128×64点阵式LCD显示屏实验设计报告

0自动化专业综合课程设计1课程设计报告系别：机电与自动化学院专业班级：自动化0902学号：20091184077学生姓名：王威指导教师：李川香（课程设计时间：2012年月日——2012年月日）华中科技大学武昌分校1目录1课程设计目的…………………………………………………………………22课程设计题目描述和要求……………………………………………………23课程设计报告内容…………………………………………………………23.1系统软、硬件功能设定（分工方案）……………………………………23.2系统硬件电路介绍…………………………………………………………23.2.1系统硬件电路框图………………………………………………………63.2.2LCD显示基本原理………………………………………………………73.2.3接线方法…………………………………………………………………73.2.4管脚应用说明……………………………………………………………73.3系统软件介绍………………………………………………………………83.3.1系统软件流程……………………………………………………………93.3.2读写操作时序……………………………………………………………113.3.3液晶显示模块指令系统…………………………………………………133.3.4指令应用说明……………………………………………………………143.4系统软、硬调试过程………………………………………………………164．总结……………………………………………………………………………16参考文献…………………………………………………………………………17附录………………………………………………………………………………1821课程设计目的通过电路结构选择、控制方式选择、参数计算、器件选型、硬件制作及软件编程调试等训练切实培养学生综合应用知识、正确分析问题、解决问题的能力，特别是实际动手和创新能力，将自动化专业知识进行整合，融会贯通。2课程设计题目描述和要求设计题目：LCD显示器显示界面的设计信息时代各种信息最终都是要通过信息显示来实现人、机交换，而信息的显示依赖于各种显示器件的应用，由于液晶显示器（LCD）具有低工作电压、微功耗、显示灵活、成本低等特点，因此在电子计算器、智能化仪器仪表、手机、掌上电脑等等领域应用极为广泛。（1）了解128X64液晶显示器的基本结构、电路特性、软件特性、接口应用技术等；（2）在（1）基础上能根据实际工作需要，进行液晶显示界面的任意开发；如：要求每位同学在液晶（LCD）上显示自己的学号（数字）、姓名（中文）等；（3）撰写课程设计说明书。说明书中要求有主程序流程图、关键子程序流程图及应用系统硬件电路图；（4）总结调试过程中出现的问题及解决办法。3课程设计报告内容3.1系统软、硬件功能设定（分工方案）系统软件使用keil，89C51单片机，硬件则选用12864液晶显示器3.2系统硬件电路介绍一﹑概述带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图3形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字.也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。二﹑基本特性（1）低电源电压（VDD:+3.0--+5.5V）（2）显示分辨率:128×64点（3）内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字(简繁体可选)（4）内置128个16×8点阵字符（5）2MHZ时钟频率（6）显示方式：STN、半透、正显（7）驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS（8）视角方向：6点（9）背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10（10）通讯方式：串行、并口可选（11）内置DC-DC转换电路，无需外加负压（12）无需片选信号，简化软件设计（13）工作温度:0℃-+55℃,存储温度:-20℃-+60℃三、模块接口说明管脚号管脚名称电平管脚功能描述1VSS0V电源地2VCC3.0+5V电源正3V0-对比度（亮度）调整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7——DB0为显示数据RS=“L”,表示DB7——DB0为显示指令数据5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7——DB0R/W=“L”,E=“H→L”,DB7——DB0的数据被写到IR或DR46E(SCLK)H/L使能信号7DB0H/L三态数据线8DB1H/L三态数据线9DB2H/L三态数据线10DB3H/L三态数据线11DB4H/L三态数据线12DB5H/L三态数据线13DB6H/L三态数据线14DB7H/L三态数据线15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式（见注释1）16NC-空脚17/RESETH/L复位端，低电平有效（见注释2）18VOUT-LCD驱动电压输出端19AVDD背光源正端（+5V）（见注释3）20KVSS背光源负端（见注释3）*注释1：如在实际应用中仅使用串口通讯模式，可将PSB接固定低电平，也可以将模块上的J8和“GND”用焊锡短接。*注释2：模块内部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空。*注释3：如背光和模块共用一个电源，可以将模块上的JA、JK用焊锡短接。控制器接口信号说明：1、RS，R/W的配合选择决定控制界面的4种模式：RSR/W功能说明LLMPU写指令到指令暂存器（IR）LH读出忙标志（BF）及地址记数器（AC）的状态HLMPU写入数据到数据暂存器（DR）HHMPU从数据暂存器（DR）中读出数据2、E信号E状态执行动作结果5高—低I/O缓冲—DR配合/W进行写数据或指令高DR—I/O缓冲配合R进行读数据或指令低/低—高无动作忙标志:BFBF标志提供内部工作情况.BF=1表示模块在进行内部操作,此时模块不接受外部指令和数据.BF=0时,模块为准备状态,随时可接受外部指令和数据.利用STATUSRD指令,可以将BF读到DB7总线,从而检验模块之工作状态.字型产生ROM（CGROM）字型产生ROM（CGROM）提供8192个此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示（DISPLAYON),DDRAM的内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示（DISPLAYOFF)。DFF的状态是指令DISPLAYON/OFF和RST信号控制的。显示数据RAM（DDRAM）模块内部显示数据RAM提供64×2个位元组的空间，最多可控制4行16字（64个字）的中文字型显示，当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM的字型；此模块可显示三种字型，分别是半角英数字型(16*8)、CGRAM字型及CGROM的中文字型，三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，在0000H—0006H的编码中（其代码分别是0000、0002、0004、0006共4个）将选择CGRAM的自定义字型，02H—7FH的编码中将选择半角英数字的字型，至于A1以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码形成中文字型的编码BIG5（A140—D75F），GB（A1A0-F7FFH）。字型产生RAM(CGRAM)字型产生RAM提供图象定义(造字)功能,可以提供四组16×16点的自定义图象空间，使用者可以将内部字型没有提供的图象字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中的定义一样地通过DDRAM显示在屏幕中。地址计数器AC地址计数器是用来贮存DDRAM/CGRAM之一的地址,它可由设定指令暂存器来改变，之后只要读取或是写入DDRAM/CGRAM的值时，地址计数器的值就6会自动加一，当RS为“0”时而R/W为“1”时，地址计数器的值会被读取到DB6——DB0中。光标/闪烁控制电路此模块提供硬体光标及闪烁控制电路，由地址计数器的值来指定DDRAM中的光标或闪烁位置。3.2.1系统硬件电路框图128*64图形液晶显示器的内部结构图如图3-2-1（1），其引脚功能如表3-2-1（2）。图3-2-1（1）模块原理图引脚符号状态引脚名称功能CS1CS2输入芯片片选端CS1和CS2高电平选通E输入读写使能信号在E降沿数据被销存写入及其兼容控制驱动器在E高电平期间数据被读出R/W输入读写选择信号R/W=1为读选通，R/W=0为写选通7D/I输入数据指令选择信号D/I=1为数据操作，D/I=0为写指令或读状态DB0-DB7三态数据总线RST输入复位信号复位信号有效时，关闭液晶显示，使显示起始行为0，RST可跟MPU相连，由MPU控制也可直接接VCC使之不起作用表3-2-1（2）引脚功能表3.2.2LCD显示基本原理FYD12864-0402B是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字.也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。3.2.3接线方法将LCD模块板插入用户板的扩展槽中，连接好仿真器，打开实验箱电源，将系统资源区的数据总线D0到D7分别接扩展板的数据总线D0到D7，RST接P1.6，CS2接P1.1，CS1接P1.2，EN接P1.3，RW接P1.4，DI接P1.5。3.2.4管脚应用说明管脚号管脚名称电平管脚功能描述1VSS0V电源地2VCC3.0+5V电源正83V0-对比度（亮度）调整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7——DB0为显示数据RS=“L”,表示DB7——DB0为显示指令数据5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7——DB0R/W=“L”,E=“H→L”,DB7——DB0的数据被写到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信号7DB0H/L三态数据线8DB1H/L三态数据线9DB2H/L三态数据线10DB3H/L三态数据线11DB4H/L三态数据线12DB5H/L三态数据线13DB6H/L三态数据线14DB7H/L三态数据线15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式（见注释1）16NC-空脚17/RESETH/L复位端，低电平有效（见注释2）18VOUT-LCD驱动电压输出端19AVDD背光源正端（+5V）（见注释3）20KVSS背光源负端（见注释3）*注释1：如在实际应用中仅使用并口通讯模式，可将PSB接固定高电平，也可以将模块上的J8和“VCC”用焊锡短接。*注释2：模块内部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空。*注释3：如背光和模块共用一个电源，可以将模块上的JA、JK用焊锡短接。□□系统完整硬件电路图见附录1。3.3系统软件介绍9MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机，它包含51和52两个子系列。对于51子系列，主要有8031、8051、8751三种机型，它们的指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内程序存储器有所不同，8031芯片不带ROM，8051芯片带4KROM，8751芯片带4KEPROM。51子系列的主要特点为：◆8位CPU。◆片内带振荡器，频率范围1．2~12MHZ。◆片内带128字节的数据存储器。◆片内带4K的程序存储器。◆片外程序存储器的寻址空间为64K字节。◆片外数据存储器的寻址空间为64K字节。◆1