【正文】 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 VI The Design of LCD Driver Based on SCM [Abstract] This paper mainly studies the single chip microputer AT89C51 to control LCD display system. Firstly, the paper briefly introduces the structure, function and characteristics of single chip microputer, and each is acpanied by a block diagram of the MCU structure explained. Secondly, the thesis introduces the drive mode, structure, function of the LCD, and the structure and function of the LCD controller KS0108 is made a detailed instruction. Thirdly, the paper focuses on analyzing the software implementation scheme of the liquid crystal display system. This design embodiment is a bination of software and hardware, and is based on the software to use single chip microputer C language for modular structure of software design. The preparation of the each function module makes the program design of the logical relationship is simple, to achieve Chinese display and move up and down and photo display function. [Key Words] SingleChip Microputer AT89C51 Liquid crystal display Controller KS0108山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 VII 目 錄 引 言 ..............................................................IX 第一章 緒論 ........................................................1 人類生活與顯示技術(shù) .......................................... 1 液晶和液晶顯示 .............................................. 2 液晶顯示器發(fā)展史 ............................................. 3 本文的主要工作 .............................................. 6 第二章 液晶顯示系統(tǒng)原理 ............................................7 AT89C51 單片機(jī)功能原理 ....................................... 7 AT89 系列單片機(jī)的特點(diǎn) ................................. 7 AT89C51 單片機(jī)介紹 ..................................... 8 液晶顯示器件原理 ............................................ 12 LCD 的基本構(gòu)造 ....................................... 12 LCD 的驅(qū)動(dòng)方式 ....................................... 13 液晶顯示模塊原理 ...................................... 14 液晶顯示模塊外部接口 .................................. 15 液晶顯示控制器 KS0108....................................... 16 KS0108 的硬件特點(diǎn) ..................................... 16 KS0108 的時(shí)序 ......................................... 18 KS0108 的指令系統(tǒng) ..................................... 19 復(fù)位時(shí)序 .............................................. 21 第三章 液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................23 液晶顯示系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ........................................ 23 硬件電路基本框圖 ...................................... 23 液晶顯示與單片機(jī)的接口 ................................ 23 液晶顯示系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ....................................... 23 PROTEUS 軟件及 Keil 介紹 ............................... 23 液晶顯示軟件設(shè)計(jì)要求及主要內(nèi)容 ........................ 25 液晶顯示軟件流程圖 .................................... 25 第四章 系統(tǒng)調(diào)試 ....................................................28 軟件編程 ................................................... 28 Proteus 仿真 ................................................ 28 試驗(yàn)調(diào) 試 ................................................... 28 結(jié)論 ...............................................................29 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 VIII 致謝語 .............................................................30 參考文獻(xiàn) ...........................................................31 附錄 :..............................................................32 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 IX 引 言 隨著以計(jì)算機(jī)為軸心的各種各樣信息處理裝置的誕生，為適應(yīng)這種新形勢(shì)，信息家電，網(wǎng)絡(luò)終端，廣播 通信等用途的 LCD 市場(chǎng)也將迅速擴(kuò)大。支持漢字顯示的點(diǎn)陣型液晶在現(xiàn)代單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是一種十分常用的顯示設(shè)備，漢字 BP 機(jī)、手機(jī)上的顯示屏就是點(diǎn)陣型 LCD。 因此，長(zhǎng)久以來，人們一直致力于將各種信息轉(zhuǎn)變?yōu)橐曈X信息在傳遞給人們。統(tǒng)計(jì)表明，信息量的增長(zhǎng)平均每年在 13％以上，今后更將以每年 40％以上的速度增長(zhǎng)。數(shù)字化后的信息才能更準(zhǔn)確，而且具有了同一性，才能被計(jì)算機(jī)識(shí)別、處理，才能準(zhǔn)確清晰地傳遞給人們。從微觀上觀察，液晶的分子一般都是剛性的棒狀分子 ，而且沿分子軸的不同方向會(huì)表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)。 液晶是一種很有價(jià)值，應(yīng)用廣泛的物質(zhì)形態(tài)。有彩色偏振片型（ STN）；有可以作為液晶電視的有源矩陣型（ TFT） 。是所有顯示器件中功耗最小的。 5. 液晶顯示器件雖然所需材料都有特殊、較高的要求，但是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且工藝非常適應(yīng)現(xiàn)代化規(guī)模生產(chǎn)。但那時(shí)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。相對(duì)于 DSTN 而言， TFT 液晶的主要特點(diǎn)是為每個(gè)像素配置一個(gè)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。其中按結(jié)構(gòu)特性分類是最基本的。目前，幾乎所有的點(diǎn)陣圖形和大部分點(diǎn)陣字符液晶顯示器件都是采用 STN 型液晶材料 。 (2)深入熟悉單片機(jī)工作原理以及端口用法。 用 89 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以進(jìn)行反復(fù)的系統(tǒng)試驗(yàn)；每次可以編入不同的程序，這樣可以保證用戶的設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu)化。 （ 1） AT89C51 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)： AT89C51 單片機(jī)由中央處理器（ CPU），程序存儲(chǔ)器（ ROM），數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，并行 I/O 接口，串行 I/O接口和中斷系統(tǒng)等組成 ??2 。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的低八位。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。另外，該引腳被略微拉高。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 不同類型的液晶顯示器件，其組成可能會(huì)有不同，但是多有液晶顯示器件都可以認(rèn)為是由兩片刻有透明導(dǎo)電電極的基板，夾持一個(gè)液晶層，封接成一個(gè)偏平盒（有時(shí)在外表面還可能貼裝上偏振片等）構(gòu)成的。 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 13 2．液晶 液晶材料是液晶顯示器件的主體。在實(shí)際應(yīng)用中，由于采用了數(shù)字電路驅(qū)動(dòng)，所以這種交流電場(chǎng)是通過脈沖電壓信號(hào)來建立的。它適用于筆段型液晶顯示器件的驅(qū)動(dòng) 。在驅(qū)動(dòng)方式上相應(yīng)地采用了類同于 CRT 的光柵掃描方法。 LCD 本身不發(fā)光，只調(diào)節(jié)光的亮度，目前出售的 LCD 都是根據(jù)液晶的扭曲－向列效應(yīng)原理制成的。 (7)KS0108 與微處理器的接口信號(hào)如表 。指令為 0xc0~0xff 對(duì)應(yīng) LCD屏上第 0行 ~第 63 行。 BUSY=1 忙， BUSY=0 可以對(duì)其操作。PROTEUS 不僅是模擬電路、數(shù)字電路、模 /數(shù)混合電路的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)，更是目前世界上最先進(jìn)的單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 源碼和解組譯連結(jié) (Source and Disassembly Linking)：解組譯窗口和源碼窗口完全同步，使程序除錯(cuò)和光標(biāo)導(dǎo)航比較容 易 。 初始化部分包括對(duì)液晶顯示模塊的初始化設(shè)置、液晶顯示模塊的顯示 RAM清零、單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的清零。 開始 系統(tǒng)復(fù)位 開顯示 設(shè)置首地址（ x=0， y=0） 調(diào)用子程序 display 調(diào)用子程序 display 隔列顯示 設(shè)置首地址（ x=1， y=0） 設(shè)置地址（ x=2， y=0） 調(diào)用子程序 display 設(shè)置地址（ x=3， y=0） 調(diào)用子程序 display 返回 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 27 KS0108 有獨(dú)立的一套指令系統(tǒng)，和單片機(jī)進(jìn)行接口后，就可以利用其指令系統(tǒng)完成對(duì) LCD 的讀取狀態(tài)、讀取 RAM數(shù)據(jù)、寫入顯示數(shù)據(jù)、開 /關(guān)顯示 等操作 ??11 。 在子程序 display 中，由于液晶顯示器是 12864 陣列的，所以要想使隔列點(diǎn)亮，就需要定義每行使每行在奇數(shù)列點(diǎn)亮。 Proteus 仿真 漢字、圖片顯示及漢字的上下移動(dòng)仿真圖見附錄 2。液晶顯示器是一種新型的顯示器件 ，它有段碼、圖形點(diǎn)陣等多種顯示類型，本次設(shè)計(jì)由于要顯示漢字所以利用了圖形點(diǎn)陣式液晶模塊。 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 28 第四章 系統(tǒng)調(diào)試 軟件編程 硬件電路都已搭好，軟件部分的流程圖已經(jīng)確定。當(dāng)然，在調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序之前，還要設(shè)置頁地址與列地址，在寫入數(shù)據(jù)子程序之后，還必須調(diào)用開顯示子程序。 顯示應(yīng)用程序部分 包括上電顯示部分的程序和 調(diào)用子 程序兩部分。 設(shè)備模擬： 更 新支持很多新設(shè)備 (例 如 Infineon XC88x， SiLABS C8051Fxx，Atmel SAM7/9 和從 Luminary, NXP, and Toshiba 來 的 Cortex M3 MCUs)。 目前最新的版本是 C51 Version Release，也就是所謂的μ Vision4。 Proteus 的功能模塊及功能特點(diǎn)如圖 ??10 : P R O T E U S混 合 模 型仿 真 器動(dòng) 態(tài)器 件 庫處 理