【導(dǎo)讀】TitleOfThesis基于單片機(jī)的LCD驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。Department信息與電子工程學(xué)院。Speciality電子信息科學(xué)與技術(shù)。論文（設(shè)計(jì)）作者。指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的評(píng)語(yǔ)。1選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合訓(xùn)練基本要求。3題目工作量適當(dāng)。5查閱文獻(xiàn)資料能力強(qiáng)。7研究方案的設(shè)計(jì)能力強(qiáng)。8研究方法和手段的運(yùn)用能力強(qiáng)。9外文應(yīng)用能力強(qiáng)。14成果有理論或?qū)嶋H價(jià)值。答辯（評(píng)審）委員會(huì)意見。[摘要]本文主要研究了單片機(jī)AT89C51控制的LCD液晶顯示系統(tǒng)。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(shuō)明；然后介。紹了液晶顯示的結(jié)構(gòu)、功能、驅(qū)動(dòng)方式，并對(duì)液晶顯示控制器KS0108的結(jié)構(gòu)功。施方案是軟、硬件相結(jié)合，以軟件為基礎(chǔ)，用單片機(jī)C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行模塊化結(jié)構(gòu)的。軟件設(shè)計(jì)，進(jìn)行各功能模塊的編寫，使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系簡(jiǎn)潔明了，實(shí)現(xiàn)中文。顯示及上下移動(dòng)和圖片顯示功能。

　　

【正文】 B 0D B 7D B 7D B 0D B 0D B 0D B 0D B 0D B 0D B 0D B 0D B 7D B 7D B 7D B 7D B 7D B 7D B 7D B 70785 55 66 3 (Y Address)設(shè)置指令見表 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 21 表 列地址設(shè)置指令 Table Column address set instruction R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 0 0 1 顯示列地址（ 063） 設(shè)置了頁(yè)地址和列地址，就唯一確定了顯示 RAM 中的一個(gè)單元，這樣 MPU就可以用讀、寫指令讀出該單元中的 內(nèi)容或向該單元寫進(jìn)一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。指令為0x40~0x7f 對(duì)應(yīng)第 0 列 ~第 63 列。 (4)數(shù)據(jù)和狀態(tài)讀寫命令 表 讀狀態(tài)指令 Table Read Status mand R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 0 BUSY 0 ON/OFF REST 0 0 0 該指令用來(lái)查詢 KS0108 的狀態(tài)，各參量含義如下： BUSY： 1內(nèi)部在工 作 0正常狀態(tài) ON/OFF： 1顯示關(guān)閉 0顯示打開 REST： 1復(fù)位狀態(tài) 0正常狀態(tài) 在 BUSY 和 REST 狀態(tài)時(shí)，除讀狀態(tài)指令外，其它指令均不對(duì) KS0108 產(chǎn)生作用。在對(duì) KS0108 操作之前要查詢 BUSY 狀態(tài)，以確定是否可以對(duì) KS0108 進(jìn)行操作。 BUSY=1 忙， BUSY=0 可以對(duì)其操作。 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)。 表 讀數(shù)據(jù)指令 Table Read data instruction R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 1 1 讀 顯 示 數(shù) 據(jù) 讀、寫數(shù)據(jù)指令每執(zhí)行完一次讀、寫操作，列地址就自動(dòng)增一，必須注意的是，進(jìn)行讀、寫操作之前， 必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會(huì)讀出所要讀的單元中的數(shù)據(jù)。 復(fù)位時(shí)序 復(fù)位后， KA0108 顯示關(guān)閉，顯存地址歸零。復(fù)位條件 ??9 見表 和圖 ： 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 22 表 復(fù)位條件 Table reset condition 項(xiàng)目 符號(hào) 最小值 典型值 最大值 單位 復(fù)位時(shí)間 Trs 微秒 上升時(shí)間 Tr 200 納秒 V d dR S T B4 . 5 ( V )0 . 3 V d d0 . 7 V d dT r sT r 圖 復(fù)位條件 Fig. reset condition 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 23 第三章 液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì) 硬件電路基本框圖 本電路的實(shí)現(xiàn)主要由六部分組成，核心器件是單片機(jī)，還有驅(qū)動(dòng)電路、液晶顯示電路、時(shí)鐘振蕩電路、復(fù)位電路、整機(jī)電源電路等。硬件電路基本框圖如圖。 時(shí) 鐘 振 蕩復(fù) 位 電 路整 機(jī) 電 源單片機(jī)液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路 圖 硬件電路基本框圖 Fig. A basic block diagram of the hardware circuit 液晶顯示與單片機(jī)的接口 P2 口接液晶顯示器的數(shù)據(jù)線 和 接液晶顯示器的 CS1， CS2 片選左右半屏 ,~ 口分別接液晶顯示器的 RST（復(fù)位信號(hào)） ,E（讀寫使能信號(hào)） ,R/W（讀寫選擇信號(hào)） , RS（數(shù)據(jù)，指令選擇信號(hào)） 液晶顯示與單片機(jī)的接口的詳情請(qǐng)見附錄 1。 液晶顯示系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PROTEUS 軟件及 Keil 介紹 （一） PROTEUS 軟件環(huán)境 PROTEUS 是英國(guó) Labcenter Electronics 公司研發(fā)的多功能 EDA 軟件。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)。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(jí)調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測(cè)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(guò)程。 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(kù)處 理 器仿 真 模 型V S M布 線 / 編 輯A R E S高 級(jí) 圖 形分 析 模 塊原 理 圖輸 入 系 統(tǒng)I S I S 圖 Proteus 的功能模塊及功能特點(diǎn)圖 Proteus functional modules and features Proteus 不僅能仿真單片機(jī) CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。 (二 ) 系統(tǒng)調(diào)試軟件 Keil??10 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機(jī) C語(yǔ)言軟件開發(fā) 系統(tǒng)，與匯編相比， C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用 C來(lái)開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。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(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 目前最新的版本是 C51 Version Release，也就是所謂的μ Vision4。 Keil C51 181。Vision4 較之前的版本，新增 了 下面幾個(gè)功能： 山東工商學(xué)院 2020 屆畢業(yè)論文 25 多重的監(jiān)控和彈性的窗口管 理 系統(tǒng)。 系統(tǒng)查看器 (System Viewer)：顯示設(shè)備周邊緩存器的信息。 除錯(cuò)恢復(fù)檢視 (Debug Restore Views)：建 立 和儲(chǔ)存多重除錯(cuò)窗口設(shè) 計(jì)。 多項(xiàng)目工作區(qū) (MultiProject Workspace)：與許多項(xiàng)目簡(jiǎn)化工作。 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 。 內(nèi)存窗口固定 (Memory Window Freeze)：儲(chǔ)存目前內(nèi)存窗口檢視允許容 易 在不 同的點(diǎn)及時(shí)比較。 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(lái) 的 Cortex M3 MCUs)。 支持硬件除錯(cuò)轉(zhuǎn)接器 (Support for Hardware debug adapters)：包括 ADI。miDASLink， Atmel SAMICE， Infineon DAS,和 STLink。 新資 料 和指 令 追蹤 (New Data and instruction trace)：對(duì) ARM 和 Cortex MCUs。 液晶顯示軟件設(shè)計(jì) 要求及主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)要求 ： 要求能在本設(shè)計(jì)的 LCD 上實(shí)現(xiàn)漢字的顯示 及漢字的滾動(dòng)和圖片顯示。 主要內(nèi)容 ： 液晶顯示軟件包括初始化部分和顯示應(yīng)用程序兩部分 。 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。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。 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。其中上電顯示部分程序主要是在上電時(shí)自動(dòng)顯示單片機(jī)內(nèi)部輸入的程序； 調(diào)用子 程序包括每 來(lái)一個(gè)脈沖 執(zhí)行一個(gè)顯示子程序。 顯示子程序通過(guò)指針從數(shù)據(jù)庫(kù)中逐個(gè)提取數(shù)據(jù)送入液晶顯示模塊的顯示RAM進(jìn)行顯示，顯示 RAM 的地址 被 設(shè)在顯示起始行寄存器中，并顯示在屏幕的最上面一行。 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(xué)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(diǎn) 64 點(diǎn)，每 8 點(diǎn)為一字節(jié)數(shù)據(jù)，都對(duì)應(yīng)著顯示數(shù)據(jù)RAM(在 KS0108 芯片內(nèi) )，一點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè) bit,計(jì)算機(jī)寫入或讀出顯示存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)代表顯示屏上某一點(diǎn)列上的垂直 8 點(diǎn)行的數(shù)據(jù)。 D0 代表最上一行的點(diǎn)數(shù)據(jù)，D1為第二行的點(diǎn)數(shù)據(jù)， ??. ， D7 為第八行的點(diǎn)數(shù)據(jù)。該 bit=1 時(shí)該點(diǎn)則顯示黑點(diǎn)出來(lái)，該 bit=0 時(shí)該點(diǎn)則消失 ??6 。 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 。 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(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器 DPRAM 中，寫入后，列地址自動(dòng)加 1??12 。當(dāng)然，在調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序之前，還要設(shè)置頁(yè)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。 由于該模塊的指令以 R/W、 RS、數(shù)據(jù)總線的高低電平表示，可根據(jù)它與 CPU的連接求出各指令的地址，然后利用地址一數(shù)據(jù)的形式將指令發(fā)出，在一個(gè)讀 /寫周期內(nèi)，指令可送至模塊執(zhí)行。模塊的顯存為 128 64點(diǎn)縱向 分為 8頁(yè)，每一頁(yè)的每一列對(duì)應(yīng) 8個(gè)點(diǎn)，一次讀寫的內(nèi)容即為該 8個(gè)點(diǎn)的亮暗 ??7 。 在程序中根據(jù)各個(gè)指令的不同定義進(jìn)行復(fù)位、置位、寫數(shù)據(jù)、讀指令等。首先，根據(jù)硬件原理圖將各個(gè)雙向口賦值；接著復(fù)位，調(diào)用復(fù)位信號(hào)，是在液晶顯示器在上電的一瞬間復(fù)位；在程序的開始階段，首先要調(diào)用判斷忙子程序，如果BUSY=0 則說(shuō)明現(xiàn)在可以工作，所以就開顯示，設(shè)置首地址，進(jìn)行寫指令操作，設(shè)置首行首列地址分別點(diǎn)亮奇數(shù)列。循環(huán)顯示，使各列一直點(diǎn)亮 ??13 。 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。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 。 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。下面就是利用硬件對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試的效果就是液晶顯示屏上顯示所已經(jīng)要求的內(nèi)容。調(diào)試的步驟：首先實(shí)現(xiàn)漢字部分的顯示，其次：漢字的滾動(dòng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)整個(gè)屏幕液晶顯示。 在這里進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)了個(gè)問(wèn)題：在 顯示漢字部分，每個(gè)漢字由字符生成器生成的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)為 16*16（ 16 行 16 列），而 12864 點(diǎn)陣型液晶顯示其分為左右兩個(gè)區(qū)，顯示原理為每個(gè)區(qū)單頁(yè)顯示，每頁(yè) 8行，這就是說(shuō)每個(gè)漢字要占兩頁(yè)。那么在進(jìn)行軟件編程時(shí)，可以采用單個(gè)漢字顯示，也可以四個(gè)漢字同時(shí)顯示（根據(jù)自定義字庫(kù)和調(diào)用子程序次數(shù)而定），具體程序?qū)崿F(xiàn)請(qǐng)見附錄。 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。 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。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。對(duì) 點(diǎn)陣 液晶顯示器件比較陌生，沒有使用的經(jīng)驗(yàn)，整個(gè)的試驗(yàn)過(guò)程從硬件的電路圖到軟件編程都是一個(gè)不斷摸索的過(guò)程。 由于本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是進(jìn)行漢字 和圖片 的顯示，所以在輸出口正確之后就進(jìn)行了漢字 和圖片 顯示程序的運(yùn)行 。 但是由于運(yùn)行結(jié)果不正確，所以改變了思路，先讓液晶顯示屏點(diǎn)