单片机液晶屏.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流单片机液晶屏.精品文档.课程设计说明书课程名称 protel软件及单片机技术综合训练 教 学 部 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 沈航北方科技学院课程设计任务书 (一)主要内容熟练掌握ocmj4x8c_3型号液晶显示屏,尺寸128*64 DOTS,通过MCS-51单片机提供控制字发送指令,以8位16进制转换成数据,在液晶屏上显示出来。 (二)基本要求1用液晶屏显示辽宁省地图,并标出省会沈阳的位置。 2完成课程设计报告。 (三)主要参考书1 李鸿.单片机原理与应用.湖南大学出版社,2005年2 李恩林,陈斌生.微机接口技术300例.
2、机械工业出版社,2003年3 王浩.单片机系统设计与实践.湖南大学出版社,2005年4 祁宏林.微机接口技术.机械工业出版社,2003年 5 张俊谟、单片机中级教程-原理与应用.北京航空航天大学出版社,19996 汪道辉.单片机系统设计与实践.电子工业出版社,2006年7 何宏.单片机原理与接口技术.国防工业出版社,2006年8 李鸿.单片机原理与应用.湖南大学出版社,2005年9 李恩林,陈斌生.微机接口技术300例.机械工业出版社,2003年10 许瑞.单片机原理与接口技术.人民大学出版社,2006年11 王浩.单片机系统设计与实践.湖南大学出版社,2005年(四)评语 (五)成绩指导教师
3、 年 月 日负责教师 年 月 日摘 要单片机具有控制功能强,集成度高、可靠性高、体积小,低电压、低能耗等特点,并且具有优异的性能价格比。自20世纪70年代问世以来,受到人们的广泛关注。几十年间,单片机的发展十分迅猛,在控制领域独占鳌头。在我国,单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面,而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程设计通过对它的学习、应用,以单片机为核心,辅以必要的电路,设计了一个简易的液晶屏显示地图的程序,它由直流电源供电,通过LCD显示出来。LCD还可以显示字母、数字符号、中文字型,具有绘图及文字
4、画面混合显示功能。现代社会对液晶屏显示一些字体和图形的应用十分普遍,比如公交车上的报站牌,建筑楼上的广告标语等等。本此课设所要求的是将单片机与LCD液晶屏相结合,并编写相应的程序在液晶屏上显示出辽宁省地图。关键词:LCD液晶屏 51单片机 辽宁省地图目录摘 要I1 绪论12 总体方案设计22.1 OCMJ4X8C_3型液晶显示屏的工作原理22.2 串行接口与串行传输资料42.3 汉字图形显示步骤53硬件设计63.1电路设计63.2 LCD液晶屏外形尺寸图及坐标图63.3功能模块设计74 软件设计94.1 主程序流程图94.2 LCD显示模块设计105 调试分析106结论107总结11附录一12
5、附录二121 绪论 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机内部也用和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件,不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多,不过价钱也是低的,一般不超过10元即可.用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影!它主要是作为控制部分
6、的核心部件。 它是一种在线式实时控制计算机,在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,这也是和离线式计算机的(比如家用PC)的主要区别。单片机是靠程序的,并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能,这是别的器件需要费很大力气才能做到的,有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列,或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话,电路一定是一块大PCB板!但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机,结果就会有天壤之别!只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性! 由于单片机对成
7、本是敏感的,所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言,它是除了二进制机器码以上最低级的语言了,既然这么低级为什么还要用呢?很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢?原因很简单,就是单片机没有家用计算机那样的CPU,也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮,也会达到几十K的尺寸!对于家用PC的硬盘来讲没什么,可是对于单片机来讲是不能接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行,所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理,如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行,家用PC的也是承受不了的。可以说,二十世纪跨越了三个“
8、电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机(亦称微控制器)。顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了。现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词“智能型”
9、,如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。究其原因,可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。在当今社会中,LCD液晶屏的使用非常广泛,在工业上可以通过液晶屏显示一些数值,比如测量电压表等;在生活中,可以通过液晶屏显示一些人们日常生活中所需的资料。但液晶屏显示的使用也非常方便,只需要工作人员很简单的操作、控制,人们就可以很直观的去查看一些信息。液晶屏的使用简单方便,本文介绍的是ocmj4x8c_3型号液晶显示屏,尺寸是128*64 DOTS,通过51单片机以8位16进制转换的数据,在液晶屏上显示出来。此系
10、统核心部件是MCS-51单片机、LCD显示器。2 总体方案设计 2.1 OCMJ4X8C_3型液晶显示屏的工作原理此模块可以显示字母、数字符号、中文字型及图形,具有绘图及文字画面混合显示功能。提供三种控制接口,分别是8位微处理器接口,4位微处理器接口及串行接口(OCMJ4X16A/B无串行接口)。所有的功能,包含显示RAM,字型产生器,都包含在一个芯片里面,只要一个最小的微处理系统,就可以方便操作模块。内置2M-位中文字型ROM (CGROM) 总共提供8192个中文字型(16x16点阵),16K位半宽字型ROM(HCGROM) 总共提供126 个符号字型(16x8点阵),64x16位字型产生
11、RAM(CGRAM),另外绘图显示画面提供一个64x256点的绘图区域(GDRAM),可以和文字画面混和显示。提供多功能指令:画面清除(Display clear)、光标归位(Return home)、显示打开/关闭(Display on/off)、光标显示/隐藏(Cursor on/off)、显示字符闪烁(Displaycharacter blink)、光标移位(Cursor shift)、显示移位(Displayshift)、垂直画面卷动(Vertical line scroll)、反白显示(By_line reverse display)、待命模式(Standbymode)。表-1 OC
12、MJ4X8C_3的引脚说明引脚名称方向说明1VSS-GND(0V)2VDD-Supply Voltage For Logic(+5V)3NC-Supply Voltage For LCD(悬空)4RS(CS)IH:Data L:Instruction Code5R/W(STD)IH:Read L:Write6E(SCLK)IEnable Signal,高电平有效7DB0I/O数据08DB1I/O数据19DB2I/O数据210DB3I/O数据311DB4I/O数据412DB5I/O数据513DB6I/O数据614DB7I/O数据715PSBIH:Parallel Mode L:Serial Mo
13、de16NC-空脚17/RSTIReset Signal,低电平有效18NC-空脚19LEDA-背光源正极(+5V)20LEDK-背光源正极(0V)图5 液晶显示电路2.2 串行接口与串行传输资料当PSB脚接低电位时,模块将进入串行模式。从一个完整的串行传输流程来看,一开始先传输启始字节,它需先接收到五个连续的1(同步位字符串),在启始字节,此时传输计数将被重置并且串行传输将被同步,再跟随的两个位字符串分别指定传输方向位(RW)及寄存器选择位(RS),最后第八的位则为0。在接收到同步位及RW和RS资料的启始字节后,每一个八位的指令将被分为两个字节接收到:较高4位(DB7DB4)的指令资料将会被
14、放在第一个字节的LSB部分,而较低4位(DB3DB0)的指令资料则会被放在第二个字节的LSB部分,至于相关的另四位则都为0。串行传输讯号请参考下图说明:图6 液晶显示时序图图7 串行接口时序图2.3 汉字图形显示步骤1、显示资料RAM(DDRAM)显示数据RAM 提供64x2 个字节的空间,最多可以控制4 行16 字(64 个字)的中文字型显示,当输入显示资料RAM时,可以分别显示CGROM,HCGROM 与CGRAM 的字型;本系列模块可以显示三种字型,分别是半宽的HCGROM 字型、CGRAM 字型及中文CGROM 字型,三种字型的选择,由在DDRAM 中写入的编码选择,在0000H000
15、6H 的定字型,02H7FH 的编码中将选择半编码中将选择CGRAM 的自宽英数字的字型,至于A1 以上的编码将自动的结合下一个字节,组成两个字节的编码达成中文字型的编码。BIG5(A140D75F) GB(A1A0F7FF),详细各种字型编码如下:1). 显示半宽字型:将8 位资料写入DDRAM 中,范围为02H7FH 的编码。2). 显示CGRAM 字型:将16 位资料写入DDRAM 中,总共有0000H,0002H,0004H,0006H 四种编码。3). 显示中文字形:将16 位资料写入DDRAM 中,范围为A140HD75FH 的编码(BIG5) , A1A0HF7FFH 的编码(G
16、B)。将16 位资料写入DDRAM 方式为透过连写入两个字节的资料来完成,先写入高字节(D15D8)再写入低字节(D7D0)。2、绘图RAM(GDRAM)绘图显示RAM 提供64x32 个字节的记忆空间(由扩充指令设定绘图RAM 地址),最多可以控制256x64点的二维绘图缓冲空间,在更改绘图RAM 时,由扩充指令设定GDRAM 地址先设垂直地址再设水平地址(连续写入两个字节的数据来完成垂直与水平的坐标地址),再写入两个8 位的资料到绘图RAM,而地址计数器(AC)会自动加一,整个写入绘图RAM 的步骤如下:1). 先将垂直的字节坐标(Y)写入绘图RAM 地址。2). 再将水平的字节坐标(X)
17、写入绘图RAM 地址。3). 将D15D8 写入到RAM 中(写入第一个Bytes)。4). 将D7D0 写入到RAM 中(写入第二个Bytes)。3硬件设计3.1电路设计图1 电路设计图3.2 LCD液晶屏外形尺寸图及坐标图图2 液晶屏外形尺寸图图3 液晶屏坐标图3.3功能模块设计根据分析整个系统主要划分两个主模块,即:51控制模块和LCD显示模块,以及51控制模块中的调用子程序模块,功能模块图如图2所示。图4 系统功能模块图(1)51控制模块该模块实现提供控制字,发送数据和命令。(2)LCD显示模块该模块实现将数据扫描成地图在LCD上显示出来。(3)调用子程序模块 MOVA,#34H:34
18、H-扩充指令操作 LCALLSEND_I :写指令子程序,扩充指令操作 MOVA,#30H:30H-基本指令操作LCALLSEND_I :写指令子程序,基本指令操作 MOVA,#80HLCALLSEND_I :设定绘图RAM地址 MOVCA,A+DPTRLCALLSEND_D :查表指令,调用数据 MOVA,#01H LCALLSEND_I :待命模式 MOVDPTR,#TAB5:显示图形LCALLPHO_DISP A,#34H LCALLSEND_I :调用count的数值 MOVA,LCD_YLCALLSEND_I :输出Y轴值 MOVA,LCD_XLCALLSEND_I :输出X轴值4
19、软件设计4.1 主程序流程图图8 主程序流程图4.2 LCD显示模块设计图9 LCD显示模块设计图5 调试分析在设计本系统的过程中,LCD液晶屏上的汉字显示出现乱码和字体不对齐的现象,经过研究,发现一个汉字代表两个byte,所以在源程序中改正对齐,最后显示的结果符合要求。6结论 经过这五周的努力,反复的调试与修改,最终顺利的完成了本次课设,任务书上所要求的效果也在实验箱上实现出来,并通过了老师的检查。本程序可以实现辽宁省地图的图形显示。但编写的程序还是有些许不足,比如在调用子程序上就略显冗余不够精炼,反映出自己在处理一些细节方面的基本功不够扎实,如果今后有机会一定要做到更好。7总结为期五周的课
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