【正文】 試驗(yàn)調(diào)試 本次設(shè)計(jì)的思想就是利用單片機(jī) AT89C51 控制液晶顯示器使它可以顯示漢字。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(diǎn)亮各奇數(shù)列 ??14 。 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 。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(biāo)位置。 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(diǎn)及時比較。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。它真正實(shí)現(xiàn)了在計(jì)山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 24 算機(jī)上完成從原理圖與電路設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼級調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗(yàn)證到形成 PCB 的完整的電子設(shè)計(jì)、研發(fā)過程。 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)。 （ 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 。 (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。這是一種電場效應(yīng)，夾在兩片導(dǎo)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(yīng)的選擇或非選擇的驅(qū)動脈沖，從而實(shí)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(jìn)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。表 示出此類液晶顯示器件的電極結(jié)構(gòu)，當(dāng)多位數(shù)字組合時，各位的背電極 BP 是連接在一起的。 顯示像素上交流電場的強(qiáng)弱用交流電壓的有效值表示，當(dāng)有效值大于液晶的閾值電壓時，像素呈顯示態(tài)；當(dāng)有效值小于閾值電壓時，像素不產(chǎn)生電光效應(yīng)；當(dāng)有效值在閾值電壓附近時，液晶將呈現(xiàn)較弱的電光效應(yīng)，此時將會影響液晶顯示器件的對比度。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。 典型液晶顯示器件基本結(jié)構(gòu)如 圖 所示。 山東工商學(xué)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。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 ALE/PROG: 當(dāng)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)。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須接上拉電阻。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(jì) 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(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 9 （ 2） AT89C51 單片機(jī)的特性 ??2 ： AT89C51單片機(jī)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(jì)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。而且隨用戶的需要和發(fā)展，還可以進(jìn)行修改，使系統(tǒng)不斷追隨用戶的最新要求。 (3)熟練運(yùn)用 Proteus 及 Keil 軟件編程方法。 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(xué)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(xiàng)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。而 TN、 STN 型液晶最為普通常見，應(yīng)用也最為廣泛。由于每個像素都可以通過點(diǎn)脈沖直接控制，因而每個節(jié)點(diǎn) 都相對獨(dú)立，并可以進(jìn)行連續(xù)控制。 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(jìn)增強(qiáng)型。所以其生產(chǎn)成本不高。 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。還有正在開發(fā)的后起之秀鐵電型（ FE）及 MLC、 LCOS 等等 ??1 。顯示器件是液晶發(fā)展應(yīng)用最快的一個領(lǐng)域。液晶的物理性質(zhì)具有各向相異性，例如介電常數(shù) ? 、電導(dǎo)率 ? 、粘滯系數(shù) ? 等均有異向行。所以數(shù)字顯示是信息顯示的一個重要內(nèi)容。人們把這種增長稱之為 “ 信息爆炸 ” 。這種將各種信息轉(zhuǎn)化為視覺信息的過程就稱之為顯示，這種轉(zhuǎn)化技術(shù)就稱之為顯示技術(shù) ??2 。點(diǎn)陣型 LCD 是現(xiàn)代單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最常用的人機(jī)交互界面之一 ??1 。而且如今 LCD發(fā)展方向不僅在于大屏幕，而且在中小屏幕方面，例如汽車導(dǎo)航系統(tǒng)，攝像機(jī)，數(shù)字式照相機(jī)，便攜式電視， PDA(個人數(shù)字助理 )，娛樂 /游戲機(jī)，攝影機(jī)等有著進(jìn)一步的發(fā)展。 論文 首先 簡要介紹了 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)、功能、 特點(diǎn) ，并附以單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖加以說明 ；然后介紹了液晶 顯示 的結(jié)構(gòu)、功能 、驅(qū)動方式， 并對液晶顯示控制器 KS0108 的結(jié)構(gòu)功能做了詳細(xì)的說明；之后，著重分析了液晶顯示系統(tǒng)的 軟件 實(shí)現(xiàn)方案。段式 LCD和字符式 LCD只能用于字符和數(shù)字的簡單顯示，不能滿足圖形曲線和漢字顯示的要求；而點(diǎn)陣式 LCD 不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線以及漢字、動畫，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕滾動、反轉(zhuǎn)、閃爍等功能 ，用途十分廣泛。視覺信息不僅數(shù)量最大，而且最準(zhǔn)確、最及時、也 最可靠，人們常引用的成語： “ 一目了然 ” 就是這個意思。 這種現(xiàn)代顯示的一般基本過程是將各種電量、非電量（如聲、光、熱、力、數(shù)字、化學(xué)等）的信息源通過一定的處理器，進(jìn)行處理后再由顯示器進(jìn)行顯示，也可將這種現(xiàn)代顯示技術(shù)稱之為信息顯示技術(shù) ??3 。不能想象一個沒有現(xiàn)代顯示技術(shù)的現(xiàn)代社會，將會成為什么狀態(tài)。 液晶和液晶顯 液晶是物質(zhì)的一種特殊狀態(tài)。其分子呈長棒狀，平時，是沿棒狀長軸方向有序排列的，當(dāng)它與固體表面接觸時，會沿與固體表面狀態(tài)最低自由能狀態(tài)排列。此外，還有不用偏振片，具有存儲效應(yīng)的相變型（ PC） 。這樣，當(dāng)顯示部位施加上電壓后，引起液晶分子排列狀態(tài)的改變，調(diào)制了外界光，從而達(dá)到了顯示的目的。因此，在陽光下也能看的很清楚，既沒有刺目感，也不會引起視覺疲勞，更沒有射線輻射，傷害視力。而且可視角度小，拖影現(xiàn)象十分明顯，因此僅被應(yīng)用于計(jì)算機(jī)面板、電子表及電器零件顯示器，及早期的低價(jià)位筆記本電腦等對圖像顯示質(zhì)量要求不高的設(shè)備上 ??3 。 1994 年，東芝公司又推出了專為筆記本電腦設(shè)計(jì)的 TFT 液晶顯示屏，并且迅速登上時代的舞臺，成為當(dāng)今 IT 業(yè)界的主流選擇。 液晶顯示（ LIQUID CRYSTAL DISPLAY）由于眾多優(yōu)點(diǎn)而成為被人們廣泛應(yīng)用的一種顯示材料，而它的種類又有很多。 STN 型液晶 顯示器件在定義中被稱為超扭曲向列液晶顯示器件。~255176。這時不管用 40 引腳還是 44引腳的產(chǎn)品，只要用相同引腳的 89系列單片機(jī)取代 80C51 的單片機(jī)即可。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 圖 AT89C51 單片機(jī)的引腳圖 Fig. AT89C51 Microcontroller 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 10 引腳說明 ??2 VCC:供電電壓 GND:接地 P0 口 ： P0 口為一個 8位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門 電流。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 11 /RD（外部 數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器 。有余輸入至內(nèi)部 時鐘信號 要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。其基本結(jié)構(gòu)，呈平板形。因此，外引線不能進(jìn)行傳統(tǒng)的錫焊，只能通過導(dǎo)電橡膠條或?qū)щ娔z帶等進(jìn)行連接。前偏振片表面還有一保護(hù)膜，使用時應(yīng)揭去，偏振片怕高溫、高濕，在高溫高濕條件下會使其退偏振或起泡。靜態(tài)驅(qū)動響應(yīng)速度快、耗電少、驅(qū)動電壓低，但驅(qū)動電極度數(shù)必須與顯示筆段數(shù)相同，因而用途不如多路驅(qū)動廣。 表 液晶顯示器件電 極 結(jié)構(gòu) Table The Electrode structure of the liquid crystal display device BP A SEG 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 ??8 當(dāng)液晶顯示器件上顯示像素眾多時，如點(diǎn)陣型液晶顯示器件，為了節(jié)省龐大的硬件驅(qū) 動電路，在液晶顯示器件電極的制作與排列上作了加工，實(shí)施了矩陣型的結(jié)構(gòu)，即 把水平一組顯示像素的背電極都連在一起引出，稱之為行電極，把縱向一組顯示像素的段電極都連接起來一起引出，稱之為列電極。 液晶顯示模塊 LCD（ Liquid Crystal Display）是一種新型的顯示模塊，它與其它的顯示模塊相比較，有體積小，低壓微功耗，適合戶外使用，顯示信息大和無電磁輻射等優(yōu)點(diǎn) ??9 。 KS0108 的特點(diǎn) ??8 如下： (1)內(nèi)藏 64 64=4096位顯示 RAM， RAM中每位數(shù)據(jù)對應(yīng) LCD屏上一個點(diǎn)的亮、暗狀態(tài)； (2)KS0108 是列驅(qū)動器 ，具有 64路列驅(qū)動輸出； (3)KS0108 讀、寫操作時序與 51系列微處理器相符，因此它可直接與 51 系列微處理器接口相連； (4)KS0108 的占空比為 1/48～ 1/64； (5)具有專用指令集，可完成文本顯示或圖形顯示的功能設(shè)置，以及實(shí)現(xiàn)畫面滾動、光標(biāo)、閃爍和位操作等功能； (6)KS0108 可管理 64KB 顯示 RAM。即指令為 0x3f時顯示開，指