【正文】 總 結(jié) ..................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ...................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致 謝 .....................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附 錄 .....................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 1 前 言 從 1971 年開始，液晶作為 一種顯示媒體使用以來(lái)，隨著液晶顯示技術(shù)的不斷完善和成熟，使其應(yīng)用日趨廣泛，到目前已涉及微型電視、數(shù)碼照相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)以及顯示器等多個(gè)領(lǐng)域，在其經(jīng)歷了一段穩(wěn)定、漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程后，液晶產(chǎn)品已摒棄了以前那種簡(jiǎn)陋的單色設(shè)備形象。目前，它已在平面顯示領(lǐng)域中占據(jù)了一個(gè)重要的地位，而且?guī)缀跏枪P記本和掌上電腦的必備部分，液晶（ Liquid Crystal）是一種高分子材料，因其特殊的物理、化學(xué)、光學(xué)特性，廣泛應(yīng)用輕薄顯示器上。液晶顯示器 （ Liquid Crystal Display， LCD） 的主要原理是以電流刺激液晶分子 產(chǎn)生點(diǎn)、線、面并配合背部燈管構(gòu)成畫面。各種型號(hào)的液晶通常是按照顯示字符的行數(shù)或液晶點(diǎn)陣的行、列數(shù)來(lái)命名。例如， 1602 表示每行顯示16 個(gè)字符，一共可以顯示兩行。這類液晶通常稱為字符型液晶，只能顯示 ASCII 碼字符。12232 表示液晶顯示畫面由 122 列、 32 行組成，共有 122*32 個(gè)點(diǎn)來(lái)顯示各種圖形。用戶可以通過程序控制這些點(diǎn)中任何一個(gè)點(diǎn)顯示或不顯示，從而構(gòu)成各種圖形畫面，本文主要采用 1602 液晶顯示屏流動(dòng)顯示字符！ 河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 2 1 緒論 液晶顯示屏的背景 單片機(jī)液晶顯 示系統(tǒng)主要是指單片機(jī)以及由單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)陣式液晶顯示屏所組成的一個(gè)顯示系統(tǒng) [1]。液晶顯示器與 CRT（ cathoderay tube， 陰極射線管 )、 LED (lightemitting diode， 發(fā)光二級(jí)管 )或等離子顯示器相比是一種低功耗的平面顯示器件。它在可視電話、儀表盤、空調(diào)、洗衣機(jī)和其它低功耗電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。老式七段 LCD（ Liquid Crystal Display 液晶顯示屏）顯示的字符數(shù)量有限，只能用于簡(jiǎn)單顯示，而對(duì)于比較復(fù)雜的字符、圖形無(wú)法表達(dá)。然而在現(xiàn)代工業(yè)控制和一些智能化儀器 儀表中，越來(lái)越多的場(chǎng)所需要用點(diǎn)陣圖形顯示器顯示漢字。由于物探儀器的多功能化、智能化、并且普遍采用人機(jī)對(duì)話的交互方式，需要能夠顯示更豐富 的 信息和通用性較強(qiáng)的顯示器，便于開發(fā)和應(yīng)用，并要求其體積小、重量輕、功耗小。圖形點(diǎn)陣式 LCD 不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及漢字，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕畫面滾動(dòng)、反轉(zhuǎn)、閃爍、位操作等功能， 還 可以顯示用戶自定義的任意符號(hào)以及曲線、圖形等，是信息處理、信息輸出的重要手段之一，具有廣泛的應(yīng)用前景。 LCD 材料發(fā)展趨勢(shì) LCD 技術(shù)的發(fā) 展以小型化、輕量化和薄型化為主攻方向，主要應(yīng)用對(duì)象是筆記本電腦；以高亮度、高色再現(xiàn)性和寬視角為代表，主要應(yīng)用領(lǐng)域是電視機(jī)和監(jiān)視器。突破 LCD自身的各種局限性，提高其作為多媒體電視顯示器的動(dòng)畫顯示性能，并大力簡(jiǎn)化制造工藝以確保其在價(jià)格上具有競(jìng)爭(zhēng)力。 LCD 材料構(gòu)成 TFTLCD 主要組成材料及組件有液晶材料、彩色濾光片、玻璃基板、偏光片、背光模組、驅(qū)動(dòng) IC、 PCB、 其他耗材等，其他尚有生產(chǎn)過程用到的一些化學(xué)品 (如高純?cè)噭?、光刻膠等 )。 TFTLCD 的用途、代別、質(zhì)量、采購(gòu)源等的不同，都 影響著原材料占總體成本的比例。 LCD 市場(chǎng)分析 液晶顯示器 (Liquid Crystal Display,LCD)分為三種分別為： (1)扭曲向列型液晶顯示器（ Twisted NematicLiquid Crystal Display,TNLCD）國(guó)內(nèi)從事 TNLCD 的生產(chǎn)線有 60 多條，總產(chǎn)量占世界市場(chǎng)的 70%。 (2)超扭曲向列 型 液晶顯示器 (Super Twisted NematicLiquid Crystal Display,STNLCD)：國(guó)內(nèi)有從事 TNLCD 的生產(chǎn)十幾條生產(chǎn)線，產(chǎn)品主要用于 PDA、翻譯機(jī)、遙控器及儀表屏。 河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 3 (3)薄膜晶體管 型 液晶顯示器 (Thin Film TrasistorLiquid Crystal Display,TFTLCD)： TFTLCD 是微電子技術(shù)與液晶技術(shù)相結(jié)合的平板顯示技術(shù)，具有廣闊前景。 TFTLCD 目前主要用于筆記本電腦、臺(tái)式計(jì)算機(jī)和大屏幕彩電。 相信未來(lái)的時(shí)間里， LCD 顯示器將逐步取代 CRT 顯示器，市場(chǎng)的格局將會(huì)不斷被改寫，顯示器產(chǎn)品新的霸主已經(jīng)形成，真正的液晶時(shí)代即將來(lái)臨。 液晶顯示屏的意義 當(dāng)今世界電子技術(shù)迅猛發(fā)展，點(diǎn)陣式顯示器件作為信息顯示的重要媒體，在金融證券、體育、郵電電信、指揮調(diào)度、國(guó)防軍事等許多領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。因此點(diǎn)陣式顯示器件的研制、生產(chǎn)也得到了迅速的發(fā)展，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，成為光電子行業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。由于 LCD 電子顯示屏具有所顯內(nèi)容信息量大，外形美觀大方，操作使用方便靈活，適用于火車、汽車站、碼頭、金融證券市場(chǎng)、文化中心、信息中心體育設(shè)施等公共場(chǎng)所。該設(shè)計(jì)廣泛涉及了計(jì)算機(jī)及電子技術(shù)中的電源技術(shù)，單片機(jī)技術(shù)，數(shù)據(jù)通信技術(shù)，顯示技術(shù)，存儲(chǔ)技術(shù)，系統(tǒng)軟件技術(shù)，接口及驅(qū)動(dòng) 等技術(shù) [2]。我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，對(duì)信息傳播有越來(lái)越高的要求，可以相信， LCD 電子顯示屏以其大的顯示信息量，壽命長(zhǎng)，耗電量小，重量輕，空間尺寸小，穩(wěn)定性高，易于操作，安裝和維護(hù)等特點(diǎn)，將在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演越來(lái)越重要的角色 ,本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總體控制 從而 進(jìn)行 點(diǎn)陣 顯示。點(diǎn)陣采用單色顯示，該顯示器電路的特點(diǎn)是：點(diǎn)陣的動(dòng)態(tài)顯示過程占用時(shí)間比較短，亮度均勻。 液晶顯示屏的內(nèi)容 本設(shè)計(jì)運(yùn)用 STC89C52 單片機(jī)控制系統(tǒng)，使其在 2*16 點(diǎn)陣 LCD 屏幕上顯示字符，屏幕上顯示字符從右向左移動(dòng)“ wele to Xin Lian !”。本文先按照設(shè)計(jì)的一般步驟，先選定用單片機(jī)的實(shí)現(xiàn)方案，了解設(shè)計(jì)要求再分別從硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)宏觀方面著手，然后查閱相關(guān)資料，硬件方面，熟練單片機(jī)的基本工作原理，畫出圖形顯示程序流程圖和單元電路原理圖，再對(duì)其進(jìn)行做簡(jiǎn)單說(shuō)明。 河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 4 2 單片機(jī)技術(shù)與理論 單片機(jī) 技術(shù) 單 片機(jī)又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供 了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如 CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過價(jià)錢也是低的，一般不超過 10 元 ......用它來(lái)做一些控制電器 一 類 的 不是很復(fù)雜的工作 已經(jīng)足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、 VCD 等等的家電里面都可以看到它的身影 ,它主要是作為控制部分的核心部件。 自單片機(jī)出現(xiàn)至今，單片機(jī)技術(shù)已走過了近 40 年的發(fā)展路程?？v觀 40 年來(lái)單片機(jī)發(fā)展里程可以 看出，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展以微處理器 （ MPU， Microprocessor Unit） 技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，以廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域拉動(dòng)，表現(xiàn)出比微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢(shì) : （ 1） 單片機(jī)壽命長(zhǎng) 一般說(shuō)來(lái)，單片機(jī)開發(fā)的產(chǎn)品可以穩(wěn)定可靠地工作 10 年、 20 年；另外，與微處理器相比，單片機(jī)的長(zhǎng)壽命表現(xiàn)在它不會(huì)像 38 48 586 等 MPU 一樣，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，更新?lián)Q代的速度越來(lái)越快，很短的時(shí)間內(nèi)就被淘汰出局。傳統(tǒng)的單片機(jī)如 68HC08051 等年齡已有十幾年的歷史，但產(chǎn)量仍是上升的，這 是因?yàn)樗鼈冊(cè)谄鋵?duì)相應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域的適應(yīng)性強(qiáng)，并且與之兼容的 I/O 功能模塊的擴(kuò)展接口技術(shù)也層出不窮。 （ 2） 8 位、 16 位與 32 位單片機(jī)共同發(fā)展 這是單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)動(dòng)向。隨著移動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)等高科技產(chǎn)品進(jìn)入家庭， 32 位單片機(jī) 的 應(yīng)用得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，而 16 位單片機(jī)的發(fā)展從品種和產(chǎn)量方面 來(lái)說(shuō) ，近年來(lái)也有較大幅度的增長(zhǎng)。 （ 3） 單片機(jī)的速度越來(lái)越快 MPU 發(fā)展中表現(xiàn)出來(lái)的速度越來(lái)越快是以時(shí)鐘頻率越來(lái)越高為標(biāo)志的。而單片機(jī)則有所不同，為提高單片機(jī)抗干擾能力，降低噪聲，降低時(shí)鐘頻率而不犧 牲運(yùn)算速度是單片機(jī)技術(shù)發(fā)展之追求。一些 8051 單片機(jī)兼容廠商改善了單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)序，在不提高時(shí)鐘頻率的條件下，使運(yùn)算速度提高了許多。 河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 5 （ 4） 低電壓與低功耗 自 80 年代中期以來(lái)， NMOS 工藝單片機(jī)逐漸被 CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）工藝所代替，功耗得以大幅度下降，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)由 3? m工藝發(fā)展 、 、 、 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了 ? m 工藝，全靜態(tài)設(shè)計(jì)使時(shí)鐘頻率從直流電到數(shù)十 MHz 任選 ，都使功耗不斷下降。幾乎所有的單片機(jī)都有 Wait、 Stop 等省電運(yùn)行方式。允許使用的電源電壓范圍也越來(lái)越寬。一般單片機(jī)都能在 3～ 6V 范圍內(nèi)工作，對(duì)電池供電的單片機(jī)不再需要對(duì)電源采取穩(wěn)壓措施。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已由 降至 、 、 供電的單片機(jī)已經(jīng)問世。 （ 5） 低噪聲與高可靠性技術(shù) 為提高單片機(jī)系統(tǒng)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，各單片機(jī)商家在單片機(jī)內(nèi)部電路中采取了一些新的技術(shù)措施。 單片機(jī)的發(fā)展方向 單片機(jī)是為了 工業(yè)控制需要滿足而誕生的，是自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部件，因而也主要用于工業(yè)控制、智能化儀器儀表、家用電器中。它具有體積小、功能多、價(jià)格低、使用方便、系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)。 由于單片機(jī)主要面向工業(yè)控制，工作環(huán)境比較惡劣，入高溫，強(qiáng)電磁干擾，甚至含有腐蝕性氣體；在太空中工作的單片機(jī)控制系統(tǒng)，還必須具有抗輻射能力，這決定了單片機(jī)CPU 與 通用微機(jī) CPU 具有不同的技術(shù)特征和發(fā)展方向： （ 1） 可靠性高； （ 2） 控制功能往往很強(qiáng)； （ 3） 指令系統(tǒng)比通用微處理器慢得多； （ 4） X 系列芯片取代； （ 5） 抗干擾性強(qiáng)，工作溫度范圍寬。 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8051單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器 (ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線[3]。 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如圖 ： 河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 6 圖 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu) （ 1）中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 （ 2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)： 8051內(nèi)部有 128個(gè) 8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和 128個(gè)專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 的 RAM只有 128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。 （ 3）程序存儲(chǔ)器 (ROM)： 8051共有 4096個(gè) 8位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 （ 4）定時(shí) /計(jì)數(shù)器 (ROM)： 8051有兩個(gè) 16位的可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。 （ 5）并行輸入輸出 (I/O)口： 8051共有 4組 8位 I/O口 (P0、 P P2或 P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 （ 6）全雙工串行口： 8051內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該 串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 （ 7）中斷系統(tǒng)： 8051具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有 2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。 河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 7 （ 8） 時(shí)鐘電路： 8051內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容 [4]。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型