【正文】 與暗或透 單片機控制液晶顯示系統(tǒng) 26 過與不透過的顯示效果。 二． KS0108B及其兼容控制驅(qū)動器的引腳功能： KS0108B及其兼容控制驅(qū)動器管腳圖和功能原理圖如圖 。這種控制器具有自己一套專用的指令，并具有自己的字符發(fā)生器 單片機控制液晶顯示系統(tǒng) 30 CGROM．這種模塊使使計算機避免了對顯示器的繁瑣控制，節(jié)約了主機系統(tǒng)的內(nèi)部資源。因為液晶材料的物理特性，液晶的對比度會隨著溫度的變化而相應(yīng)變化，所以，所加的負(fù)電壓值應(yīng)該隨溫度作相應(yīng) 的調(diào)整，大致是溫度變化 10℃ ，電壓變化 伏。 單片機 AT89C52 對非編碼鍵盤接口設(shè)計 通常，鍵盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。將每個按鍵的一端 通過 74LS244 接到單片機的 I/O 口，另一端接地，這是最簡單的方法，如圖 所示是實驗板 按鍵的接 口電路圖 ]7[ 。非編碼鍵盤硬件電路極為簡單，故能廣泛用于微型計算機中 ]10[ 。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。有三種電源：邏輯電源，液晶驅(qū)動電源和背光電源。裝配有 KS0108 專用控制器。 3． KS0108B及其兼容控制驅(qū)動器讀寫操作時序與 68系列為處理器相符因此它直接與 68系列微處理器接口相聯(lián)。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。它適用于筆段型液晶顯示器件的驅(qū)動。在實際應(yīng)用中，由于采用了數(shù)字電路驅(qū)動，所以這種交流電場是通過脈沖電壓信號來建立的。 2．液晶 液晶材料是液晶顯示器件的主體。該定向?qū)咏?jīng)定向處理后，可使液晶分子在液晶盒內(nèi)，在前后玻璃基板表面都呈沿 面平行排列，而在前后玻璃基板之間液晶分子又呈 90 度扭曲排列。它主要由前后偏振片、前后玻璃片、封接邊及液晶等幾大部件組成。 液晶顯示模塊原理 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。由此可見，變更分子排列狀態(tài)即可實現(xiàn)光調(diào)制。此外，還有不用偏振片，具有存儲效應(yīng)的相變型（ PC） 。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。外部振蕩信號通過一個 2 分頻的觸發(fā)器而成為內(nèi)部時鐘信號，故對外部信號的占空比沒有什么要求，但最小和最大的高電平持續(xù)時間和低電平持續(xù)時間應(yīng)符合技術(shù)要求。 AT89C52 的數(shù)據(jù)存儲器的組織圖如圖 所示。 12. XTAL2：振蕩器反向放大器輸出 端。每當(dāng) AT89C52 在對外面程序存儲器讀取指令時，每個機器周期將 PSEN 激活兩次。 T2EX（定時器 /計數(shù)器 2 捕獲 /重裝載觸發(fā)和方向控制） 單片機控制液晶顯示系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計 15 表 P3 口各引腳與專用功能表 口引腳 替代的專用功能 RXD(串行輸入口 ) TXD（串行輸出口） 0INT （外部中斷 0） 1INT （外部中斷 1） T0 （定時器 0 的外部輸入） T1 （定時器 1 的外部輸入） WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 在 Flash 編程極檢驗期間， P3 口也接受一些控制信號。 當(dāng)訪問外部程序存儲器及使用 16 位地址 的數(shù)據(jù)存儲器（ MOVX DPTR）時， P2 口輸出高 8 位地址。 4. P1 口：是一個具有內(nèi)部上拉電路的 8 位雙向 I/O 口。 2. GND：地線。該器件采用 ATMEL 的高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)上標(biāo)準(zhǔn)的 80C51 和 80C52 的指令單片機控制液晶顯示系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計 12 系統(tǒng)及引腳兼容，片內(nèi)的 Flash 程序存儲器容許在系統(tǒng)內(nèi)改寫或用常規(guī)非易失性存儲器編程器編程。 一般的 OTP 產(chǎn)品，一旦錯誤編程就成了廢品 。這個系列既繼承了 MCS－ 51 原有的功能，而且又?jǐn)U展了它的功能，提高了它的水準(zhǔn)。后來在 90 年代初又增加了可編邏輯器件PLD 的生產(chǎn)；隨著單片機的廣泛應(yīng)用， ATMEL 公司在 90 年代中期加入了單片機生產(chǎn)的行列，并生產(chǎn)出了 AT89C51 單片機，并且開始了單片機系列化的生產(chǎn)和應(yīng)用的進程。相對于 DSTN 而言， TFT 液晶的主要特點是為每個像素配置一個半導(dǎo)體開關(guān)器件，其加工工藝類似于大規(guī)模集成電路。但那時的液晶顯示器色彩單一，亮度很低，用戶所能看到是沒有色度的黑白顯示屏。~255176。 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。 液晶顯示（ LIQUID CRYSTAL DISPLAY）由于眾多優(yōu)點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。在此基礎(chǔ)上，法國的 Gee Frieda 及 Fogramjean 等對液晶的結(jié)構(gòu)及光學(xué)性能作了詳細的研究，并于 1922 年完成了液晶分類的工作，將液晶劃分為：近晶相、向列相和膽甾相。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。 液晶的獨特性質(zhì)使其具有很多奇妙的用途。數(shù)字顯示是應(yīng)用面最廣、使用量最大、開發(fā)器件種類最多的一種顯示。面臨著如此浩如煙海的大量信息，人們已經(jīng)成功地使用了計算機來 進行處理。現(xiàn)在所說的顯示，最大的特點是光與電的結(jié)合，是光與近代科學(xué)成就的結(jié)合。又如， “百聞不如一見 ”也是說視覺信息的重要遠勝于其他信息來源。液晶顯示器件正在改變著人們的生活，改變著人類社會。文章首先對單片機 AT89C52 的結(jié)構(gòu)、功能、特點進行了簡要的介紹；然后介紹了液晶顯示控制器 KS0108 的結(jié)構(gòu)功能 ,并對液晶模塊 LG128643 的結(jié)構(gòu)、功能做了詳細的說明；之后，著重分析了液晶 顯示系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)方案，包括鍵盤的設(shè)計、液晶顯示接口的設(shè)計。 人類與顯示技術(shù) 人類生活離不開信息，正如控制論創(chuàng)始人 ： “要有效地生活，就要有足夠的信息 ”。 早在幾 十萬年前，人們開始掌握了火以后就同時將人造火同火一起帶進了人們生活的領(lǐng)域。更準(zhǔn)確地說應(yīng)該稱為現(xiàn)代顯示，是一種現(xiàn)代顯示技術(shù)。顯示技術(shù)是現(xiàn)代社會人與信息間最可靠的橋梁。 可以確信，現(xiàn)代顯示技術(shù)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。它使將液晶夾在兩片玻璃之間，并使其分 子沿玻璃表面平行并在兩片玻璃之間又連續(xù)扭轉(zhuǎn) 90? 。顯示圖案的自 由度也相當(dāng)大。C 時晶體融化成為乳白色粘稠的液體。 ，并得到 （ 1958年）。而 TN、 STN 型液晶最為普通常見，應(yīng)用也最為廣泛。 2．液晶種類如圖 所示： 單片機控制液晶顯示系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計 6 圖 液晶種類圖表 單片機控制液晶顯示系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計 7 不同種 類 液晶簡單參數(shù)如表 所示： 表 液晶簡單參數(shù) 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。 液晶顯示技術(shù)最早于 1968 年問世，不過真正運用在產(chǎn)品上還是在 1973年。 1989 年，在東芝公司的努力下，第一臺彩色的 DSTN 顯示器 正式應(yīng)用在筆記本電腦中，這次革新讓筆記本電腦用戶所面對的黑白世界瞬間進入了真正的彩色世界。 近兩年來，隨著 TFT 制造技術(shù)的逐漸完善，產(chǎn)品成品率的提高， TFT單片機控制液晶顯示系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計 9 的價格下降了許多，加上一些新技術(shù)的出現(xiàn)，使得 TFT 液晶顯示器在響應(yīng)時間、對比度、亮度、可視角度方面有了很大的進步，進一步拉近了與傳統(tǒng) CRT 顯示器的差距。在 CMOS 器件的生產(chǎn)領(lǐng)域中 ATMEL 先進的設(shè)計水平，優(yōu) 秀的生產(chǎn)工藝以及封裝技術(shù)一直處于世界的領(lǐng)先地位。 一 . 89 系列單片機的優(yōu)點 89 系列單片機對于一般用戶來說，存在下列很明顯的優(yōu)點： 存儲器 因此在系統(tǒng)的開發(fā)過程中可以十分容易進行程序的修改，這就 大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期。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。此外， AT89C52 沒有靜態(tài)邏輯，用于運行到零頻率，并支持軟件選擇的兩種節(jié)電運行方式。當(dāng) 把 “1”寫入 P0 口的引腳時，該引腳可以作為高阻輸入。作為輸入時，由于內(nèi)部上拉電路的作用，由外部拉低的 P1 口引腳放出電流（ IIL）。 在 Flash 編程及程序檢驗期間， P2 口也接收高 8 位地址及一些控制信號。 8. ALE/ PROG ：當(dāng)訪問外部存儲器時， ALE（允許地址鎖存）是一個用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)的輸出脈沖。為了能夠從外部程序存儲器的 0000H 至 FFFF 單元中讀取指令， EA 必須接地。如圖 所示。 只能間接尋址 可直接尋址也可間接尋址 64 字節(jié)的外部存儲器 特殊功能寄存器 只能直接尋址 FF FFFF FF 80 7F 00 0000 80 或 圖 AT89C52 的數(shù)據(jù)存儲器 單片機控制液晶顯示系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計 18 圖 中斷源 通過將專用寄存器 IE 置位或清 0，可分別控制這些中斷源中每一個允許或禁止中斷。從微觀上觀察，液晶的分子一般都是剛性的棒狀分子。顯示器件是液晶發(fā)展應(yīng)用最快的一個領(lǐng)域。還有正在開發(fā)的后起之秀鐵電型（ FE）及 MLC、 LCOS 等等。一旦給液晶層施加上電壓，則在介電各向異性 ?? 或發(fā)偶極子 P 0 和電場的相互作用下，分子排列狀態(tài)很容易發(fā)生變化。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 90 ? 的扭曲，當(dāng)線性偏振光透過其偏振面會旋轉(zhuǎn) 90 ? ，當(dāng)在玻璃電極上加上電壓后，在電場作用下，液晶的扭曲結(jié)構(gòu)消失，其旋光作用也消失，偏振光便可以直接通過，當(dāng)去掉電場后，液晶分子又恢復(fù)其扭曲結(jié)構(gòu)。將兩片光刻好透明導(dǎo)電極圖形的平板玻璃相對放置在一起，使其間相距為 6—7um。表面蒸鍍有一層 In2O3 或SnO2透明導(dǎo)電層，即 ITO 膜層。因此也要求每種液晶顯示器件必須使用和保存在 Ts—TL 之間的一定溫度范圍內(nèi)，如果使用或保存溫度過低，結(jié)晶會破壞液晶顯示器件的定向?qū)?；而溫度過高，液晶會失去液晶態(tài)，也就失去了液晶顯示器件的功能。液晶顯示的驅(qū)動方式有許多種，常用的驅(qū)動方法有：靜態(tài)驅(qū)動法和動態(tài)驅(qū)動法。這就是靜態(tài)驅(qū)動法。液晶顯示器件中的每個顯示像素都可以單獨被電場控制，不同的顯示像素按照控制信號的 “指揮 ”便可以在顯示屏上組成不同的字符、數(shù)字及圖形。 單片機控制液晶顯示系統(tǒng) 27 圖 KS0108B及其兼容控制驅(qū)動器管腳圖和功能原理圖 KS0108B及其兼容控制驅(qū)動器的引腳功能如表 ，表 所示 表 與為處理器的接口信號 引腳符號 狀態(tài) 引腳名稱 功能