基于ARM的LCD驱动程序设计

课程设计报告题目：基于ARM的LCD驱动程序设计课程名称：ARM嵌入式系统学生姓名：钱帅学生学号：1214040122系别：电气信息工程学院专业：电子信息科学与技术年级：2012级任课教师：吴琰电气工程学院制2015年4月基于ARM的LCD驱动程序设计成绩淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程论文第1页学生：钱帅指导教师：吴琰电气信息工程学院电子信息科学与技术专业1论文背景及设计要求近年来，随着计算机技术及集成电路技术的发展，嵌入式技术日渐普及，在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。通过显示器同步显示元器件的状态可以更深刻地理解控制的原理。通过Proteus模拟ARM7芯片设计，可以增强我们的自学能力和思考能力，掌握科学研究的方法，提高信息检索的能力以及获取与时俱进知识的能力。同时，使我们深刻学习了ARM的相关知识，增强对实际电路的感性认识，提高了分析问题，处理问题的能力。运用Keil编译C语言，连接生成Hex文件和Axf文件。使用PROTEUS7.8SP2仿真,选用ARM7LPC2106芯片和LCD1602，导入Hex或文件，然后进行软件仿真调试。2LCD显示原理和初始化流程图2.1LCD相关参数1602LCD主要技术参数：显示容量:16×2个字符芯片工作电压:4.5—5.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如下表所示:编号符号引脚说明编号符号引脚说明淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程论文第2页1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极表1各引脚接口说明1602LCD的指令说明及时序：1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如下表所示：序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程论文第3页10写数到CGRAM或DDRAM）10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容表21602液晶模块内部的控制器读状态输入RS=L，R/W=H，E=H输出D0—D7=状态字写指令输入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H，R/W=H，E=H输出D0—D7=数据写数据输入RS=H，R/W=L，D0—D7=数据，E=高脉冲输出无表3HD44780相兼容的芯片时序表名称型号数量备注元件名称规格型号单位数量ARM7芯片LPC2106片1LCD1602LM016L个1瓷片电容CAP-ELEC个1电源+3.3V个1电源+1.8V个1电阻10K欧姆只2表4元器件清单图1读操作时序图淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程论文第4页图2写操作时序图2.21602LCD的RAM地址映射及标准字库表液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，下图所示为1602的内部显示地址。图31602的内部显示地址在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如图10-58所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”AT89C51单片机简述及结构引脚说明：AT89C51单片机是美国Atmel公司生产低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和128bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程论文第5页MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大。AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。图2为AT89C51单片机的基本组成功能方块图。由图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。下面介绍几个主要部分。外时钟源外部事件计数外部中断控制并行口串行通信图4AT89C51功能方块图3所需元器件单片机AT89C51是本系统的核心，它主要负责控制各个部分协调工作。在其外围接上：数码管、按钮及扬声器。元件为：晶振X1、电容、电阻、按钮、发光二极管、扬声器。其元器件清单如下表1所示。其中型号指的是Proteus里面查找的元器件的型号。4整体电路分析总体电路主要由延时触发器报警发生单元以及扩音器驱动组成。延时触发器主要功能为延时触发和即时触发。报警发生单元主要功能是当报警发生时，单元的作用下扩音器发生单元工作。振荡器和时序OSC程序存储器4KBROM数据存储器256BRAM/SFR定时器/计数器2×16AT89C51CPU64KB总线扩展控制器可编程I/O可编程全双工串行口内中断淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程论文第6页图5整体硬件电路图其运行结果如图11所示。图6电路仿真结果图5总结通过短短一个星期的嵌入式课程设计，我获益匪浅。在课程设计的过程中，我发现我们专业在半个学期里所修的嵌入式课程的知识点都仅仅是基础中的基础，要完成老师交给我们的任务还是有一些距离的，于是我上网搜集了许多嵌入式的资料，在完成方案设计和程序修改调试以后，就可初步实现本课题课程设计的要求。但当我们将程序运行后后，发现最初的版本并不完美，存在许多使用上的不方便与可以进一步改进的地方，譬如功能不全、外观粗糙……通过这次课设，我发现了自己在课本知识上掌握的不足，同时把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识。我觉得这次的成功很大部分取决冷静、耐心和细心。淮南师范学院电气信息工程学院电子信息科学与技术专业《ARM嵌入式系统》课程论文第7页程序的修改，调试，编译则离不开冷静、耐心和细心等心理素质。另外，这次课设的完满结束，给了我们日后毕业设计宝贵的经验，使我们受益匪浅。参考文献[1]谢自美,电子线路设计、实验、测试，华中理工大学出版社，2003。[2]宋春荣，通用集成电路速查手册，山东科学技术出版社，1995。[3]桑楠，嵌入式系统原理及应用开发技术，北京：北京航空航天大学出版社，2002。[4]刘彦文，《基于ARM7TDMI的S3C44B0X嵌入式微处理器技术，清华大学出版社，2009。[5]赵星寒，刘涛，从51到ARM—32位嵌入式系统入门，北京航空航天大学出版社，2005。[6]孟祥莲，嵌入式系统原理及应用，清华大学出版社，2010。