基于單片機(jī)的lcd顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文(已修改)
2025-07-09 19:17 本頁面
【正文】 基于單片機(jī)的LCD顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 系統(tǒng)概述 系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)、目的和意義課程設(shè)計(jì)是在校學(xué)生素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)，是理論與實(shí)踐相結(jié)合的橋梁和紐帶。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生更多的完成軟硬結(jié)合的動(dòng)手實(shí)踐方案，解決目前學(xué)生課程設(shè)計(jì)過程中普遍存在的缺乏動(dòng)手能力的現(xiàn)象. 《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》是繼《電子技術(shù)》、和《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程之后開出的實(shí)踐環(huán)節(jié)課程，其目的和任務(wù)是訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)課程“電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“單片機(jī)原理及應(yīng)用”的基本知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)和開發(fā)工作,掌握單片機(jī)程序設(shè)計(jì)、調(diào)試和應(yīng)用電路設(shè)計(jì)、分析及調(diào)試檢測。本設(shè)計(jì)的大致要求為：設(shè)計(jì)12864LCD與單片機(jī)的顯示接口電路；至少設(shè)置兩個(gè)按鍵，按下不同的按鍵，顯示不同的內(nèi)容，要求所顯示內(nèi)容為漢字。隨著社會(huì)的發(fā)展，趣來趣多的地方需要應(yīng)用顯示功能，各種數(shù)字顯示儀器中的顯示、廣告牌、數(shù)碼產(chǎn)品等，傳統(tǒng)的數(shù)碼管顯示已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足各行各業(yè)的需求。基于單片機(jī)的LCD顯示是一種用單片機(jī)來控制的一種顯示系統(tǒng)，它不僅能顯示種各數(shù)字、字母、還能顯示各種字體的漢字以及一些簡單的圖象，使用起來極為方便，只要通過對(duì)單片機(jī)寫入一定的程序來控制LCD的顯示即可完成，根據(jù)程序的不同而產(chǎn)生不同不效果以滿足各種不同需求。 LCD顯示原理LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm，其間由包含有液晶材料的5μm均勻間隔隔開。因?yàn)橐壕Р牧媳旧聿⒉话l(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。 背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進(jìn)入包含成千上萬液晶液滴的液晶層。液晶層中的液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)單元格構(gòu)成屏幕上的一個(gè)像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點(diǎn)上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個(gè)個(gè)小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動(dòng)電路部分。當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場時(shí)，液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。 單片機(jī)及LCD選型此設(shè)計(jì)是通過單片機(jī)來控制LCD來顯示一些要求的漢字，如邵陽學(xué)院、電氣工程系、零八電本二班等字樣。單片機(jī)種類繁多，由于上課學(xué)習(xí)的是51系列的單片機(jī)，著重介紹了89C51，故對(duì)此類型的單片機(jī)比較熟悉，故在此設(shè)計(jì)中選用的單片機(jī)為AT89C51，方便操作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)加深。對(duì)于LCD，此設(shè)計(jì)的要求要用12864的LCD，同時(shí)由于AMPIRE12864LCD的資料比較容易得到，且比較通俗易懂，便于快速上手，所以就選用AMPIRE12864LCD用來作為顯示。 系統(tǒng)總設(shè)計(jì)框圖此設(shè)計(jì)的總設(shè)計(jì)框圖如下： 按上鍵，常規(guī)顯示按下鍵，滾動(dòng)顯示單 片 機(jī)LCD顯示器上按鍵下按鍵電源、晶振、復(fù)位等外設(shè)電路 總設(shè)計(jì)框圖2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件的選擇在此設(shè)計(jì)中用到的元件列表如下：表21 元件列表AT89C51AMPIRE12864LCDBUTTONRESPACK8CRYSTALRESCAPCAPELEC AMPIRE12864LCD簡介 主要參數(shù)表22 主要參數(shù)顯示容量:128X64點(diǎn)陣(STN型)模塊最佳工作電壓:工作電壓:～點(diǎn)尺寸:(WXH)mm工作電流:()工作溫度:20～60℃背光源顏色:黃綠存儲(chǔ)溫度:30～70℃背光源電流:140mA 引腳簡介表23 引腳簡介編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地10DB3Data I/O2VDD電源正極 （+5V）11DB4Data I/O3V0LCD偏壓輸入12DB5Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）13DB6Data I/O5R/W讀寫控制信號(hào)（H/L）14DB7Data I/O6E使能信號(hào)15CS1片選IC1信號(hào)7DB0Data I/O16CS2片選IC2信號(hào)8DB1Data I/O17RTS復(fù)位端（H：正常工作，L：復(fù)位）9DB2Data I/O18VEELCD驅(qū)動(dòng)負(fù)壓輸出（5V） 主要指令代碼表24 指令代碼指令碼功能3EH關(guān)顯示3FH開顯示指令碼功能0C0H設(shè)置顯示初始行指令碼功能0B8H+頁碼（0～7）設(shè)置數(shù)據(jù)地址頁指針40H+列碼（0～63）設(shè)置數(shù)據(jù)地址列指針 讀時(shí)序 讀時(shí)序圖 寫時(shí)序 寫時(shí)序圖 主要電路模塊簡介本硬件電路主要由四大模塊組成：主芯片模塊；晶振和復(fù)位電路模塊；控制接鈕模塊；顯示電路模塊。 主芯片模塊XTAL1：接外部晶振和微調(diào)電容的一端。在片內(nèi)，它是振蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖。 XTAL2：接外部晶振和微調(diào)是容的一端。在89C51片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體的固有頻率。若須采用外部時(shí)鐘電路，則該引腳懸空。要檢查89C51的振蕩電路是否正常工作，可以用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號(hào)輸出。RST ：AT89C51的復(fù)位信號(hào)輸入引腳，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，就可以完成復(fù)位操作。ALE：允許地址鎖存信號(hào)端。當(dāng)89C51上電正常工作后，ALE引腳不斷向外輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。CPU訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，ALE輸出信號(hào)作為鎖存低8位地址的控制信號(hào)。PSEN：訪問外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào),低電平有效。當(dāng)89C51由片外程序存儲(chǔ)器取指令時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。EA ：該引腳為低電平時(shí),則讀取外部的程序代碼來執(zhí)行程序。P0、PPP3：8位并行輸入輸出口。每個(gè)端口都是8位準(zhǔn)雙向口，共占32只引腳。每一條都能獨(dú)立地用作輸入或輸出。每個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器、一個(gè)輸出驅(qū)器和輸入緩沖器。作輸出時(shí)，數(shù)據(jù)可以鎖存；作輸入時(shí)，數(shù)據(jù)可以緩沖。 復(fù)位和晶振電路模塊上部分為晶振電路。89C51芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。反相放大器的輸入端為XTAL1 ，輸出端為XTAL2，兩個(gè)跨接石英晶體及兩個(gè)電容就可以構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。電容器通常取30pF左右，可以穩(wěn)定頻率并對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用。下部分為手動(dòng)復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位組合的復(fù)位電路。上電自動(dòng)復(fù)位是在加電瞬間電容通過充電來實(shí)現(xiàn)。在通電瞬間電容通過電阻充電，RES端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。只要電源的上升時(shí)間不超過1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就完成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。所謂手動(dòng)復(fù)位
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