單片機(jī)課程設(shè)計(jì)論文基于LCD1602液晶顯示器課程設(shè)計(jì)

1、摘 要在日常生活中，我們對液晶顯示(lcd)并不陌生lcd智能顯示模塊不但可以顯示字符，漢字和圖形，同時(shí)具有可編程功能，且與單片機(jī)接口比較方便，如液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通用器件，如在計(jì)算器，萬用表，電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字，專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用中用液晶顯示作為輸出器件有很多優(yōu)點(diǎn)，如顯示質(zhì)量高，不閃爍；數(shù)字接口式，使得和單片機(jī)的接口更加簡單可靠，操作方便；體積小，重量輕；而且相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)tc上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。關(guān)鍵字：單片機(jī) 專用字符 液晶顯示器（lcd1602） 目 錄摘要1第一章

2、緒論11.1 課題背景21.2 課題設(shè)計(jì)目標(biāo)21.3 課題設(shè)計(jì)的主要工作3第二章 硬件設(shè)計(jì)42.1 lcd1602 簡介52.1.1 lcd1602引腳功能72.2 iic總線102.2.1 iic總線的特點(diǎn)112.2.2 iic協(xié)議總線信號(hào)時(shí)序92.2.3 iic總線器件尋址方式72.3 系統(tǒng)電路圖7第三章 軟件設(shè)計(jì)73.1 系統(tǒng)框圖73.2 程序清單7第四章 調(diào)試7第五章 總結(jié)7參考文獻(xiàn)7致 謝7第一章 緒論1.1課題背景當(dāng)今時(shí)候是一個(gè)信息化的時(shí)代，信息的重要性不言而喻的，獲取手段顯得尤其重要。人們所接受的信息有70%來自于人的視覺，無論用何種方式獲取的信息最終需要有某種顯示方式來表示。在

3、當(dāng)代顯示技術(shù)中，主流的有l(wèi)ed顯示屏和lcd液晶顯示，而在這些顯示技術(shù)中，尤其以液晶顯示器lcd（liquid crystal display）為代表的平板顯示器發(fā)展最快，應(yīng)用最廣。lcd是典型的發(fā)光器件，它一材料科學(xué)為基礎(chǔ)，綜合利用了精密機(jī)械，光電及計(jì)算機(jī)技術(shù)，并正在微機(jī)械，微光學(xué)，纖維光學(xué)等前沿領(lǐng)域研究基礎(chǔ)上，向高集成化，智能化方向發(fā)展。液晶顯示技術(shù)發(fā)展迅猛，市場預(yù)測表明，液晶顯示平均年銷售呈增長10%13%，不久的將來有可能取代crt，成為電子信息產(chǎn)品的主要顯示器件，另外，液晶顯示器對空間電磁輻射的干擾不敏感，且在緊湊的儀器空間不需要專門的屏蔽保護(hù)，因而課大大簡化儀器的結(jié)構(gòu)和制造成本，在

4、各種便攜式儀器，儀表將會(huì)越來越廣泛的應(yīng)用。特別是在電池供電的單片機(jī)產(chǎn)品中，液晶顯示更是必選的顯示器件。1.2課題設(shè)計(jì)目標(biāo)本設(shè)計(jì)是基于at89c51芯片單片機(jī)為主控芯片，結(jié)合1602液晶顯示模板等外圍電路，通過軟件程序，來實(shí)現(xiàn)液晶顯示英文字母。本次設(shè)計(jì)的目的在于利用單片機(jī)和iic技術(shù)來顯示英文字母。1.3課程設(shè)計(jì)的主要工作（1）對系統(tǒng)的各個(gè)模塊的各個(gè)功能進(jìn)行深入分析和研究，在對課題所采用的方案進(jìn)行可行詳細(xì)的研究后設(shè)計(jì)具體功能電路。（2）熟悉所選芯片的功能并完成具體電路設(shè)計(jì)。（3）對系統(tǒng)的最終指標(biāo)進(jìn)行測試，針對系統(tǒng)的不足，進(jìn)行分析并提出一些改正方法。1.4 設(shè)計(jì)要求（1）運(yùn)行iic總線技術(shù)。（2）

5、循環(huán)顯示字母。第二章 硬件設(shè)計(jì)2.1 lcd1602 簡介2.1.1 lcd1602引腳功能lcd1602引腳如圖2.1所示圖2.1 lcd1602引腳圖引腳圖的功能如表21所示表引腳功能圖2.1.2 lcd1602顯示模指令集（1）清屏功能：清ddrom值和ac值（2）歸位功能：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00h（3）輸入方式設(shè)置功能：設(shè)置光標(biāo)，畫面移動(dòng)方式。其中：i/d=1：數(shù)據(jù)讀寫操作后，ac 自加一；i/d=0：數(shù)據(jù)讀寫操作后，ac 自減一；s=1：數(shù)據(jù)讀寫操作，畫面平移；s=0：數(shù)據(jù)讀寫操作，畫面不動(dòng)；（4）顯示開關(guān)控制功能：設(shè)置顯示、光標(biāo)和閃爍開關(guān)。其中：d 表示顯示開關(guān)，d=1 為開

6、，d=0 為關(guān)；c 表示光標(biāo)開關(guān)，c=1 為開，c=0 為關(guān)；b 表示閃爍開關(guān)，b=1 為開，b=0 為關(guān)。（5）光標(biāo)、畫面位移功能：光標(biāo)、畫面移動(dòng)。其中：s/c=1 畫面移動(dòng)一個(gè)字符位；s/c=0 光標(biāo)移動(dòng)一個(gè)字符位；r/l=1:右移；r/l=0 左移。（6）功能設(shè)置功能：工作方式設(shè)置（初始化指令）。其中：dl=1，8 位數(shù)據(jù)接口；dl=0，4 位數(shù)據(jù)接口；n=1，兩行顯示；n=0，一行顯示；f=1，5*10 點(diǎn)陣顯示；f=0,5*7 點(diǎn)陣顯示。（7）cgram 地址設(shè)置功能：設(shè)置cgram 地址，a5a0=03fh。（8）ddram 地址設(shè)置功能：設(shè)置ddram 地址。其中：n=0，一行顯

7、示a6a0=04fh；n=1 兩行顯示，首行a6a0=02fh，次行a6a0=4067h。（9）讀bf 及ac 值功能：讀忙bf 和地址計(jì)數(shù)器ac 的值。其中：bf=1：忙，bf=0：準(zhǔn)備好。此時(shí)ac 值意義為最近一次地址設(shè)置（cgram 或ddram）定義。（10）寫數(shù)據(jù)功能：根據(jù)最近設(shè)置的地址性質(zhì)，數(shù)據(jù)寫入cgram 或ddram 中。（11）讀數(shù)據(jù)功能：根據(jù)最近設(shè)置的地址性質(zhì)，從cgram 或ddram 數(shù)據(jù)讀出。2.2 iic 總線iic 總線是philips 公司推出的兩線式串行總線。用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。iic 總線產(chǎn)生于在80 年代，最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)，如今主要在服

8、務(wù)器管理中使用，其中包括單個(gè)組件狀態(tài)的通信。例如管理員可對各個(gè)組件進(jìn)行查詢，以管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài)，如電源和系統(tǒng)風(fēng)扇?？呻S時(shí)監(jiān)控內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)溫度等多個(gè)參數(shù)，增加了系統(tǒng)的安全性，方便了管理。2.2.1 iic 總線的特點(diǎn)(1) 只要求兩條總線線路 一條串行數(shù)據(jù)線 sda 一條串行時(shí)鐘線scl。 (2) 每個(gè)連接到總線的器件都可以通過唯一的地址和一直存在的簡單的主機(jī)從機(jī)關(guān)系軟件設(shè)定地址；主機(jī)可以作為主發(fā)送器或主機(jī)接收器。(3) 它是一個(gè)真正的多主機(jī)總線，如果兩個(gè)或更多主機(jī)同時(shí)初始化數(shù)據(jù)傳輸可以通過沖突檢測和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞。(4) 串行的 8 位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標(biāo)準(zhǔn)模

9、式下可達(dá) 100kbit/s 快速模式下可達(dá) 400kbit/s 高速模式下可達(dá)4mbit/s 。(5) 片上的濾波器可以濾去總線數(shù)據(jù)線上的毛刺波保證數(shù)據(jù)完整。(6) 連接到相同總線的ic 數(shù)量只受到總線的最大電容400pf 限制。2.2.2 iic 協(xié)議總線信號(hào)時(shí)序（1）數(shù)據(jù)的有效性sda 線上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘的高電平周期保持穩(wěn)定數(shù)據(jù)線的高或低電平狀態(tài)只有在 scl 線的時(shí)鐘信號(hào)是低電平時(shí)才能改變。如圖2.2 iic 總線的位傳輸所示。圖2.2 iic總線的為傳輸（2）起始和停止條件在 iic 總線中 唯一出現(xiàn)的是被定義為起始(s)和停止(p )條件（見圖2.3）的情況。其中一種情況是在 s

10、cl 線是高電平時(shí)，sda 線從高電平向低電平切換，這個(gè)情況表示起始條件。當(dāng) scl 是高電平時(shí) sda 線由低電平向高電平切換表示停止條件。起始和停止條件一般由主機(jī)產(chǎn)生，總線在起始條件后被認(rèn)為處于忙的狀態(tài)。在停止條件的某段時(shí)間后，總線被認(rèn)為再次處于空閑狀態(tài)。如果產(chǎn)生重復(fù)起始(sr)條件而不產(chǎn)生停止條件，總線會(huì)一直處于忙的狀態(tài)，此時(shí)的起始條件(s)和重復(fù)起始(sr)條件在功能上是一樣的。因此在本文檔的剩余部分，符號(hào)(s)將作為一個(gè)通用的術(shù)語既表示起始條件又表示重復(fù)起始條件，除非有特別聲明的(sr)。如果連接到總線的器件合并了必要的接口硬件，那么用它們檢測起始和停止條件十分簡便。但是，沒有這種接

11、口的微控制器在每個(gè)時(shí)鐘周期至少要采樣 sda 線兩次來判別有沒有發(fā)生電平切換。圖2.3起始和停止條件（3）總線空閑狀態(tài)sda 和scl 兩條信號(hào)線都處于高電平，即總線上所有的器件都釋放總線，兩條信號(hào)線各自的上拉電阻把電平拉高。（4）數(shù)據(jù)傳輸與應(yīng)答信號(hào)ack發(fā)送到sda 線上的數(shù)據(jù)必須是8 位的。每次傳輸可以發(fā)送的數(shù)據(jù)不受限制。每個(gè)字節(jié)后必須在時(shí)鐘的第9 個(gè)脈沖期間釋放數(shù)據(jù)總線（sda 為高），由接收器發(fā)送一個(gè)ack(把數(shù)據(jù)總線的電平拉低)來表示數(shù)據(jù)成功接收。如圖2.4 iic 總線響應(yīng)。圖2.4iic總線響應(yīng) 首先傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)的最高位（msb）。如果從機(jī)要完成一些其他功能后（例如一個(gè)內(nèi)部中斷服

12、務(wù)程序）才能接收或發(fā)送下一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)，可以使時(shí)鐘scl 保持低電平迫使主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)。當(dāng)從機(jī)準(zhǔn)備好接收下一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并釋放時(shí)鐘線scl 后，數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。如圖2.5 iic 總線數(shù)據(jù)傳輸所示。圖2.5iic總線數(shù)據(jù)傳輸2.2.3 iic 總線器件尋址方式iic 總線上的器件是共用總線的，因此，主器件在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸前要選擇通信的從器件，即進(jìn)行總線尋址。總線上的所有器件都有唯一的地址，由器件地址和引腳地址兩部分構(gòu)成，共7 位。引腳地址由iic 總線外圍器件的地址引腳（a2、a1、a0）決定的。數(shù)據(jù)的傳輸遵循如圖2.6 完整的數(shù)據(jù)傳送所示，在起始條件之后，發(fā)送一個(gè)7 位的從機(jī)地址，緊接著第8

13、 位是數(shù)據(jù)方向（r/ w），0-表示發(fā)送數(shù)據(jù)（寫），1-表示接收數(shù)據(jù)（讀）。數(shù)據(jù)傳輸一般由主機(jī)產(chǎn)生的停止位（p）終止。但是如果主機(jī)仍希望在總線上通訊，它可以產(chǎn)生重復(fù)起始條件（sr），和尋址另一個(gè)從機(jī)，而不是首先產(chǎn)生一個(gè)停止條件。在這種傳輸中，可能有不同的讀/寫格式結(jié)合。如圖2.6 iic 總線完整的數(shù)據(jù)傳輸。圖2.6 iic總線的數(shù)據(jù)傳輸2.3 系統(tǒng)電路圖系統(tǒng)的電路圖如2.7 所示： 圖2.7 系統(tǒng)電路圖運(yùn)行狀況如圖2.8：圖2.9 運(yùn)行狀態(tài)第三章 軟件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)框圖本課題的程序設(shè)計(jì)是在c 語言的基礎(chǔ)之上的，可分為兩大模塊，分別是：（1）iic 協(xié)議；（2）lcd 顯示。程序總體框圖如圖3

14、.1 所示：圖3.1 總程序框圖lcd 顯示程序框圖如圖3.2 所示：圖3.2lcd顯示程序框圖3.2 程序清單#include<reg52.h> #include<stdio.h>#define uint unsigned int #define uchar unsigned charuchar code display_1="good morning" uchar code display_2="miss you"sbit lcden=p34;sbit lcdrs=p35; /sbit lcdrw=p36;uchar num;

15、uint i=0; void delayms(uint z) uint x,y;for(x=z;x>0;x-) for(y=110;y>0;y-);void write_com(uchar com) lcdrs=0;lcden=0;p0=com;delayms(5);lcden=0;lcden=1;delayms(5);lcden=0;void write_data(uchar date) lcdrs=1;p0=date;delayms(5);lcden=0;lcden=1; delayms(5);lcden=0;void init()lcden=0;write_com(0x38)

16、; write_com(0x0f); write_com(0x06);write_com(0x01);void main()init();/lcdrw=0;write_com(0x80+0x1a);while(display_1i!='0')write_data(display_1i);i+;delayms(5);write_com(0x80+0x5f);for(num=0;num<10;num+) write_data(display_2num);delayms(5); for(num=0;num<16;num+) write_com(0x18);delayms(

17、100); while(1);第四章 調(diào) 試程序的調(diào)試是用keil 軟件和proteus 聯(lián)調(diào)的，lcd 兩行滾動(dòng)顯示的字符，第一行為“hello everyone ”第二行為"miss you "，兩行同時(shí)向右平移。調(diào)試后的效果圖如4.1 所示：圖4.1 調(diào)試后的效果圖 第五章 總 結(jié)通過本次課程設(shè)計(jì)，我熟悉和掌握了iic 的原理及其應(yīng)用，能夠初步使用lcd1602 顯示字符等。本課題的程序設(shè)計(jì)是基于c語言的，c 語言具有方便，快速，高效。當(dāng)然本設(shè)計(jì)也存在不足之處，由于lcd1602 只能顯示字符，而不能顯示漢字和圖片，如果想要顯示漢字和圖片的話，需要用到12832 等的lcd 模塊，這是本設(shè)計(jì)的一大缺陷。另外，這次課題中的程序設(shè)計(jì)中，對時(shí)序要求很嚴(yán)格，尤其是iic。通過本次課程設(shè)計(jì)，我有熟悉和掌握了單片機(jī)開發(fā)軟件keil和仿真軟件proteus。參考文獻(xiàn)： 1 樓然苗單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指