于液体，又不是晶体，而是一种既有液体流动性又具有晶体各向异性的

12、特殊物质态。液晶的独特性质使其具有很多奇妙的用途。液晶作为显示方面的应用就使其最早、最广泛的应用之一。目前，应用在电子表、计算器及其它广泛应用在仪器、仪表上的液晶显示器件属于一种叫做扭曲向列型的显示器件。它使将液晶夹在两片玻璃之间，并使其分子沿玻璃表面平行并在两片玻璃之间又连续扭转90。玻璃外面前后再配上正交偏振片。这样，当显示部位施加上电压后，引起液晶分子排列状态的改变，调制了外界光，从而达到了显示的目的。这种显示器件的最大特点是：1. 微功耗，每个显示字符只有几个毫安。是所有显示器件中功耗最小的。2. 低压驱动，一般扭曲向列型（TN）器件阀值电压仅1.52V，可以直接与大规模集成电路直接匹

13、配。3. 平板形结构，尺寸可以很大，也可以很小。显示的有效面积相对来说也是比较大的。显示图案的自由度也相当大。4. 液晶显示器件属于被动型，不发光，靠调制外界光达到显示目的。因此，在阳光下也能看的很清楚，既没有刺目感，也不会引起视觉疲劳，更没有射线辐射，伤害视力。所以它是高信息量信息显示的理想器件。5. 液晶显示器件虽然所需材料都有特殊、较高的要求，但是其结构简单，而且工艺非常适应现代化规模生产。所以其生产成本不高。 正因为它具有这些特点，所以在一切小型、便携、数字、智能化仪表中具有最大竞争力；在大信息量、彩色化、微型及巨型显示领域，液晶显示器件也具有很大的潜力。1.3 LCD发展史 1888

14、年奥地利植物学家Friedrich Reinitzer在加热苯酸脂晶体时发现：当温度升到145.5C时晶体融化成为乳白色粘稠的液体。再继续加热到178.5C时乳白粘稠的液体变成完全透明的液体。后经德国卡尔斯吕爱大学教授Otto Lehmann研究，这种乳白粘稠的液体具有光学各向异性，因而建议称之为液体晶体（Liquid Crgstal）。 二十世纪二十年代，德国Heidelberg大学的Ludwig Gattermann首先合Halle大学的Daniel Vorlander则先后合成了300多种液晶，并指出液晶分子是棒状的分子。在此基础上，法国的George Frieda及Fogram-jea

15、n等对液晶的结构及光学性能作了详细的研究，并于1922年完成了液晶分类的工作，将液晶划分为：近晶相、向列相和胆甾相。1917年Manguin发明了摩擦定向法，用以制作单畴液晶和研究光学各向异性。1909年Emboss建立了攒动（Swarm）学说，并得到L.S.Ormstein及F.Zernike等人的实验支持(1918年），后经de Genes论述为统计性起伏。G.W.Oseen和H.Zocher1933年创立连续体理论，并得到F.C.Frank完善（1958年）。Ambon（1916年）和K.Lichtennecker（1926年）发现并研究了液晶的介电各向异性。1932年，W.Kast据此

16、将向列相分为正、负性两大类。1927年，V.Freedericksz和V.Zolinao发现向列相液晶在电场（或磁场）作用下，发生形变并存在电压阈值（Freederichsz 转变）。这一发现为液晶显示器的制作提供了依据。液晶显示（LIQUID CRYSTAL DISPLAY）由于众多优点而成为被人们广泛应用的一种显示材料，而它的种类又有很多。1常用液晶的种类：液晶产品可根据产品结构特性、显示方式、特殊工艺等几个方面进行分类。其中按结构特性分类是最基本的。而TN、STN型液晶最为普通常见，应用也最为广泛。近年来由于电脑液晶显示器的出现，使TFT型液晶显示屏成为液晶高端产品中的新星。低端产品中T

17、N型液晶显示器件是最常见的一种液晶显示器件。常见的手表、数字仪表、电子钟等都是TN型器件。一般来讲，只要是笔段式的液晶显示器大都是采用TN型液晶显示材料。STN型液晶显示器件在定义中被称为超扭曲向列液晶显示器件。与TN型LCD显著不同之处在于，它的分子排列的扭曲角加大，使其具有更适合多路驱动的特性。目前，几乎所有的点阵图形和大部分点阵字符液晶显示器件都是采用STN型液晶材料。2液晶种类如图1.1所示：图1.1 液晶种类图表不同种类液晶简单参数如表1.1所示： 表1.1 液晶简单参数项目 TN LCD HTN LCD STN LCD FTN LCD 名称 扭曲向列型 高扭曲向列型 超扭曲向列型

18、格式化扭曲向列型 液晶分子扭曲角度 90 110 210255 210255 对比度 可接受 好 良 优 占空比 静态1/16 1/81/16 1/16更高 1/64更高 显示 正性 黑/白 黑/白 紫/黄绿 蓝紫/灰 黑/白 负性 白/黑 白/黑 白/蓝 白/黑 价格 最低 中 中 高 应用举例 计数器，时钟等 计数器，时钟等 传呼机，记事本等 手提式电脑等 1.4 液晶显示器发展史想要对一件新事物产生清晰的认识，了解它的发展过程是一个比较好的办法。液晶显示器从无到有，从单色到彩色，期间风风雨雨也经历了40多年的历程，从下面的这段文字中就可以清楚地看到液晶显示器的几次技术转变过程。液晶显示技

19、术最早于1968年问世，不过真正运用在产品上还是在1973年。SHARP公司在其生产的小型计算器上首次采用了LCD，它所采用的是扭转向列型（Twisted Nematic，TN）液晶显示技术，画面反应时间较慢，且输出的光线亮度不高，所以称为“被动式”。这一类液晶显示器对动、静态影像的显示表现都不好。而且可视角度小，拖影现象十分明显，因此仅被应用于计算机面板、电子表及电器零件显示器，及早期的低价位笔记本电脑等对图像显示质量要求不高的设备上。 在其后的10年间，液晶显示器技术发展的十分缓慢，当1985年东芝公司推出全球第一台笔记本电脑时，液晶显示器立即与笔记本电脑融为一体，频繁地“抛头露面”。但那

20、时的液晶显示器色彩单一，亮度很低，用户所能看到是没有色度的黑白显示屏。 一年后，（STN）液晶显示器出现了，STN是“Super Twisted Nematic”的缩写，从字面上我们就可以知道“Super Twisted Nematic”是“Twisted Nematic”的改进增强型。STN的出现首次让LCD出现了色彩，STN主要应用于一些显示屏尺寸较大要求不高的产品中。 1989年，在东芝公司的努力下，第一台彩色的DSTN显示器正式应用在笔记本电脑中，这次革新让笔记本电脑用户所面对的黑白世界瞬间进入了真正的彩色世界。DSTN是Dual Scan Tortuosity Nomograph的缩

21、写，中文称之为“双重扫描被动式”，我们也把DSTN俗称“伪彩”。尽管实现了彩色输出，DSTN显示器依然存在着许多令人无法忍受的局限性，由于视角狭小、图像品质较差、分辨率和彩色深度低等缺点，DSTN显示只能提供EGA(640350)分辨率，显示出16种色彩。 1994年，东芝公司又推出了专为笔记本电脑设计的TFT液晶显示屏，并且迅速登上时代的舞台，成为当今IT业界的主流选择。TFT(Thin Film Transistor)液晶即薄膜场效应晶体管液晶，是有源矩阵类型液晶显示器(AM-LCD)中的一种，其具有更高的对比度、更丰富的色彩和更新频率更快等特性，俗称“真彩”。相对于DSTN而言，TFT液

22、晶的主要特点是为每个像素配置一个半导体开关器件，其加工工艺类似于大规模集成电路。由于每个像素都可以通过点脉冲直接控制，因而每个节点都相对独立，并可以进行连续控制。这样的设计方法不仅提高了显示屏的反应时间，同时在灰度控制上也可以做到非常精确，这就是TFT色彩较DSTN更为逼真的原因。 近两年来，随着TFT制造技术的逐渐完善，产品成品率的提高，TFT的价格下降了许多，加上一些新技术的出现，使得TFT液晶显示器在响应时间、对比度、亮度、可视角度方面有了很大的进步，进一步拉近了与传统CRT显示器的差距。 目前，液晶显示器的响应时间都在50ms以下，亮度在200cd/m2左右，可视度达到120以上。 2

23、. 液晶显示系统原理2.1 AT89C52单片机功能原理2.1.1 ATMEL公司介绍ATMEL公司是美国目前著名的半导体公司之一。ATMEL公司是从生产EPROM和EPROM起家的。后来在90年代初又增加了可编逻辑器件PLD的生产；随着单片机的广泛应用，ATMEL公司在90年代中期加入了单片机生产的行列，并生产出了AT89C51单片机，并且开始了单片机系列化的生产和应用的进程。ATMEL公司最引人注目的是它的闪速存贮器技术和高质量，高可靠的生产技术。高性能存贮器，数字集成电路以及高度的品质一直是ATMEL引以为豪的基点。在CMOS器件的生产领域中ATMEL先进的设计水平，优秀的生产工艺以及封

24、装技术一直处于世界的领先地位。这些技术用于单片机的生产，从而使得单片机也具有优秀的品质，无论在结构、性能、功能等方面都有明显的优势。ATMEL公司的单片机是目前世界上一种特色显著而性能卓越的单片机。 ATMEL公司在8031单片机的基础上，生产出了89系列的单片机。由于这个系列的单片机的内部存贮器是由ATMEL公司的闪速存储器技术生产出来的，所以，ATMEL公司的89系列单片机也叫做 Flash单片机，在内部功能和引角上，89系列单片机和MCS51单片机是兼容的；这样，89系列单片机就是一种十分有特色的系列，既和MCS51兼容的Flash单片机系列。这个系列既继承了MCS51原有的功能，而且又

25、扩展了它的功能，提高了它的水准。2.1.2 AT89系列单片机的特点ATMEL89系列单片机是以8031为内核构成的，所以，它和8051系列单片机是兼容的系列。这个系列对于以8051为基础的系统来说，是十分容易取代和构造的。 一. 89系列单片机的优点89系列单片机对于一般用户来说，存在下列很明显的优点：1.Flash存储器因此在系统的开发过程中可以十分容易进行程序的修改，这就大大缩短了系统的开发周期。同时，在系统的工作过程中，能有效的保存一些数据信息，即使外界电源损坏也不影响到信息的保存。2.和8051插座兼容89系列单片机的引脚是和80C51一样的，所以，当用89系列单片机取代80C51时

26、，可以直接去代换。这时不管用40引脚还是44引脚的产品，只要用相同引脚的89系列单片机取代80C51的单片机即可。3.静态时钟方式89系列单片机采用静态时钟方式，所以可以节省电能，这对于降低便携式产品的功耗十分有用。4.误编程也无废品产生一般的OTP产品，一旦错误编程就成了废品。而89系列单片机内部采用了Flash存贮器，所以编程之后仍然可以重新编程，直到正确为止，故不存在废品。5.可进行反复系统试验用89系列单片机设计的系统，可以进行反复的系统试验；每次可以编入不同的程序，这样可以保证用户的设计达到最优化。而且随用户的需要和发展，还可以进行修改，使系统不断追随用户的最新要求。二. 89系列单

27、片机的内部结构 89系列单片机的内部结构和80C51相近，它主要包含以下一些部件：a). 8031CPU；b). 振荡电路；c). 总线控制部件；d). 中断控制部件；e). 片内Flash存储器；f). 片内RAM；g). 并行I/O接口；h). 定时器；i). 串行I/O接口；在89系列单片机中AT89C1051的Flash存储器容量最小，只有1K；而AT89C52，LV52，S8252的Flash存储器容量最大，有8K。2.1.3 89C52单片机结构本控制系统以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。AT89C52是一种低功耗，高性能

28、的CMOS8位微型计算机。它带有8K可擦除Flash编程和擦除的只读存储器（PEROM）。该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储器技术制造，与工业上标准的80C51和80C52的指令系统及引脚兼容，片内的Flash程序存储器容许在系统内改写或用常规非易失性存储器编程器编程。通过把通用的8位CPU和Flash集成在一个芯片上，ATMEL AT89C52便成为一个高效的微型计算机，它的应用范围广泛，可用于解决复杂的控制问题，而且成本低。AT89C52提供了8K字节的Flash，256字节RAM，32线I/O口，3个16位定时器/计数器，6向量两级中断，一个全双工串行口，片内根据振荡器和时钟电路等

29、标准功能。此外，AT89C52没有静态逻辑，用于运行到零频率，并支持软件选择的两种节电运行方式。空闲凡是使CPU停止工作，由于时钟被冻结，一切功能都停止，只有片内RAM的内容被保存，直到硬件复位采恢复正常工作。AT89C52 Flash单片机有如下特点：1. 与MCS51产品兼容；2. 具有8K可改写的Flash内部存储器，可写/擦1000次；3. 全静态操作：0Hz24MKz；4. 三级程序存储器加密；5. 256字节内部RAM；6. 32根可编程I/O线；7. 3个十六位的定时器/计数器；8. 8个中断源；9. 可编程串行口；10. 低功耗空闲和掉电方式；一. AT89C52的引脚及功能A

30、T89C52采用40引脚双列直插封装方式和44引脚方形封装方式。图2.1为40引脚双列直插封装方式。 图2.1 AT89C52封装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。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

31、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）,见表2.1表2.1 引脚 替换功能 P1.0 P1.1T2(外部计数脉冲输入到定时器/计数器2)，时钟输出。T2EX（定时器/计数器2捕获/重装载触发和方向控制） P1口在Flash编程和校验期间，接受低8位地址。5. P2口：是一个具有内部上拉电路的8位双向I/O口，P

32、2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“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。

33、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，见表2.2表2.2 P3口各引脚与专用功能表 口引脚 替代的专用功能P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7 RXD(串行输入口) TXD（串行输出口）（外部中断0） （外部中断1） T0 （定时器0的外部输入） T1 （定时器1的外部输入） （外部数据存储器写选通） （外部数据存储器读选通）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

34、现两个机器周期的高电平将使系统复位。8. ALE/：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（）。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. ：外部程序存储器读选通信号。每当AT89C52在对外面程序存储器读取指令时，每个机器周期将激活两次。在此期间内，每当访问外部存储器时，将跳过两个信号。10. /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

35、令，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，的状态在内部被锁存。执行内部程序应接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。二. AT89C52的程序存储器AT89C52可以寻址64K字节的程序存储器，低地址可以采用片内Flash存储器。AT89C52内部8K的Flash存储器地址从0000H到FFFFH。如图2.2所示。FFFF200000001FFF56字节外部存储器8K字节的内存 或和图2.2 AT89C52程序存储

36、器FFFF000064K字节的外部存储器 三. AT89C52的数据存储器AT89C52片内有256字节的RAM。高128字节与专用寄存器地址空间重叠，及高128字节与专用寄存器空间有相同的地址，而物理上与专用寄存器是分开的。当一条指令访问7FH以上的内部地址时，指令中使用的寻址方式确定CPU是访问高128地址字节还是访问专用寄存器地址空间。指令采用直接寻址方式，则是访问专用寄存器。AT89C52的数据存储器的组织图如图2.3所示。只能间接寻址可直接寻址也可间接寻址64字节的外部存储器特殊功能寄存器只能直接寻址FFFFFFFF807F00000080或图2.3 AT89C52的数据存储器 四、

37、 中断 AT89C52共有6个中断向量：2个外部中断（INT0和INT1），3个定时器中断（定时器0，1和2）及串行口中断。图2.4为所有中断源。 TF0TF1图2.4 中断源 通过将专用寄存器IE置位或清0，可分别控制这些中断源中每一个允许或禁止中断。IE也有一个总禁止位EA，它可以同时禁止所有中断。五、振荡器及工作方式振荡器的特点：在使用片内振荡器时，XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入端和输出端，如图2.5 所示。C1C2图2.5 振荡器接法 外接晶体（也可选用陶瓷谐振器）以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈电路中。当用外部时钟源驱动时，XTAL2引脚应悬空，而由

38、XTAL1引脚上的信号驱动，如图2.6 所示。外部振荡信号通过一个2分频的触发器而成为内部时钟信号，故对外部信号的占空比没有什么要求，但最小和最大的高电平持续时间和低电平持续时间应符合技术要求。 图2.6 外部时钟驱动2.2液晶显示器件原理2.2.1 液晶简介液晶是物质的一种特殊状态。它从宏观上看，既具有液体的流动性，又具有晶体的物理和光学向异性。从微观上观察，液晶的分子一般都是刚性的棒状分子。液晶的物理性质具有各向相异性，例如介电常数、电导率、粘滞系数等均有异向行。正是由于存在着各向异性，所以在定温度区域内，呈液晶态时，分子之间的作用是使其分子呈现有序排列。一般根据分子排列的不同，液晶可以分

39、为近晶相、向列相和胆甾相。目前，广泛用于显示器件上的液晶叫列相。其分子呈长棒状，平时，是沿棒状长轴方向有序排列的，当它与固体表面接触时，会沿与固体表面状态最低自由能状态排列。不过，随着科学技术的发展，胆甾相和近晶相也开始应用在最新的显示器件上了。液晶是一种很有价值，应用广泛的物质形态。显示器件是液晶发展应用最快的一个领域。液晶由于稍微受外界环境影响分子排列就会改变，因而是一种具有很多奇异性能的功能材料。此外，在生命、医疗领域液晶将更能发挥独特的作用，成为打开生命迷宫的一把钥匙。液晶作为显示器件时，方式很多。最常见的液晶显示器件（LCD）属于扭曲相列型(TN)。此外，还有不用偏振片，具有存储效应

40、的相变型（PC）;有电流效应的动态散射型（DS）；有加入染料的宾主彩色型（GH）;有彩色偏振片型（STN）；有可以作为液晶电视的有源矩阵型（TFT）;还有正在开发的后起之秀铁电型（FE）及MLC、LCOS等等。2.2.2液晶电光特性液晶同固态晶体一样具有特异的光学各向异性。而且，这种光学各向异性伴随分子排列结构不同将呈现不同的光学形态。例如，选择不同的初期分子取向和液晶材料，将分别得到旋光性、双折射性、吸收二色性、光散射性等各种形态的光学特性。一旦使分子取向发生变化，这些光学特性将随之变化，于是在液晶中的传输光受到调制。由此可见，变更分子排列状态即可实现光调制。由于液晶分子使液体，分之排列结构

41、不像固态晶体那样强固。另一方面液晶有具有显著的介电各向异性和发偶极子P。一旦给液晶层施加上电压，则在介电各向异性或发偶极子P和电场的相互作用下，分子排列状态很容易发生变化。因此利用外加电场即可改变液晶分子取向，产生光调制。这就使液晶显示的基本原理。这种由电场产生的光调制现象使液晶的光电效应（electro-optic effect）。它是液晶显示的基础。2.2.3 液晶显示模块原理液晶显示模块LCD（Liquid Crystal Display）是一种新型的显示模块，它与其它的显示模块相比较，有体积小，低压微功耗，适合户外使用，显示信息大和无电磁辐射等优点。液晶显示模块是一种被动式显示模块，由

42、于它的功耗极低，抗干扰能力强，因而，在低功耗的单片系统中大量的使用。LCD本身不发光，只调节光的亮度，目前出售的LCD都是根据液晶的扭曲向列效应原理制成的。这是一种电场效应，夹在两片导电玻璃电极间的液晶经过一定的处理后，它的内部的分子呈90的扭曲，当线性偏振光透过其偏振面会旋转90，当在玻璃电极上加上电压后，在电场作用下，液晶的扭曲结构消失，其旋光作用也消失，偏振光便可以直接通过，当去掉电场后，液晶分子又恢复其扭曲结构。把这样的液晶置于两个偏振片之间，改变偏振片的相对位置（正交或平行）就可以得到白底黑字或黑底白字的显示形式。2.2.4 LCD 的基本构造图2.7 典型液晶显示器件结构图液晶显示

43、器件从结构上说，属于平板显示器件。其基本结构，呈平板形。典型液晶显示器件基本结构如图2.7所示。它主要由前后偏振片、前后玻璃片、封接边及液晶等几大部件组成。 当然，不同类型的液晶显示器件其部分部件可能会有不同，如：相变型、PDLC、多稳态型液晶显示器件没有偏振片，有源矩阵型液晶显示器件在基板上制作有有源矩阵电路等，但是所有液晶显示器件都可以认为是由两片光刻有透明导电电极的基扳，夹持一个液晶层，封接成一个偏平盒，有时在外表面还可能贴装上偏振片等构成。 下面以典型的扭曲向列型液晶显示器件（TN）为例，进行介绍。将两片光刻好透明导电极图形的平板玻璃相对放置在一起，使其间相距为67um。四周用环氧胶密

44、封，但在一侧封接边上留有一个开口，该开口称为液晶注入口。液晶材料即是通过该注入口在真空条件下注入的。注入后，用树脂将开口封堵好，再在此液晶盒前后表面呈正交地贴上前后偏振片即完成了一个完整的液晶显示器件。当然，作为扭曲向列型液晶显示器件，在液晶盒内表面还应制作上一层定向层。该定向层经定向处理后，可使液晶分子在液晶盒内，在前后玻璃基板表面都呈沿面平行排列，而在前后玻璃基板之间液晶分子又呈90度扭曲排列。从而使其具有特有的光学和电光学特性。 现将构成液晶显示器件的三大基本部件和特点介绍如下： 1.玻璃基板 这是一种表面极其平整的浮法生产薄玻璃片。表面蒸镀有一层In2O3或SnO2透明导电层，即ITO

45、膜层。经光刻加工制成透明导电图形。这些图形由像素图形和外引线图形组成。因此，外引线不能进行传统的锡焊，只能通过导电橡胶条或导电胶带等进行连接。如果划伤、割断或腐蚀，则会造成器件报废。 2液晶 液晶材料是液晶显示器件的主体。不同器件所用液晶材料不同，液晶材料大都是由几种乃至十几种单体液晶材料混合而成。每种液晶材料都有自己固定的清亮点TL和结晶点Ts。因此也要求每种液晶显示器件必须使用和保存在TsTL之间的一定温度范围内，如果使用或保存温度过低，结晶会破坏液晶显示器件的定向层；而温度过高，液晶会失去液晶态，也就失去了液晶显示器件的功能。 3偏振片 偏振片又称偏光片，由塑料膜材料制成。涂有一层光学压敏胶，可以贴在液晶盒的表面。前偏振片表面还有一保护膜，使用时应揭去，偏振片怕高温、高湿，在高温高湿条件下会使其退偏振或起泡。2.2.5 LCD 的驱动方式液晶的显示是由于在显示像素上施加了电场的缘故，而这个电场则由显示像素前后两电极上的电位信号合成产生，在显示像素上建立直流电场是非常容易的事，但直流电场将导致液晶材料的化学反应和电极老化，从而迅速降低液晶的显示寿命，因此必须建立交流驱动电场，并且要求这个交流电场中的直流分量越小越好，通常要求直流分量小于50mV。在实际应用中，