LCD1602课程设计报告

一、设计要求1、原设计要求：通过单片机控制LCD1602，使LCD显示两行字符。2、更改后设计要求：通过单片机STC89C52RC，控制LCD第一行不断滚动显示“ChangzhouInstituteofTechnology”,第二行显示“Designer:ZhaQi”3、附加的设计要求：通过两个按键控制外部中断0和外部中断1，分屏渐入式显示大段字符，使LCD1602显示两句名言警句。外部中断0：Iwanttobringoutthesecretsofnatureandapplythemforthehappinessofman.Idon'tknowofanybetterservicetoofferfortheshorttimeweareintheworld.--ThomasEdison（我想揭示大自然的秘密，用来造福人类。我认为，在我们的短暂一生中，最好的贡献莫过于此了。——爱迪生）外部中断1：Thepeoplewhogetoninthisworldarethepeoplewhogetupandlookforcircumstancestheywant,andiftheycannotfindthem,makethem.--BernaraShaw（在这个世界上取得成就的人，都努力去寻找他们想要的机会，如果找不到机会，他们便自己创造机会。——萧伯纳）二、系统工作原理2.1、单片机及单片机系统微型计算机包括运算器、控制器、存储器、输入/输出接口四个基础组成部分。如果在一块芯片上，集成了一台微型计算机的四个基础部分，这种芯片被称为单片微型计算机，简称单片机。以单片机为核心的硬件电路称为单片机系统，单片机系统属于嵌入式系统的应用范畴，嵌入式系统包括硬件和软件两部分：硬件部分包括中央处理器、存储器、外设器件、I/O（输入/输出）端口和图形控制器等；软件部分包括操作系统软件（OS）和应用程序软件。1为突出单片机在嵌入式系统的主导地位，许多半导体公司在单片机内部还集成了许多外围电路和外设接口，如：中断、定时/计数、串行通讯、模拟/数字转换（ADC）、脉冲宽度调制（PWM）等单元。一般来说，单片机利用大规模集成电路技术把中央处理器和数字存储器（RAM）、程序存储器（ROM）及其他I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统。而现代的单片机则配置了中断单元、定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。单片机具备微型计算机的全部特征，因此单片机仍符合冯·诺依曼结构，其基本结构如下图所示：单片机除了具备体积小，价格低，性能强大，速度快，用途广，灵活性强，可靠性高等优点外，与通用性微型计算机相比，还具有许多独特之处：1、存储器ROM和RAM严格分工；2、采用面向控制的指令系统；3、输入/输出(I/O)端口引脚通常设计有多种功能；4、品种规格的系列化；5、单片机的硬件功能具有广泛的通用性。单片机主要由：程序存储器（ROM）、随机存储器（RAM）、中央处理器（CPU）、并行输入输出（I/O）端口、串行输入输出端口、定时器/计数器、系统时钟组成。2程序存储器（ROM）：用来存放用户程序，可分为EPROM、MASKROM、OTPROM和FLASHROM等。随机存储器（RAM）：用来存放程序运行时的工作变量和数据，RAM的内容是易失性的，掉电后会丢失。中央处理器（CPU）：是单片机的核心单元，通常由算数逻辑运算部件ALU和控制部件构成。并行输入/输出（I/O）端口：通常为独立的双向I/O口，即可以用作输入方式，又可以用作输出方式，有的是漏极开路输出，有的能提供足够的电流可以直接驱动外部设备。串行输入/输出口：用于单片机和串行设备或其他单片机的通信，有同步和异步之分，可以用硬件或通用串行收发器件实现。定时器/计数器（T/C）：用于单片机内部精确定时或对外部事件（输入信号如脉冲）进行计数，通常单片机内部有多个定时/计数器。系统时钟：通常需要外接石英晶体或其他震荡源提供时钟信号输入，也有的使用内部RC振荡器。以上是指单片机的基本构成，现代的单片机又加入了许多新的功能部件，如模拟/数字转换器（A/D）、数字/模拟转换器（D/A）、温度传感器、液晶（LCD）3驱动电路、电压监控、看门狗电路、低压检测电路等。2.2、STC89C52RC芯片本次课程设计所使用的单片机型号是STC89C52RC，它具有：8KBROM，512KBRAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。其管脚图如右图所示。2.3、晶振和时钟电路利用芯片内部的振荡器，然后再引脚XTAL1和XTAL2两端跨接晶体振荡器（简称晶振），就构成了稳定的自激振荡器，发出的脉冲直接送入内部时钟电路，如右图所示。内部时钟电路外接晶振时，C1和C2的值通常选择为30pF左右。C1、C2对频率有微调作用，晶振或陶瓷谐振器的频率范围可在1.2-13MHZ之间选择。2.4复位电路时钟电路开始工作，在单片机的RST引脚上加大于24个时钟周期以上的正脉冲，单片机系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0~P3输出口全部为高电平，堆栈指针写入07H，其他专用寄存器被清0。RST由高电平下降为低电平后，系统从0000H地址开始执行程序。4单片机的外部复位电路有上电自动复位和按键手动复位两种。本次课程设计使用的是上电+按键复位。复位键按下后，复位端与VCC电源接通，迅速放电，是RST引脚为高电平，复位键弹起之后，电源VCC通过电阻对电容重新充电，RST引脚端出现复位正脉冲，其持续时间取决于RC电路的时间常。上电+按键复位2.5、LCD1602工作原理LCD1602是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。其显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。1602采用标准的16脚接口，管脚图如右图所示，其中：第1脚：VSS为电源地；第2脚：VCC接5V电源正极；第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）；LCD1602管脚图第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器；第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作；第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端,高电平（1）时读取信息，负跳变时执行指令；第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端；第15～16脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。5字符液晶显示模块组件内部主要有LCD显示屏、控制器、驱动器和偏压电路构成。控制器主要由指令寄存器IR、数据寄存器DR、忙标识BF、地址计数器AC、DDRAM、CGRAM及时序发生电路组成。指令寄存器（IR）和数据寄存器（DR）：用户可以通过RS和R/W输入信号的组合选择指定的寄存器，进行相应的操作，组合选择方式如下表：ERSR/W说明100将DB0-DB7的指令代码写入指令寄存器中1→001分别将状态表示BF和地址计数器AC内容读到DB7和DB6-DB0110将DB0-DB7的数据写入数据寄存器中，模块的内部操作自动将数据写入DDRAM或CGRAM中1→011将数据寄存器内的数据读到DB0-DB7，模块的内部操作自动将DDRAM或CGRAM中的数据送入数据寄存器中忙标志位BF：忙标志位BF=1时，表明模块正在进行内部操作，此时不接受任何外部指令和数据。当RS=0、R/W=1且E为高电平时，BF输出到DB7。地址计数器（AC）：地址计数器是DDRAM或CGRAM的地址指针。AC具有自动加1或减1的功能。显示数据寄存器（DDRAM）：DDRAM存储器显示字符的字符码，其容量的大小决定模块最多可显示的字符数目。字符发生器ROM：在CGROM中，模块已经以8位二进制数的形式，生成了5×8的点阵的字符字模组字符字膜。字符发生器RAM：在CGRAM中，用户可以生成自定义图形字符的字模组，可以生成5×8点阵的字符字膜8组，相对应的字符码从CGROM的00H-0FFH范围内选择。LCD1602指令说明：详情见附录一LCD1602指令表。62.6、系统框图三、程序流程图3.1、主程序流程图3.2、LCD初始化子程序流程图73.3、命令写入子程序流程图3.4、数据写入子程序流程图3.5、外部中断和外中断1流程图3.6、延时子程序流程图8四、程序清单#includereg52.h#includeintrins.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definebusy0x80;ucharcodedesign[]=Designer:ZhaQi;/*我想揭示大自然的秘密，用来造福人类。我认为，在我们的短暂一生中，最好的贡献莫过于此了。--爱迪生*/ucharcodetable1[12][16]={Iwanttobring,outthesecret,ofnatureand,applythemfor,thehappinessof,man.Idon'tknow,ofanybetter,servicetooffer,fortheshort,timewearein,theworld.,--ThomasEdison};/*命在这个世界上取得成就的人，都努力去寻找他们想要的机会，如果找不到机会，他们便自己创造机会。--萧伯纳*/ucharcodetable2[10][16]={Thepeoplewho,getoninthis,worldarethe,peoplewhoget,upandlookfor,circumstances,theywant,andif,theycannotfind,them,makethem.,--BernaraShaw};sbitlcden=P2^5;//使能端sbitlcdrs=P1^0;sbitlcdrw=P1^1;//*************函数声明*************voiddelay(uintcount);voidwrite_command(ucharcommand);voidwrite_info(ucharinfo);voidinit();/*********************************主函数**********************************/voidmain(){ucharnum,state;ucharschool1[]=ChangzhouInstituteofTechnology;IE=0x85;//中断初始化IT0=1;//设置外部中断的触发方式9IT1=1;TR0=1;//打开外部中断TR1=1;init();//LCD初始化write_command(0xc0);//设置从第二行第一位开始写入数据for(num=0;num16;num++){write_info(design[num]);//写入数据}while(1){for(state=0;state50;state++)//34中循环状态{write_command(0x80);//从第一行第一位开始写入数据for(num=0;num16;num++){write_info(school[num+s