【正文】 的發(fā)展必將為人類的進步、社會的發(fā)展帶來不可估量的影響。液晶的物理性質(zhì)具有各向相異性，例如介電常數(shù) ? 、電導率 ? 、粘滯系數(shù) ? 等均有異向行。 目前，廣泛用于顯示器件上的液晶叫列相。顯示器件是液晶發(fā)展應用最快的一個領(lǐng)域。最常見的液晶顯示器件（ LCD）屬于扭曲相列型 (TN)。還有正在開發(fā)的后起之秀鐵電型（ FE）及 MLC、 LCOS 等等 ??1 。玻璃外面前后再配上正交偏振片。 2. 低壓驅(qū)動，一般扭曲向列型（ TN）器件閥值電壓僅 － 2V，可以直接與大規(guī)模集成電路直接匹配。 4. 液晶顯示器件屬于被動型，不發(fā)光，靠調(diào)制外界光達到顯示目的。所以其生產(chǎn)成本不高。這一類液晶顯示器對動、靜態(tài)影像的顯示表現(xiàn)都不好。 一年后，（ STN）液晶顯示器出現(xiàn)了， STN 是 “Super Twisted Nematic” 的縮寫，從字面上我們就可以知道 “Super Twisted Nematic” 是 “Twisted Nematic” 的改進增強型。盡管實現(xiàn)了彩色輸出， DSTN 顯示器依然存在著許多令人無法忍受的局限性，由于視角狹小、圖像品質(zhì)較差、分辨率和彩色深度低等缺點， DSTN 顯示只能提供 EGA(640350) 分辨率，顯示出 16 種色彩。由于每個像素都可以通過點脈沖直接控制，因而每個節(jié)點 都相對獨立，并可以進行連續(xù)控制。 以上。而 TN、 STN 型液晶最為普通常見，應用也最為廣泛。一般來講，只要是筆段式的液晶顯示器大都是采用 TN 型液晶顯示材料。 2．液晶種類 ??4 如圖 所示： 圖 液晶種類圖表 Fig. The chart of LCD type 液 晶 顯 示 器 無源方式 有源方式 TN（扭曲向列型） HTN（高扭曲向列型） STN（超扭曲向列型 ） FTN（格式化超扭曲向列型） DTFD（數(shù)字化薄膜二極管） TFT（薄膜二極管） 山東工商學院 2020 屆畢業(yè)論文 6 不同種 類 液晶簡單參數(shù) ??5 如表 所示： 表 液晶簡單參數(shù) Table LCD simple parameters 項目 TN LCD HTN LCD STN LCD FTN LCD 名稱 扭曲向列型 高扭曲向列型 超扭曲向列型 格式化扭曲 向列型 液晶分子扭曲角度 90176。 210176。 (3)熟練運用 Proteus 及 Keil 軟件編程方法。 8051 插座兼容 89 系列單片機的引腳是和 80C51 一樣的，所以，當用 89 系列單片機取代80C51 時，可以直接去代換。而且隨用戶的需要和發(fā)展，還可以進行修改，使系統(tǒng)不斷追隨用戶的最新要求。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容 ??5 。R A M 地 址寄 存 器R A MA C C暫 存 器 2B 寄 存 器P 0 鎖 存 器 P 2 鎖 存 器E P R O M或 R O M1 6 位 地 址 寄 存 器緩 沖 器P 0 驅(qū) 動 器 P 2 驅(qū) 動 器S P暫 存 器 1A L UP S W中 斷 系 統(tǒng)串 行 口定 時 器 / 計 時 器D P T R指令寄存器定時及控制P CP C 加 1振 蕩 器P 1 鎖 存 器P 1 驅(qū) 動 器P 3 驅(qū) 動 器P 3 鎖 存 器X T A L 1 X T A L 2P 1 . 0 ~ P 1 . 7P 3 . 0 ~ P . 7R E SE AA L EP S E NV C CG N DP 0 . 0 ~ P 0 . 7P 2 . 0 ~ 2 . 7圖 AT89C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 The internal structure of AT89C51 山東工商學院 2020 屆畢業(yè)論文 9 （ 2） AT89C51 單片機的特性 ??2 ： AT89C51單片機具有與 MCS51 兼容的特性， 4k 字節(jié) FLASH閃速存儲器， 1000寫 /擦循環(huán)的壽命， 10 年的數(shù)據(jù)保留時間， 128 8 位內(nèi)部 RAM， 32 可編程 I/O口線， 2 個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)， 0Hz24MHz 的全靜態(tài)工作 ，三級程序存儲器鎖定 ，低功耗的閑置和掉電模式，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 （ 3） AT89C51 單片機的引腳 ??2 ： AT89C51 單片機有 40 個引腳，共分為電源線，端口線和控制線三類。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須接上拉電阻。 P2 口 ： P2 口為一 個內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當 P2口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 ALE/PROG: 當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /EA/VPP: 當 /EA 保 持 低 電 平 時 ， 則 在 此 期 間 外 部 程 序 存 儲 器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2應不接。 山東工商學院 2020 屆畢業(yè)論文 12 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 液晶顯示器件原理 LCD 的基本構(gòu)造 液晶顯示器件從結(jié)構(gòu)上說，屬于平板顯示器件。 典型液晶顯示器件基本結(jié)構(gòu)如 圖 所示。這些圖形由像素圖形和外引線圖形組成。不同器件所用液晶材料不同，液晶材料大都是由幾種乃至十幾種單體液晶材料混合而成。涂有一層光學壓敏膠，可以貼在液晶盒的表面。 顯示像素上交流電場的強弱用交流電壓的有效值表示，當有效值大于液晶的閾值電壓時，像素呈顯示態(tài)；當有效值小于閾值電壓時，像素不產(chǎn)生電光效應；當有效值在閾值電壓附近時，液晶將呈現(xiàn)較弱的電光效應，此時將會影響液晶顯示器件的對比度。這兩種方式相比較各有優(yōu)缺點。表 示出此類液晶顯示器件的電極結(jié)構(gòu)，當多位數(shù)字組合時，各位的背電極 BP 是連接在一起的。為了提高顯示的對比度，適當?shù)卣{(diào)整脈沖的電壓即可。液晶顯示的動態(tài)驅(qū)動法是循環(huán)地給行電極施加選擇脈沖，同時所有為顯示數(shù)據(jù)的列電極給出相應的選擇或非選擇的驅(qū)動脈沖，從而實現(xiàn)某行所有顯示像素的顯示功能，這種行掃描是逐行順序進行的，循環(huán)周期很短，使得液晶顯示屏上呈現(xiàn)出穩(wěn)定的圖象。因此建立顯示所需的電場以及控制顯示像素的組合就成為液晶顯示驅(qū)動器和液晶顯示控制器的功能。這是一種電場效應，夾在兩片導電玻璃電極間的液晶經(jīng)過一定的處理后，它的內(nèi)部的分子呈 90176。 液晶顯示模塊 外部接口 外部接口信號 ??8 見表 表 外部接口信號 Table External interface signals 管腳號 管腳名稱 LEVER 管腳功能描述 1 Vss 0 電源地 2 Vdd + 電源電壓 3 V0 液晶顯示器驅(qū)動電壓 4 D/I H/L D/I=“ H”，表示 DB7～ DB0 為顯示數(shù)據(jù) D/I=“ L”，表示 DB7～ DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W H/L R/W=“ H”， E=“ H”數(shù)據(jù)被讀到 DB0～ DB7 R/W=“ H”， E=“ H L” 數(shù)據(jù)被寫到 IR 或 DR 山東工商學院 2020 屆畢業(yè)論文 16 續(xù)表 管腳號 管腳名稱 LEVER 管腳功能描述 6 E H/L R/W=“ L”， E信號下降沿鎖存 DB7～ DB0 R/W=“ H”， E=“ H” DDRAM 數(shù)據(jù)讀到 DB7～ DB0 7~14 DB0~DB7 H/L 數(shù)據(jù)線 15 CS1 H/L H：選擇芯片（右半屏）信號 16 CS2 H/L H：選擇芯片（左半屏）信號 17 RST H/L 復位信號，低電平復位 18 Vee 10V LCD 驅(qū)動負電壓 19 LED LED 背光板電源 20 LED+ LED 背光板電源 液晶顯示控制器 KS0108 KS0108 的硬件特點 KS0108 液晶顯示控制是一種帶有驅(qū)動輸出的點陣型液晶顯示控制器，它可直接與 8位微處理器相連，對液晶顯示控制器進行行、列驅(qū)動，組成液晶顯示驅(qū)動控制系統(tǒng) ??8 。 (8)KS0108 顯示 RAM 的地址結(jié)構(gòu)如圖 所示，顯示 RAM 分為 8 頁（ Page0~Page7），每頁 64列（ SEG1~SEG64），因此設(shè)置了頁地址和列地址，就惟一確定了顯示 RAM 中的一個字節(jié)單元?，F(xiàn)分別介紹如下： （ 1） 顯示開 /關(guān)指令見表 山東工商學院 2020 屆畢業(yè)論文 20 表 顯示開 /關(guān)指令 Table Display ON / OFF mand R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 B3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0 當 DBO=1 時， LCD 顯示 RAM 中的內(nèi)容； DBO=0 時，關(guān)閉顯示。 （ 3）行列設(shè)置指令 (RAGE)設(shè)置指令見表 表 頁設(shè)置指令 Table Page setup instructions R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 1 0 1 1 1 頁號（ 07） 所謂頁地址就是 DDRAM 的行地址， 8 行為一頁，顯示 RAM 共 64 行，分 8頁，每頁 8 行 。指令為0x40~0x7f 對應第 0 列 ~第 63 列。 表 寫數(shù)據(jù)指令 Table Write data instruction R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 寫 數(shù) 據(jù) R/W=0 寫， RS=1，寫數(shù)據(jù)。硬件電路基本框圖如圖。它真正實現(xiàn)了在計山東工商學院 2020 屆畢業(yè)論文 24 算機上完成從原理圖與電路設(shè)計、電路分析與仿真、單片機代碼級調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗證到形成 PCB 的完整的電子設(shè)計、研發(fā)過程。 (二 ) 系統(tǒng)調(diào)試軟件 Keil??10 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā) 系統(tǒng)，與匯編相比， C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 系統(tǒng)查看器 (System Viewer)：顯示設(shè)備周邊緩存器的信息。 內(nèi)存窗口固定 (Memory Window Freeze)：儲存目前內(nèi)存窗口檢視允許容 易 在不 同的點及時比較。 新資 料 和指 令 追蹤 (New Data and instruction trace)：對 ARM 和 Cortex MCUs。其中液晶 顯示 模塊的初始化設(shè)置包括設(shè)置顯示方式、顯示區(qū)域的首地址、光標位置。 液晶顯示軟件 流程圖 液晶顯示軟件的流程圖如下圖 所示： 山東工商學院 2020 屆畢業(yè)論文 26 圖 液晶顯示程序流程圖 LCD program flow chart 顯 示器上 128 點 64 點，每 8 點為一字節(jié)數(shù)據(jù)，都對應著顯示數(shù)據(jù)RAM(在 KS0108 芯片內(nèi) )，一點對應一個 bit,計算機寫入或讀出顯示存儲器的數(shù)據(jù)代表顯示屏上某一點列上的垂直 8 點行的數(shù)據(jù)。 D0D7 是待顯示的數(shù)據(jù)，先將 8 位數(shù)據(jù)寫入 LCD 內(nèi)部的動態(tài)存儲器 DPRAM 中，寫入后，列地址自動加 1??12 。 在程序中根據(jù)各個指令的不同定義進行復位、置位、寫數(shù)據(jù)、讀指令等。并且需要定義每列，使奇數(shù)列為 1，偶數(shù)列取反，這樣就可以保證正確點亮各奇數(shù)列 ??14 。調(diào)試的步驟：首先實現(xiàn)漢字部分的顯示，其次：漢字的滾動，同時實現(xiàn)整個屏幕液晶顯示。 試驗調(diào)試 本次設(shè)計的思想就是利用單片機 AT89C51 控制液晶顯示器使它可以顯示漢字。 但是由于運行結(jié)果不正確，所以改變了思路，先讓液晶顯示屏點