【正文】 畢業(yè)設計中學到的東西為此打下了良好的基礎，相信自己能做好這方面的工作。C8051F020 中有內藏 KS0108 控制器的液晶模塊 CGM12864B。我最主要是用 KS0108 來設計圖形動態(tài)顯示。在字節(jié)中能夠顯示的位數可編程設置，范圍是1～16。例如，設置顯示單元為 6，每個字節(jié)顯示 6 位，那么屏幕上的顯示單元為 16 點；如果大于 8位則用兩個字節(jié)，低字節(jié)的低位不起顯示作用。顯示內存（RAM，Random Access Memory 隨機存儲器）中的地址與屏幕上的顯示位置一一對應。顯示圖形首先需要將圖形轉換為圖形字模，然后根據該圖形的顯示位置將圖形字模寫入對應的顯示 RAM 區(qū)地址。除了實現(xiàn)圖形簡單的整屏顯示外，根據單片機編程控制靈活的特點，還可以實現(xiàn)圖形的左右或上下滾動。2 單片機與 C8051F020 單片機實驗系統(tǒng) 單片機技術的發(fā)展特點[1]自單片機出現(xiàn)至今，單片機技術已走過了近 20 年的發(fā)展路程。 ⑴單片機壽命長 一般說來，單片機開發(fā)的產品可以穩(wěn)定可靠地工作 10 年、20 年；另外，與微處理器相比，單片機的長壽命表現(xiàn)在它不會像 3848586 等 MPU 一樣，隨著半導體技術的飛速發(fā)展，更新?lián)Q代的速度越來越快，很短的時間內就被淘汰出局。 ⑵8 位、16 位與 32 位單片機共同發(fā)展 這是單片機技術發(fā)展的另一個動向。隨著移動通信、網絡技術、多媒體技術等高科技產品進入家庭，32 位單片機應用得到了長足的發(fā)展，而 16 位單片機的發(fā)展無論從品種和產量方面，近年來也有較大幅度的增長。而單片機則有所不同，為提高單片機抗干擾能力，降低噪聲，降低時鐘頻率而不犧牲運算速度是單片機技術發(fā)展之追求。 ⑷低電壓與低功耗 自 80 年代中期以來，NMOS 工藝單片機逐漸被 CMOS（互補金屬氧化物半導體）工藝所代替，功耗得以大幅度下降，隨著超大規(guī)模集成電路技術由 3 m 工藝發(fā)展?、 進而實現(xiàn)了 m 工藝，全靜態(tài)設計使時鐘頻率從直流電?到數十 MHz 任選，都使功耗不斷下降。允許使用的電源電壓范圍也越來越寬。低電壓供電的單片機電源下限已由 降至 、 供電的單片機已經問世。⑹OTP 與掩膜 OTP 是一次性寫入的單片機。由于掩膜需要一定的生產周期，而 OTP 型單片機價格不斷下降，使得近年來直接使用 OTP 完成最終產品制造更為流行。近年來，OTP 型單片機需量大幅度上揚，為適應這種需求許多單片機都采用了在片編程技術（In system Programming） 。編程線與 I/O 線共用，不增加單片機的額外引腳。 ⑺MTP 向 OTP 挑戰(zhàn) MTP 是可多次編程的意思。華幫公司生產的 8051兼容的單片機也采用了 MTP 性能，OTP 的價位。 C8051F020 單片機實驗系統(tǒng)[2]C8051F020 器件是完全集成的混合信號系統(tǒng)級 MCU（微程序控制器）芯片，具有 64個數字 I/O 引腳。高 速、流水線結構的 8051 兼容的 CIP51 內核(可達 25MIPS（Million Instructions Per Second, 每秒百萬條指令)）真正 12 位、100ksps 的 8 通道 ADC,帶 PGA 和模擬多路開關64K 字節(jié)可在系統(tǒng)編程的 FLASH 存儲器可尋址 64K 字節(jié)地址空間的外部數據存儲器接口5 個通用的 16 位定時器片內看門狗定時器、VDD 監(jiān)視器和溫度傳感器具有片內 VDD 監(jiān)視器、看門狗定時器和時鐘振蕩器的 C8051F020 是真正能獨立工作的片上系統(tǒng)。FLASH 存儲器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，可用于非易失性數據存儲,并允許現(xiàn)場更新 8051 固件。在使用 JTAG 調試時，所有的模擬和數字外設都可全功能運行。端Coo口 I/O、/RST、和 JTAG 引腳都容許 5V 的輸入信號電壓。圖 C8051F020 原理框架 CIP51 CPUTMCIP51 與 MCS51指令集完全兼容,可以使用標準 803x/805x 的匯編器和編譯器進行軟件開發(fā)。在一個標準的 8051 中，除 MUL 和 DIV 以外所有指令都需要 12 或 24 個系統(tǒng)時鐘周期，最大系統(tǒng)時鐘頻率為 12～24MHz。擴展的中斷系統(tǒng)向 CIP51 提供 22 個中斷源(標準 8051 只有 7 個中斷源)，允許大量的模擬和數字外設中斷微控制器，一個中斷驅動的系統(tǒng)需要較小的 MCU 干預，因而有更高的執(zhí)行效率。MCU 可有多達 7 個復位源：一個片內 CDD 監(jiān)視器、一個看門狗定時器、一個時鐘丟失檢測器、一個由比較器 0 提供的電壓檢測器、一個軟件強制復位、CNVSTR 引腳及/RST 引腳。如果需要,時鐘源可以在運行時切換到外部振蕩器，外部振蕩器可以使用晶體、陶瓷諧振器、電容、RC 或外部時鐘源產生系統(tǒng)時鐘。片內存儲器 3CIP51 有標準的 8051 程序和數據地址配置。用間接尋址訪問通用 RAM 的高 128 字節(jié)，用直接尋址訪問 128 字節(jié)的 SFR 地址空間。前 32 個字節(jié)為 4 個通用寄存器區(qū)，接下來的 16 個字節(jié)既可以按字節(jié)尋址也可以按位尋址。該存儲器以 512 字節(jié)為一個扇區(qū)，可以在系統(tǒng)編程，且不需要特別的編程電壓。還有一個位于地址 0x10000～0x1007F 的 128 字節(jié)的扇區(qū)，該扇子區(qū)可作為一個小的軟件常數表使用。圖 片內存儲器組織該 JTAG 接口完全符合 規(guī)范，為生產和測試提供完全的邊界掃描功能。不需要額外的目標 RAM、程序存儲器、定時器或通信通道。圖 給出了調試環(huán)境示意圖?？删幊虜底?I/O 和交叉開關該系列 MCU 具有標準 8051 的端口（0、2 和 3） 。這些端口 I/O 的工作情況與標準8051 相似，但有一些改進。這是一個大的數字開關網絡，允許將內部數字系統(tǒng)資源映射到 P0、PP2 和 P3 的端口 I/O 引腳（見圖 ） 。圖 數字交叉開關原理框圖PCA 包括一個專用的 16 位計數器/定時器時間基準和 5個可編程的捕捉/比較模塊。C8051F020 還有更多的優(yōu)勢，需要詳細了解的請參考文獻[9]。C8051F020 與8051 完全兼容，指令采用流水線結構提高了系統(tǒng)速度，有可編程數字 I/O 和交叉開關，增加了一些功能器件，提高了 C8051F020 整體性能。 KS0108 的特點(1).內藏6464=4096位顯示RAM，RAM中每位數據對應LCD屏上一個點的亮、暗狀態(tài)；(2).KS0108是列驅動器，具有64路列驅動輸出；(3).KS0108讀、寫操作時序與68系列微處理器相符，因此它可直接與68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置，以及實現(xiàn)畫面滾動、光標、閃爍和位操作等功能；(6).KS0108可管理64KB顯示RAM。 KS0108 管腳[4]： KS0108管腳圖 KS0108 受控引腳KS0108的引腳功能見表1表1 引腳功能引腳符號 狀態(tài) 引腳名稱 功能CS1，CS2，CS3輸入 芯片片選端 CS1和CS2低電平選通，CS3高電平選通E 輸入 讀寫使能信號 在E下降沿，數據被鎖存（寫）入KS0108；在E高電平時，數據被讀出R/W 輸入 讀寫選擇信號 R/W=1，為讀選通；R/W=0為寫選通RS（也習慣叫做D/I）輸入 數據、指令選擇信號RS=1為數據操作RS=0為寫指令或讀狀態(tài)DB0DB7 三態(tài) 數據總線RST 輸入 復位信號 低電平有效，復位信號有效時，關閉液晶顯示，使顯示起始終不渝行為0，RST可跟MPU相連，由MPU控制；也右直接接VDD，使之不起作用。：表3 復位條件項目 符號 最小值 典型值 最大值 單位復位時間 Trs … … 微秒上升時間 Tr … … 200 納秒 復位條件 KS0108 顯示 RAM 地址結構 KS0108中的顯示RAM共有64行，64列， 顯示RAM地址結構 KS0108 指令系統(tǒng)[4]KS0108的指令系統(tǒng)比較簡單，總共只有七種。 顯示起始行(ROW)設置指令見表5表5 顯示起始行指令R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 1 1 顯示起始行（063）該指令設置了對應液晶屏最一行的顯示RAM的行號，有規(guī)律的改變顯示起始行，可以使LCD實現(xiàn)顯示滾屏的效果。 列地址(Y Address)設置指令見表7表7 列地址設置指令R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 1 顯示列地址（063）設置了頁地址和列地址，就唯一確定了顯示RAM中的一個單元，這樣MPU就可以用讀、寫指令讀出該單元中的內容或向該單元寫進一個字節(jié)數據。在對KS0108操作之前要查詢BUSY狀態(tài)，以確定是否可以對KS0108進行操作。本節(jié)主要是介紹液晶顯示控制器KS0108的特點、外部部分引腳功能、時序、顯示RAM地址結構及指令集，為單片機液晶顯示系統(tǒng)設計打下基礎。CGM12864B內部沒有振蕩器電路，它必須由外部提供一個時序發(fā)生器作為振蕩源方可工作，它由兩片帶有64列驅動控制器KS0108和一片帶有