【導讀】功能強大，低功耗，低電壓，便于生產(chǎn)，便于攜帶等特點，從而得到越來越廣泛的應用。種顯示方式來表示。在某種顯示技術(shù)中，以液晶顯示器LCD為代表的平板顯示器發(fā)展最。本設計主要采用STC89C52單片機作為LCD1602液晶顯示屏的系統(tǒng)控制。通過控制STC89C52單片機的引腳來控制LCD1602顯示給定的符號、字母、數(shù)。字，顯示的內(nèi)容從右至左并行移動，同時設計也對部分芯片和外圍電路進行了介紹和設計，并附以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖加以說明，還介紹了顯示原理、硬件電路和軟件部分的設計原理。重介紹了本系統(tǒng)應用的各硬件接口技術(shù)和各個接口模塊的功能及工作過程。

　　

【正文】 指令 9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 指令 10：寫數(shù)據(jù)。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 與 HD44780 相兼容的芯片時序表 所示 ： 表 基本操作時序表 讀狀態(tài) 輸入 RS=L， R/W=H， E=H 輸出 D0—D7=狀態(tài)字 寫指令 輸入 RS=L， R/W=L， D0—D7=指令碼， E=高脈沖 輸出 無 讀數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=H， E=H 輸出 D0—D7=數(shù)據(jù) 寫數(shù)據(jù) 輸入 RS=H， R/W=L， D0—D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖 輸出 無 讀寫操作時序如圖 和圖 所示： 河南師范大學新聯(lián)學院本科畢業(yè) 設計 23 圖 讀操作時序 圖 寫操作時序 LCD1602 的 RAM 地址映射及標準字庫表 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符， 1602 的內(nèi)部顯示地址如圖 所示： 圖 1602LCD 內(nèi)部顯示地址 河南師范大學新聯(lián)學院本科畢業(yè) 設計 24 例如第二行第一個字符的地址是 40H，那么是否直接寫入 40H 就可以將光標定位在第二行第一個字符的位置呢？這樣 不行，因為寫入顯示地址時要求最高位 D7 恒定為高電平 1所以實際寫入的數(shù)據(jù)應該是 01000000B（ 40H） +10000000B(80H)=11000000B(C0H)。 在對液晶模塊的初始化中要先設置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器 （ CGROM） 已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文 字母 “A”的代碼是 01000001B（ 41H） ，顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母 “A”。 LCD1602 的一般初始化（復位）過程 延時 15mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 延時 5mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 延時 5mS 寫指令 38H（不檢測忙信號） 以后每次寫指令、讀 /寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號 寫指令 38H：顯示模式設置 寫指令 08H：顯示關(guān)閉 寫指令 01H：顯示清屏 寫指令 06H：顯示光標移動設置 寫指令 0CH：顯示開及光標設置 LCD1602 液晶顯示器原理 LCD1602 液晶顯示器電路原理圖 所示： 河南師范大學新聯(lián)學院本科畢業(yè) 設計 25 圖 LCD1602 液晶顯示器電路原理 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶 它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊 它有若干個 5X7 或者 5X11 等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符 [14]。 顯示電路采用 LCD1602 液晶顯示，如圖 所示，圖中只畫出了其相應的接口，3 腳用于調(diào)節(jié) LCD1602 的背光 , 6 為 LCD1602 的控制口，用于控制其寫入或是讀出指令， 7 至 14 腳為 LCD1602 的數(shù)據(jù)口，將數(shù)傳送到 LCD1602 中。 LCD1602 顯示電路 如圖 所示： 圖 LCD1602 顯示電路 河南師范大學新聯(lián)學院本科畢業(yè) 設計 26 4 軟件的設計與實現(xiàn) 總體設計方案 設計思路 本設計主要是通過控制 STC89C52 單片 機 的引腳來控制 LCD1602 顯示給定的符號、字母、數(shù)字，以及控制顯示內(nèi)容的水平移動。由于 LCD1602 的字符有相應的字符代碼，不用編寫字庫 [15],因此在設計時對方案的選擇就只考慮單片機與顯示器的數(shù)據(jù)傳送類型，即串行通信和并行通信。 （ 1） 串行通信 串行通信是反映一個數(shù)據(jù)的所有位按一定的順序和方式，一位一位地通過串行輸入 /輸出口進行傳送。由于串行通信是數(shù)據(jù)的逐位順序傳送，在進行通信時，只需一根傳輸線，其傳送的數(shù)據(jù)位多且通信距離長。串行通信方式如圖 所示 ： 圖 串行通信方式 （ 2） 并行通信 采用并行傳送方式在微機與外部設備之間進行數(shù)據(jù)傳送的接口叫并行接口。主要特點：一是同時并行傳送的二進位數(shù)就是數(shù)據(jù)寬度；二是在計算機與外設間采用應答式的聯(lián)絡信號來協(xié)調(diào)雙方的數(shù)據(jù)操作。傳送的數(shù)據(jù)位 1128 位，一般為 8 位。單片機與外部設備之間也通常采用 8 位并行 I/O 接口進行短距離的通信其傳輸距離近，傳送方式 較單一 ，每次傳送一個字或一個字節(jié)。并行通信方式如圖 所示 ： 河南師范大學新聯(lián)學院本科畢業(yè) 設計 27 圖 并行通信方式 本設計采用的是 1602 液晶顯示屏， 1602 表示每行顯示 16 個字符，一共可以顯示兩行，即每行輸出時是采用的是串行通信，每列輸出時采用的并行通信！ 設計總框圖 該顯示屏的 總體設計框圖 如圖 所示 ： 圖 系統(tǒng)總體方框圖 河南師范大學新聯(lián)學院本科畢業(yè) 設計 28 程序流程圖 程序流程圖如圖 所示 ： 9 圖 程序流程圖 軟件設計語言 軟件程序編寫：軟件程序編寫的好壞直接影響著系統(tǒng)運行情況的良好。因本程序 涉及的模塊較多，所以程序編寫也采用模塊化設計，本系統(tǒng)的軟件主要采用 C 語言編寫。 C語言的特點為： （ 1） 簡潔緊湊、靈活方便 C 語言一共只有 32 個關(guān)鍵字 ,9 種控制語句，程序書寫自由，主要用小寫字母表示。它把高級語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與低級語言的實用性結(jié)合起來。 C 語言可以象匯編語言一樣對位、字節(jié)和地址進行操作 , 而這三者是計算機最基本的工作單元。 （ 2） 運算符豐富 C 的運算符包含的范圍很廣泛，共有種 34 個運算符。 C 語言把括號、賦值、強制類開始 LCD 初始化 設置第一行顯示的位置 延時 設置第一行顯示的內(nèi)容 設置第二行顯示的位置 設置第二行顯示的內(nèi)容 河南師范大學新聯(lián)學院本科畢業(yè) 設計 29 型轉(zhuǎn)換等都作為運算符處理。從而使 C 的運算類型極 其豐富表達式類型多樣化，靈活使用各種運算符可以實現(xiàn)在其它高級語言中難以實現(xiàn)的運算。 （ 3） 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富 C 的數(shù)據(jù)類型有：整型、實型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型、共用體類型等。能用來實現(xiàn)各種復雜的數(shù)據(jù)類型的運算。并引入了指針概念 ,使程序效率更高。另外 C 語言具有強大的圖形功能 , 支持多種顯示器和驅(qū)動器。且計算功能、邏輯判斷功能強大。 （ 4） C 是結(jié)構(gòu)式語言 結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化 ,即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?, 便于使用、維護以及調(diào)試。 C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的 ,這些函數(shù)可方便的調(diào)用 ,并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向 ,從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。 程序調(diào)試過程與結(jié)果 程序調(diào)試的過程 [16]：單片機采用 STC89C52，編譯環(huán)境為 keil，程序使用 C 語音進行編寫。程序調(diào)試的難點在于設計的功能模塊過多，程序結(jié)構(gòu)比較復雜，使得調(diào)試起來比較費時間。 Keil簡介 單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯 編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼， Keil 軟件是目前最流行開發(fā)MCS51 系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。Keil 提供了包括 C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境 (uVision)將這些部份組合在一起。 運行 Keil 軟件需要 16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN WINWINXP 等操作系統(tǒng)。 應用 Keil軟件進行單片機軟件 調(diào)試步驟 應用 Keil軟件進行單片機軟件調(diào)試有以下步驟： （ 1） 建立一個工程項目。選擇芯片，確定選項。 （ 2） 建立匯編源文件。 （ 3） 用項目管理器生成各種應用文件。 （ 4） 檢查并修改原文件中的錯誤。 河南師范大學新聯(lián)學院本科畢業(yè) 設計 30 （ 5） 編程操作。 使用步驟 （ 1） 打開 Keil，建立工程，輸入程序 （ 2） 編譯和生成 hex 文件，如圖 所示 ： 圖 編譯和生成 hex 文件 調(diào)試結(jié)果：屏幕上顯示 “wele to Xin Lian !”字符從右向左移動。如實物圖 所示： 河南師范大學新聯(lián)學院本科畢業(yè) 設計 31 圖 實物圖 在 LCD1602 中正確顯示了字符信息，符合設計的要求。本設計基本完成了設計任務的所有要求。 河南師范大學新聯(lián)學院本科畢業(yè) 設計 32 總 結(jié) 本文通過分析 LCD 顯示屏的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)實際應 用需求，通過對 LCD 顯示屏硬件組成以及各部件的分析、各部件之間的關(guān)系的分析，確定了控制系統(tǒng)的硬件組成模塊以及各模塊的功能，又通過了解 LCD 點陣顯示屏結(jié)構(gòu)，對 STC89C52 單片機、 LCD 點陣結(jié)構(gòu)和管腳、以及一系列所用元件的介紹，完整地設計了 LCD 顯示屏控制系統(tǒng)。并且，針對系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題進行了詳細的分析和實現(xiàn)， 同時 在理論上對其做了系統(tǒng)的論述和說明?；痉项A期設想，可以在實際中得到應用。 通過這次畢業(yè)設計，我遇到了很多以前在學習過程中沒有遇到的問題，同時也鞏固和溫習了我以前學習的專業(yè)基礎知識。在實際 制作的過程當中，通過對電路方案的確定，提高了我分析電路的能力，當然，在設計電路的過程中，由于自己知識的匱乏，也遇到了很多困難。然而，在整個設計過程中，讓我感觸最深刻的是通過畢業(yè)設計不僅讓我初步地了解到一個產(chǎn)品的開發(fā)流程。還培養(yǎng)了我們勇于探索，嚴格推理，用實踐去檢驗理論的嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度。在論文的撰寫上，我花了不少的實踐，因為本設計涉及到的知識非常廣泛，所以在撰寫論文時需要查找大量的資料。但是在查閱資料的過程中，又培養(yǎng)了我從文獻、科學實驗、生產(chǎn)實踐、和調(diào)查研究中獲取知識的能力，提高了我借助別人的經(jīng)驗，從別人的科 研成果中尋求解決問題新途徑的能力，同時，也讓我認識到，要尊重他人的知識產(chǎn)權(quán)。在設計過程中，因為工作量較大，所以一定要分塊進行，即每一階段都有側(cè)重點，然而，當中很可能會出現(xiàn)一些變化，這就要求你要根據(jù)條件變化而調(diào)整工作重點的應變能力。 在設計中，涉及的知識面很廣泛，能力要求包括：運用理論去處理問題的能力，實驗能力，外語水平，計算機運用水平，書面及口頭表達能力等，想在短時間內(nèi)在這么多方面都做的很好很不現(xiàn)實，這時團隊的力量就顯得很重要了，在共同合作的過程中，又提高了我對同學友愛、團結(jié)、協(xié)作攻關(guān)，一起開拓進取 的基本素質(zhì)。 河南師范大學新聯(lián)學院本科畢業(yè) 設計 33 參考文獻 [1]李建忠 .《 單片機原理及應用 》 ．西安 .西安電子科技大學 .20xx 年 . 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