單片機計數(shù)器液晶顯示

1、基于51單片機的液晶計數(shù)顯示黃 岡 師 院 物 電 學 院51單片機課程設計報告項目名稱：基于51單片機的液晶計數(shù)顯示專業(yè)年級： 電子信息工程2010級 學 號： 學生姓名： 指導教師： 報告完成日期 年 月 日目錄摘要1第一章 緒論21.1.系統(tǒng)背景21.2.本設計主要實現(xiàn)的功能21.3.51單片機主要的技術(shù)發(fā)展方向2第二章 系統(tǒng)電路設計32.1 系統(tǒng)總框圖32.2 系統(tǒng)硬件電路32.3各個功能模塊設計32.3.1單片機模塊32.3.2 1602液晶模塊42.3.3 電源模塊7第三章 51單片機的控制程序設計8系統(tǒng)主程序流程圖8第四章 實驗結(jié)果和分析94.1實驗使用的儀器設備94.2測試結(jié)果

2、分析94.2.1.軟件下載94.2.2.仿真結(jié)果分析94.2.3.仿真結(jié)果演示10結(jié)束語11參考文獻11附錄12C語言程序12基于51單片機的液晶計數(shù)顯示摘要隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)應用愈來愈廣泛，單片機作為當前嵌入式系統(tǒng)的核心部分之一，具有體積小、速度快、功耗低、價格低廉等特點，在工業(yè)、教育、日用生活等諸多領域得到了廣泛的應用，例如，在冰箱、微波爐、洗衣機等家用電器中使用單片機控制系統(tǒng)，可以使它們更加智能地工作；電話、傳真、打印機中可使用單片機系統(tǒng)控制撥號、打?。粏纹瑱C還可以在工業(yè)控制和機電一體化系統(tǒng)中作為核心控制部件。市場上微型處理器的品種愈來愈多功能也愈來愈強，但是51單片機以其

3、強大的功能和很高的性價比再加之使用簡單被絕大多數(shù)電子工程師所青睞，因此51單片機在非高端嵌入式開發(fā)領域占有絕大部分的市場。本文介紹基于51單片機的1602液晶滾動顯示模塊設計，以及相關軟件來完成設計。 關鍵詞： 51單片機，Keil uVision2,Protel99se, 1602液晶顯示器。第一章 緒論1.1. 系統(tǒng)背景對于現(xiàn)在流行的嵌入式電子產(chǎn)品，如便攜式儀表、智能電器、消費類電子產(chǎn)品等，顯示輸出模塊是必不可少的。液晶顯示已經(jīng)得到廣泛地應用。 液晶顯示器件在中國已有二十余年的發(fā)展歷史。二十余年來，液晶顯示器件從實驗室走向大規(guī)模生產(chǎn)集團，形成了獨立的產(chǎn)業(yè)部門?，F(xiàn)在，液晶顯示幾乎已經(jīng)應用于生

4、產(chǎn)，生活的各個領域，人們幾乎時時處處都要與這一神奇而又普通的面孔打交道。 液晶顯示是集單片機技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理于一體的新型顯示方式。由于液晶顯示器具有低壓低功耗，顯示信息量大易于彩色化，無電磁輻射，長壽命，無污染等特點。LCD是目前顯示產(chǎn)業(yè)中發(fā)展速度最快，市場應用最廣的顯示器件，成為眾多顯示媒體中的佼佼者，在越來越多的領域中發(fā)揮作用，是目前顯示器件中一個理想的選擇。1.2. 本設計主要實現(xiàn)的功能 本課程設計主要是為了用單片機來實現(xiàn)液晶顯示的控制，通過改變程序使LCD顯示我們所學要的字符或者時間計時等。1.3. 51單片機主要的技術(shù)發(fā)展方向1. 相對穩(wěn)定的計算機內(nèi)核 2. 迅速發(fā)展的外圍

5、技術(shù) 3. 最大化的電路集成 到了網(wǎng)絡通信時代，計算機回歸嵌入式應用領域。嵌入式系統(tǒng)復蘇后帶有濃重的通用計算機色彩?？陀^存在的兩種應用模式：電子技術(shù)應用模式和計算機應用模式。前者主要是對象領域的電子工程師，后者主要是計算機工程師。兩種模式可以互相補充、發(fā)揮專長。 基于PLD的SoPC的發(fā)展，是從開始的CPLD/FPGA發(fā)展到SoPC。目前都采用IP+PLA的設計思路. （這里的IP可不是Internet Protocol啊）SoPC的一般結(jié)構(gòu)是（MCU內(nèi)核+通用外圍）+PLA. 另外通過MPW服務進行SoC設計來降低成本。第二章 系統(tǒng)電路設計2.1 系統(tǒng)總框圖LCD液晶顯示51單片機 P1如圖

6、所示是直接用單片機來控制液晶顯示的電路，主要用的C語言來進行編程。電路分為控制部分和顯示部分，控制部分由8051單片機來完成，顯示部分主要是LCD1602液晶顯示。2.2 系統(tǒng)硬件電路2.3各個功能模塊設計 2.3.1單片機模塊 單片機電源采用9v蓄電池供電，通過穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換成5v電源。單片機晶振采用12MHz,單片機復位電路采用電容電阻式。單片機的P1口與液晶的DBO-DB7連接，單片機的P3.5接液晶的寄存器選擇端RS,單片機的P5.6接液晶的讀寫操作選擇端RW，單片機的P3.7接液晶的使能端E。如圖3-2： 圖3-2 單片機模塊 2.3.2 1602液晶模塊一、 1602液晶模塊引腳圖16

7、02液晶模塊引腳如圖3-3所示，RAM地址映射如圖3-4所示： 圖3-3 1602引腳 圖3-4 RAM(80字節(jié))地址映射二、 1602字符型液晶顯示器的引腳定 1602字符型液晶顯示器的引腳定義如表3-2所示：表3-2引腳定義引腳號符號狀態(tài) 功能 1 VSS 輸入電源地 2 VDD 輸入+5v羅技電源 3 V0 輸入液晶顯示偏壓信號，接0v-5v調(diào)節(jié)顯示對比度 4 RS 輸入寄存器選擇1：數(shù)據(jù) 0：指令 5 R/W輸入讀、寫操作選擇1：讀 0：寫 6 E 輸入使能信號 7 DB0 三態(tài)數(shù)據(jù)總線（LSB） 8 DB1 三態(tài)數(shù)據(jù)總線 9 DB2三態(tài)數(shù)據(jù)總線 10 DB3 三態(tài)數(shù)據(jù)總線 11 D

8、B4 三態(tài)數(shù)據(jù)總線 12 DB5 三態(tài)數(shù)據(jù)總線 13 DB6 三態(tài)數(shù)據(jù)總線 14 DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線（MSB） 15 LEDA 輸入背光接+5v 16 LEDK 輸入背光地 三、 1602字符型液晶顯示模塊的指令集 (1)清屏RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 0 0 0 0 0 0 1 運行時間（250KHz）1.64ms； 功能：清DDRAM和AC值。(2)歸位RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 0 0 0 0 0 1 * 運行時間（250KHz）1.64ms； 當AC=0時，光標、畫面回HOME位

9、(3)輸入方式設置RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 運行時間（250KHz）40us； 功能：設置光標畫面移動方式。 I/D=1：數(shù)據(jù)讀、寫操作后，AC自動增1。 I/D=0：數(shù)據(jù)讀、寫操作后，AC自動減1 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。(4)顯示開關控制RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 0 0 0 1 D C B 運行時間（250KHz）40us； 功能：設置顯示、光標及閃爍 開/關。 D表示顯示開關：D=1為開，D=0為關。

10、 C表示光標開關：C=1為開，C=0為關。 B表示閃爍開關：B=1為開，B=0為關。 (5)光標、畫面移位RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 運行時間（250KHz）40us； 功能：使光標、畫面移動 不影響DDRAM。 S/C=1：畫面平移一個字符位。 S/C=0：光標平移一個字符位。 R/L=1: 右移；R/L=0:左移。(6)功能設置RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 1 DL N F * * 運行時間（250KHz）40us； 功能：設置工作方式（初始

11、化指令）。 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點陣字符； F=0: 5*7點陣字符。(7)CGRAM地址設置RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0運行時間（250KHz）40us； 功能：設置CGRAM地址。A5A0=03FH(8)DDRAM地址設置RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 運行時間（250KHz）40us； 功能：設置DDRAM地址

12、。N=0,一行，顯示A6A0=00H4FH。N=1,兩行，首行A6A0=00H27H, 次行A6A0=40H67H(9)讀BF及AC值RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 運行時間（250KHz）40us； 功能：判斷是否忙碌。BF=1:表示忙。BF=0:表示不忙。AC值意義為最近一次地址設置（CGRAM或DDRAM）定義。(10)寫數(shù)據(jù)RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB01/0 0 數(shù)據(jù)運行時間（250KHz）40us；功能：將數(shù)據(jù)寫入DDRAM,使L

13、CD顯示相應的圖形或間用戶自創(chuàng)的圖形存入CGRAM內(nèi)。(11)讀數(shù)據(jù)RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB01/0 1 數(shù)據(jù)運行時間（250KHz）40us；功能：更具最近設置的地址性質(zhì)，從DDRAM或CGRAM中讀出數(shù)據(jù)。圖3-5 LCD模塊2.3.3 電源模塊 電源部分采用9v蓄電池供電，用78L05穩(wěn)壓管轉(zhuǎn)換成5v供電電壓。 圖3-6電源模塊第三章 51單片機的控制程序設計系統(tǒng)主程序流程圖在主程序中，是整個程序的執(zhí)行順序，首先對LCD1602進行初始化，然后對LCD顯示初始化值，主要是在第一行的字符顯示。在第二行顯示中主要是對計數(shù)結(jié)果的顯示。單片機進行的是

14、寫操作，將計數(shù)的值轉(zhuǎn)換后，輸出到LCD初始化后要顯示的地方。如下圖所示：開始LCD初始化延時設置第一行顯示顯示第一行內(nèi)容設置第二行顯示顯示第二行內(nèi)容結(jié)束第四章 實驗結(jié)果和分析4.1 實驗使用的儀器設備51單片機開發(fā)板，1602液晶顯示4.2 測試結(jié)果分析4.2.1. 軟件下載 在進行軟件下載前先將單片機開發(fā)板配備的Atmel單片機下載器連接到單片機開發(fā)系統(tǒng)上，然后再把下載器的另一端連接到計算機上，按照說明書裝好驅(qū)動后就可以進行軟件下載了。下載軟件為AVR_fighter for USBASP,下載界面如圖4-2： 圖4-2在點擊“裝FLASH”按鈕在彈出的對話框中找出已經(jīng)編好程序的文件，點擊“

15、打開”即可。再打開開發(fā)板的電源開關后，點擊“編程”按鈕即開始下載程序到單片機4.2.2. 仿真結(jié)果分析 在下載完程序后發(fā)現(xiàn)有 第一行顯示 The 1602LCD Test ， 第二行 開始計數(shù)顯示 并且有 BY GUODONG的字符顯示。本實驗由于沒有進行復位鍵設置，所以一直在計數(shù)，計數(shù)到99999為止。如果時間允許，可以在進行按鍵設置復位！4.2.3. 仿真結(jié)果演示結(jié)束語本設計能夠?qū)崿F(xiàn)1602液晶顯示器計數(shù)器顯示，基本實現(xiàn)了所需功能。由本設計的電路連接圖可以看出使用單片機的優(yōu)勢就是其控制功能非常強大，簡化了外圍電路連接，有本設計的軟件設計可以看出Keil uVision軟件的優(yōu)勢在于使用簡單

16、且它包含了豐富的單片機的常用庫，特別是單片機c語言相比較匯編語言在單片機開發(fā)中的優(yōu)勢易于移植、降低了對單片機指令的要求。編寫程序和調(diào)試的過程中，遇到了很多麻煩，比如LCD模塊指令的設置很難一次設置成功，指令執(zhí)行的時序圖也很難確定，在查看了相關書籍和做多次比較調(diào)試的基礎上終于得以解決。在做軟件仿真時，剛開始由于沒有加延遲函數(shù)導致液晶的顯示很不正常和預期相差很遠，經(jīng)過深入研究，并多次重復實驗下才得以解決。另外在編寫程序時要細心，一點粗心大意就可能導致無法調(diào)試出正確的結(jié)果，而且會浪費好多時間去排錯糾錯。書到用時方很少，平時只學習一些書本上的理論知識，沒有太多檢驗實際學習效果的環(huán)境，當真正自己去親自著

17、手做一個實際的項目系統(tǒng)時，才發(fā)現(xiàn)有很多知識沒有學扎實，許多知識點沒有理解透徹，更有很多東西沒有學，所以以后我會更努力廣泛涉獵，深刻領悟。參考文獻1.王為青、程國鋼 編著 2007.單片機Keil Cx51應用開發(fā)技術(shù) 人民郵電出版社2.王守中、聶元銘 編著 2009 .51單片機開發(fā)入門與典型實例第二版 人民郵電出版社3.胡燁、姚鵬翼、陳明 編著 2005.Protel 99SE原理圖與PCB設計教程 機械工業(yè)出版社4.譚浩強 編著 2007.11 C程序設計教程學習輔導 清華大學出版社5.張俊謨 編著 20117 單片機中級教程 北京航空航天大學出版社附錄C語言程序#include <

18、REGX52.H>#include "LCD1602.h"unsigned char TempBuffer10;void IntToStr(unsigned int t, unsigned char *str, unsigned char n) unsigned char a5; char i, j; a0=(t/10000)%10; /取得整數(shù)值到數(shù)組 a1=(t/1000)%10; a2=(t/100)%10; a3=(t/10)%10; a4=(t/1)%10; for(i=0; i<5; i+) /轉(zhuǎn)成ASCII碼 ai=ai+'0' for(i=0; ai='0' && i<=3; i+); for(j=5-n; j<i; j+) /填充空格 *str=' ' str+; for(; i<5; i+) *str=ai; str+; /加入有效的數(shù)字 *str='0' void Delay1ms(unsigned int