【正文】 保密□，在 年解密后適用本授權(quán)書。 作者簽名： 日期： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。 密級(jí)： 公開 NANCHANG UNIVERSITY 學(xué) 士 學(xué) 位 論 文 THESIS OF BACHELOR （ 2021 — 2021 年） 題 目 基于單片機(jī)的 LCD圖片與漢字顯示 南 昌 大 學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交 的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán)南昌大學(xué)可以將本 論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 不保密□。由于目前液晶顯示的普遍性，而且本研究的硬件電路有很大的擴(kuò)展空間，所得到的研究結(jié)果具有重要的應(yīng)用意義。 Image and character display。讓液晶如閘門般地阻隔或讓光線穿透。當(dāng)光束通過這層液晶時(shí)，液晶本身會(huì)排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。 液晶顯示器 (LCD/Liquid Crystal Display)的顯像原理，是將液晶置于兩片導(dǎo)電玻璃之間，靠兩個(gè)電極間電場的驅(qū)動(dòng)，引起液晶分子扭曲向列的電場效應(yīng)，以 控制光源透射或遮蔽功能，在電源關(guān)開之間產(chǎn)生明暗而將影像顯示出來，若加上彩色濾光片，則可顯示彩色影像。液晶顯示器便是根據(jù)此電壓有無，使面板達(dá)到顯示效果。 TNLCD TN 是繼 DSM 型的液晶材料後，所發(fā)展的新液晶材料， TNLCD 的最大特點(diǎn)就如同其名稱「扭轉(zhuǎn)向列」一般，其液晶分子從最上層到最下層的排列方向恰好是呈 90 度的 3D 螺旋狀。 STNLCD 第一章 概述 2 STNLCD 的出現(xiàn)是為了改善 TNLCD 對(duì)比不佳的問題，最大差別點(diǎn)在於液晶分子扭轉(zhuǎn)角度不同以及在玻璃基板的配合層有預(yù)傾角度，其液晶分子從最上層到最下層的排列方向恰好是 180 度至 260 度的 3D 螺旋狀。 TFTLCD 為了改善對(duì)於色彩的要求，又發(fā)明了 TSTN（ Triple Super Twisted Nematic）和 FSTN（ Film Super Twisted Nematic）兩種新技術(shù)。 TSTN 和 FSTN 具有高解析度和全彩的優(yōu)點(diǎn)，完全改善 TN 的比對(duì)問題和 STN 的色彩問題。 LCD 優(yōu)勢(shì) 1． 低壓、微功耗 液晶顯示器的工作電壓極低，而工作電流也僅幾個(gè)微安，這是其他任何顯示器件無法比擬的。在工作電壓和功耗上液晶顯示正好與大規(guī)模集成電路的發(fā)展相適應(yīng)。使電子手表、計(jì)算器、便攜儀表、以至手提電腦、 GPS 電子地圖等成為可能。這種結(jié)構(gòu)最利于用作顯示窗口，而且它可以在有限的面積上容納最大量的顯示內(nèi)容，顯示內(nèi)容的利用率最高。 此外，這種結(jié)構(gòu)還便于大批量、白動(dòng)化生產(chǎn)。 3． 被動(dòng)型顯示 液晶顯示器件本身不能發(fā)光，它靠調(diào)制外界光達(dá)到顯示目的。被動(dòng)顯示更適合于人眼視覺，更不易引起疲勞。此外，被動(dòng)顯示還不怕光沖刷。而被動(dòng)型顯示，由于它是靠反射外部光達(dá)到顯示目的的，所以，外部光越強(qiáng)，反射的光也越強(qiáng)，顯示的內(nèi)容也就越清晰。 4． 顯示信息量大 液晶顯示在同樣大小的顯示窗面積內(nèi)，比可以容納更多的像素，顯示更多的信息。 5． 易于彩色化 液晶本身雖然一般是沒有顏色的，但它實(shí)現(xiàn)彩色化確很容易，方法很多。由于濾色法技術(shù)的成熟，使液晶的彩色化具有更精確、更鮮艷、更沒有色失真的彩色化效果。液晶的驅(qū)動(dòng)電壓又很低，驅(qū) 動(dòng)電流更是微乎其微，因此，這種器件的劣化幾乎沒有，壽命很長。一般使用中，除撞擊，破碎或配套件損壞外，液晶顯示器件自身的壽命終結(jié)幾乎沒有可能。這種幅射不僅污染環(huán)境還會(huì)產(chǎn)生信息泄露。它對(duì)于人身安全和信息保密都是十分理 想的。掌握和熟練使用相關(guān)軟件，設(shè)計(jì)硬件電路并編寫相應(yīng)的程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能。本設(shè)計(jì)是采用了 QY12864 在并行方式下實(shí)現(xiàn)圖片與漢字顯示，應(yīng)用 Zimo21 字模提取軟件提取了 128x64 的圖片顯示數(shù)據(jù)和 16x16 的漢字?jǐn)?shù)據(jù)，使用 proteus 軟件進(jìn)行仿真。 第二章 硬件設(shè)計(jì) 4 第二章 硬件設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)與比較 方案一：一般 51 單片機(jī)有 4K 程序存儲(chǔ)單元， 128Byte 的 RAM，足以滿足一般的控制需求，而且具有較高的性價(jià)比 ,所以選擇 AT89C51 單片機(jī)作為控制單元 .通過串行方式控制液晶模塊，優(yōu)點(diǎn)是串行方式節(jié)省端口，可利用其他端口進(jìn)行另外的擴(kuò)展。這也是串行方式方式數(shù)據(jù)傳輸比較慢的一個(gè)原因。缺點(diǎn)占用較多的 I/O 口，8 根數(shù)據(jù)線就需要 8 個(gè) I/O 口。 主要芯片介紹 單片機(jī) AT89C51 AT89C51 是 ALTEM 公司的一種高效微控制器，它將多功能 8位 cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，帶有 4k字節(jié)可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器，有 128Byte 片內(nèi) RAM。 液晶模塊 QY12864 QY12864 液晶模塊是 128x64 點(diǎn)陣的漢字圖形液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖片，內(nèi)置國標(biāo) GB2312 碼簡體中文字庫（ 16x16 點(diǎn)陣）、 128 個(gè)字符（ 8x16 點(diǎn)陣）及 64x256 點(diǎn)陣顯示 RAM。具有多種功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、睡眠模式等。 VDD： +5V 電源輸入。 RS：數(shù)據(jù)命令選擇端。 RW：讀寫選擇端。 E：讀寫使能端。 PSB：并串選擇端口。 RST：復(fù)位端，低電平有效。 L:背光源負(fù)端。顯示起始行是由 Z地址計(jì)數(shù)器控制的，該命令將 A0A5 位地址送入 Z地址計(jì)數(shù)器，起始地址可以是 063范圍內(nèi)任意一行。 顯示狀態(tài)開 /關(guān) RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L L L L H D C H X 功能： D=1。 B=1。允許輸入卷動(dòng)位址 SR=O。 脫離睡眠模式 SL=0。擴(kuò)充指令集動(dòng)作 RE=0:基本指令集動(dòng)作 G=1 繪圖顯示 ON G=0。AC3AC0 寫 ICONRAM 位址 1 設(shè)定繪圖 RAM 位址（ 18H） RW RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 L L H AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 功能：設(shè)定 GDRAM 位址到位址計(jì)數(shù)器（ AC） 顯示步驟： 第二章 硬件設(shè)計(jì) 9 顯示資料 RAM 顯示資料 RAM 提供 64x32 個(gè)位元組的空間，最多可以控制 4行 16字（ 64 個(gè)字）的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示資料 RAM 時(shí)，可以分別顯示 CGROM、 HCGROM 的字型； ST7902A 可以顯示三種字型，分別是辦寬的 HCGROM 字型、 CGRAM 字型及中文 CGRAM 字型，三種字型的選擇，由在 DDRAM 中寫入的編碼選擇，在 0000H0006H的編碼中將自動(dòng)的結(jié)合下一個(gè)位元組，組成兩個(gè)位元組的編碼達(dá)成中文字型的編碼（ A140D75F） ,各種字型詳細(xì)編碼如下： 顯示半寬字型：將 8 位元資料寫入 DDRAM 中，范圍為 02H7FH 的編碼。 顯示中文字型：將 16 位元資料寫入 DDRAM 中，范圍為 A1A1HF7FEH 的編碼。 模塊電路設(shè)計(jì) 電源部分 圖 24總電源 如圖 24 所示通過 USB 接口給整個(gè)電路提供 +5V 的電壓驅(qū)動(dòng)電路。 晶振部分 第二章 硬件設(shè)計(jì) 10 圖 25 晶振 如圖 25所示兩根線分別連接 AT89C51的 XTAL1與 XTAL2引腳為系統(tǒng)提供的6MHz 的時(shí)鐘頻率。 液晶模塊 第二章 硬件設(shè)計(jì) 11 圖 27 液晶模塊 如圖 27 所示 PSB 端接高電平，使用并行數(shù)據(jù)傳輸方式， DB0DB7 與單片機(jī) P1 口連接， RS、 R、 WE 分別接 、 、 ，數(shù)據(jù)的并行傳輸比數(shù)據(jù)的串行傳輸控制簡單，而且有較高的數(shù)據(jù)傳輸速 率。 RST 端接低電平時(shí)復(fù)位，本設(shè)計(jì)不需要硬件復(fù)位，每次執(zhí)行程序時(shí)進(jìn)行軟件初始化，故 RST 端接高電平。 電路原理圖如下圖所示： 圖 28 電路原理圖 第三章 軟件設(shè)計(jì) 12 第三章 軟件設(shè)計(jì) 程序流程設(shè)計(jì) 程序?qū)崿F(xiàn)功能：本設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn) 16x16 漢字與 128x64 圖片顯示，程序中還設(shè)置 S1S2 兩個(gè)按鍵，有四種不同的組合，根據(jù)不同的組合可實(shí)現(xiàn)控制信息顯示，漢字顯示，圖片顯示，漢字與圖片顯示。開始執(zhí)行程序，液晶初始化，設(shè)置顯示模式游標(biāo)狀態(tài)顯示地址等。 主要顯示程序設(shè)計(jì) 命令數(shù)據(jù)的寫入 第三章 軟件設(shè)計(jì) 13 圖 32 MCU寫資料到液晶模塊 如圖 32所示，并行方式下由單片機(jī)寫數(shù)據(jù)或命令到液晶模塊的過程，當(dāng)要寫數(shù)據(jù) RS 置高，寫命令時(shí) RS 置低，然后 RW 置低表示寫入，數(shù)據(jù)或命令在 I/O等待， E置高電平，資料讀入液晶模塊。 RW應(yīng)該置高電平，數(shù)據(jù)或命令在 DB0DB7 等待，然后 E置高電平，數(shù)據(jù)或命令被 MCU 讀出。 RS=0。 //RW 置高 MCU進(jìn)行讀操作 do //檢測(cè) LCD 是否處于忙狀態(tài) { EN=1。 第三章 軟件設(shè)計(jì) 14 temp=P1。 //EN 置低阻止 MCU和 QY12864 通信 } while(tempamp。 RW=0。 //命令在 P1 口等待 EN=1。 EN=0。while每次對(duì)液晶進(jìn)行操作時(shí)都要進(jìn)行這個(gè)詢問，否則會(huì)出錯(cuò)。部分漢字寫入代碼如下： void Display_hz(uchar address,const uchar *pt,uchar num) { uchar i。 //先寫入漢字顯示坐標(biāo) address for(i=0。i++) //寫入漢字個(gè)數(shù) Write_data(*(pt++))。 第三章 軟件設(shè)計(jì) 15 Write_cmd(0x34)。 for(j=0。j++)