单片机控制液晶显示模块.docx
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1、摘要单片机具有控制功能强，集成度高、可靠性高、体积小，低电压、低能耗等特点， 并且具有优异的性能价格比。自20世纪70年代问世以来，受到人们的广泛关注。几 十年间，单片机的开展十分迅猛，在控制领域独占鳌头。在我国，单片机已广泛地应 用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化 设备等各个方面，而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课 程设计通过对它的学习、应用，以单片机为核心，辅以必要的电路，设计了一个简易 的液晶屏显示地图的程序，它由直流电源供电，通过LCD显示出来。LCD还可以显 示字母、数字符号、中文字型，具有绘图及文字画面混合显示功能。现
2、代社会对液晶屏显示一些字体和图形的应用十分普遍，比方公交车上的报站 牌，建筑楼上的广告标语等等。本此课设所要求的是将单片机与LCD液晶屏相结合， 并编写相应的程序在液晶屏上显示出省地图。关键词：LCD液晶屏51单片机省地图word.zl目录摘要11绪论12总体方案设计32.1 OCMJ4X8C_3型液晶显示屏的工作原理32.2串行接口与串行传输资料52.3汉字图形显示步骤63硬件设计83.1电路设计83.2LCD液晶屏外形尺寸图及坐标图83.3功能模块设计94软件设计114.1主程序流程图114.2 LCD显示模块设计125调试分析136结论137总结13附录一 15 附录二16word.zl
3、1绪论单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机 系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、 质量轻、价格廉价、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片 机是了解计算机原理与构造的最正确选择。单片机部也用和电脑功能类似的模块，比方CPU，存，并行总线，还有和 硬盘作用一样的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱 很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可.用它来做一些控制电器一类 不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等 等的家电里面都可以看到它的身影！它主要是作为控制局部的
4、核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的 抗干扰能力，较低的本钱，这也是和离线式计算机的比方家用PC的主要区 别。单片机是靠程序的，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，有些那么 是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74 系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大 PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有 天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高 可靠性！由于单
5、片机对本钱是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语 言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经到达了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单， 就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。 一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会到达几十K的 尺寸！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能承受的。单 片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使 用。一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来 运行，家用PC的也是承受不了的。可以说，
6、二十世纪跨越了三个“电的时代，即电气时代、电子时代和现已 进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主 机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算 机就是把智能赋予各种机械的单片机亦称微控制器。顾名思义，这种计算机 的最小系统只用了一片集成电路，即可进展简单运算和控制。因为它体积小，通 常都藏在被控机械的“肚子里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用， 它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如 智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了 单片机，就能起到使产品升级换代的成效，常在产
7、品名称前冠以形容词“智 能型，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞 出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因， 可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。在当今社会中，LCD液晶屏的使用非常广泛，在工业上可以通过液晶屏显 示一些数值，比方测量电压表等；在生活中，可以通过液晶屏显示一些人们日常 生活中所需的资料。但液晶屏显示的使用也非常方便，只需要工作人员很简单的 操作、控制，人们就可以很直观的去查看一些信息。液晶屏的使用简单方便，本 文介绍的是。cmj4x8c_3型号液晶显示屏，尺寸是128*64 DOTS，通过51单片机 以8位1
8、6进制转换的数据，在液晶屏上显示出来。此系统核心部件是MCS-51 单片机、LCD显示器。2总体方案设计2.1 OCMJ4X8C_3型液晶显示屏的工作原理此模块可以显示字母、数字符号、中文字型及图形，具有绘图及文字画面混 合显示功能。提供三种控制接口，分别是8位微处理器接口，4位微处理器接口及 串行接口 OCMJ4X16A/B无串行接口。所有的功能，包含显示RAM，字型产 生器，都包含在一个芯片里面，只要一个最小的微处理系统，就可以方便操作模 块。2M-位中文字型ROM (CGROM)总共提供8192个中文字型(16x16点阵)，16K 位半宽字型ROM(HCGROM)总共提供126个符号字型
9、(16x8点阵)，64x16位字型产 生RAM(CGRAM)，另外绘图显示画面提供一个64x256点的绘图区域GDRAM， 可以和文字画面混和显示。提供多功能指令：画面去除Display clear、光标归 位Return home、显示翻开/关闭Display on/off、光标显示/隐藏Cursor on/off、显示字符闪烁Displaycharacter blink、光标移位Cursor shift、显 示移位Displayshift、垂直画面卷动Vertical line scroll、反白显示By_line reverse display 、待命模式Standbymode。表-1O
10、CMJ4X8C_3的引脚说明引脚名称方向说明1VSS-GND(0V)2VDD-Supply Voltage For Logic(+5V)3NC-Supply Voltage For LCD(悬空)4RS(CS)IH:Data L:Instruction Code5R/W(STD)IH:Read L:Write6E(SCLK)IEnable Signal,高电平有效7DB0I/O数据08DB1I/O数据19DB2I/O数据210DB3I/O数据311DB4I/O数据412DB5I/O数据513DB6I/O数据614DB7I/O数据715PSBIH:Parallel Mode L:Serial M
11、ode16NC-空脚17/RSTIReset Signal，低电平有效18NC-空脚19LEDA-背光源正极+5V20LEDK-背光源正极0V咋 15B ICAD1 JLA Af M6BICAD23.J117B ICAD3J R18B ICAD4 A A ALCD D5 10U R19B ICAD5 A A ALCD D6 10U R20B ICAD6 Jl JL AAW IE ICAD7ooooPQsd auqrt1,=C2BlO.luFHsu cmOOVOIm寸 i 苗 0Q 6UUA cmJIBLCD 12864T_LCDVCC| O.luFVCC JT2B123456VCCLCD VE
12、E图5液晶显示电路2.2串行接口与串行传输资料当PSB脚接低电位时，模块将进入串行模式。从一个完整的串行传输流程来 看，一开场先传输启始字节，它需先接收到五个连续的1 同步位字符串， 在启始字节，此时传输计数将被重置并且串行传输将被同步，再跟随的两个位字 符串分别指定传输方向位RW及存放器选#RS,最后第八的位那么为 、0。在接收到同步位及RW和RS资料的启始字节后，每一个八位的指令将被分 为两个字节接收到：较高4位DB7DB4的指令资料将会被放在第一个字节的 LSB局部，而较低4位DB3DB0的指令资料那么会被放在第二个字节的LSB 局部，至于相关的另四位那么都为0。串行传输讯号请参考下列图
13、说明：10 - 13 13 14 B 16 -7 1.8 19 20 21 器 25 24图6液晶显示时序图图7串行接口时序图2.3汉字图形显示步骤1、显示资料RAMDDRAM显示数据RAM 提供64x2个字节的空间，最多可以控制4行16字64个字的 中文字型显示，当输入显示资料RAM时，可以分别显示CGROM，HCGROM 与 CGRAM的字型；本系列模块可以显示三种字型，分别是半宽的HCGROM 字型、 CGRAM 字型及中HCGROM 字型，三种字型的选择，由在DDRAM 中写入的 编码选择，在0000H0006H 的定字型，02H7FH 的编码中将选择半编码中将 选择CGRAM的自宽英
14、数字的字型，至于A1以上的编码将自动的结合下一个字 节，组成两个字节的编码达成中文字型的编码。BIG5A140D75FGB（A1A0F7FF），详细各种字型编码如下：1.显示半宽字型：将8位资料写入DDRAM 中，围为02H7FH 的编码。2.显示CGRAM 字型：将16位资料写入DDRAM 中，总共有0000H, 0002H, 0004H, 0006H 四种编码。3.显示中文字形：将16位资料写入DDRAM 中，围为A140HD75FH 的编 码（BIG5） , A1A0HF7FFH 的编码（GB）。将16位资料写入DDRAM 方式为透 过连写入两个字节的资料来完成，先写入高字节D15D8再
15、写入低字节D7 D0。2、绘图RAMGDRAM绘图显示RAM 提供64x32个字节的记忆空间（由扩大指令设定绘图RAM 地址）， 最多可以控制256x64点的二维绘图缓冲空间，在更改绘图RAM时，由扩大指令 设定GDRAM 地址先设垂直地址再设水平地址（连续写入两个字节的数据来完成 垂直与水平的坐标地址），再写入两个8位的资料到绘图RAM,而地址计数器AC会自动加一，整个写入绘图RAM的步骤如下：1.先将垂直的字节坐标Y写入绘图RAM 地址。2.再将水平的字节坐标X写入绘图RAM 地址。3. 将D15-D8 写入到RAM 中（写入第一个Bytes）。4. 将 D7-D0 写入到RAM 中（写入
16、第二个Bytes）。3硬件设计3.1电路设计图1电路设计图3.2 LCD液晶屏外形尺寸图及坐标图85_T8(L2736Ou2.5025493UNIT；仰11.16i21 wisCHJd4dyu zd+flgg HBI引 MCDOOOOQOOOOQMOO图2液晶屏外形尺寸图X坐标Linel80H81H82H83H84H85H86H87HLine290H91H92H93H94H95H96H97HLine388H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FHLined98H99H9AH9BH9CH9DH9EH9FH图3液晶屏坐标图3.3功能模块设计根据分析整个系统主要划分两个主模块，即：51控制模块和L
17、CD显示模块， 以及51控制模块中的调用子程序模块，功能模块图如图2所示。LCD显示地图设计图4系统功能模块图51控制模块该模块实现提供控制字，发送数据和命令。(2)LCD显示模块该模块实现将数据扫描成地图在LCD上显示出来。(3)调用子程序模块 MOV A,#34H ： 34H-扩大指令操作LCALL SEND_I :写指令子程序，扩大指令操作 MOV A,#30H : 30H-根本指令操作LCALL SEND_I :写指令子程序，根本指令操作 MOVA,#80HLCALL SEND_I :设定绘图RAM 地址 MOVC A,A+DPTRLCALL SEND_D :查表指令，调用数据 MOV
18、A,#01HLCALL SEND_I :待命模式 MOV DPTR,#TAB5 :显示图形LCALL PHO_DISP A,#34HLCALL SEND_I :调用 count 的数值 MOVA,LCD_YLCALL SEND_I :输出 Y 轴值 MOVA,LCD_XLCALL SEND_I :输出 X 轴值4软件设计4.1主程序流程图RES端置1 D/I端置1 PSB端置051提供控制字传送数据和指令调用LCD初始 化模块调用LCD显示模块图8主程序流程图4.2 LCD显示模块设计图9LCD显示模块设计图5调试分析在设计本系统的过程中，LCD液晶屏上的汉字显示出现乱码和字体不对齐 的现象，
19、经过研究，发现一个汉字代表两个byte,所以在源程序中改正对齐，最 后显示的结果符合要求。6结论经过这五周的努力，反复的调试与修改，最终顺利的完成了本次课设，任务 书上所要求的效果也在实验箱上实现出来，并通过了教师的检查。本程序可以实 现省地图的图形显示。但编写的程序还是有些许缺乏，比方在调用子程序上就略 显冗余不够精炼，反映出自己在处理一些细节方面的根本功不够扎实，如果今后 有时机一定要做到更好。7总结为期五周的课程设计完毕了，经过不断的努力，在教师的主导帮助下，终于 完成了？液晶屏显示省地图？这个课程设计。在此期间，我学到了很多新的东西， 让我更丰富了自己，经过这些课设的锻炼，发现自己的缺
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