单片机课程设计-字符液晶显示器设计

沈阳理工大学课程设计专用纸Noi沈阳理工大学目录1题目设计要求...................................................................................................................................................12仿真电路图设计...............................................................................................................................................12工作原理..........................................................................................................................................................22.1液晶显示原理.......................................................................................................................................22.21602LCD工作原理...............................................................................................................................32.2.11602LCD主要技术参数：.......................................................................................................32.2.2引脚功能说明............................................................................................................................32.2.3LCD寄存器的选择....................................................................................................................42.2.4DDRAM地址与实际显示位置的关系：.................................................................................42.2.5指令格式与指令功能................................................................................................................42.2.6LCD显示器的初始化：............................................................................................................53程序及流程图..................................................................................................................................................63.1流程图...................................................................................................................................................63.2程序.......................................................................................................................................................74运行与结果....................................................................................................................................................105心得体会........................................................................................................................................................126参考文献........................................................................................................................................................12沈阳理工大学课程设计专用纸No1沈阳理工大学1题目设计要求利用51单片机、LCD1602字符液晶显示器设计字符液晶显示系统。需要有按钮控制显示的开始和停止。2仿真电路图设计图1.1仿真电路图LCD1602：第1脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VEE为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，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。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。接8051P3.5第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。接8051P3.6。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。接8051P3.7。第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。接8051P1口。沈阳理工大学课程设计专用纸No2沈阳理工大学8051：P3.2P3.3接按钮。2工作原理2.1液晶显示原理LCD液晶显示器是一种被动式的显示器，与LED不同，液晶本身并不发光，而是利用液晶在电压作用下能改变光线通过方向的特性，达到显示白底黑字或黑底白字的目的。液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，即当通电时导通，排列变的有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹著一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行的。通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。液晶显示的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式LCD、字符式LCD、点阵式LCD等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。如果根据驱动方式来分，可以分为静态驱动（Static）、单纯矩阵驱动（SimpleMatrix）和主动矩阵驱动（ActiveMatrix）三种。点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8=128个点组成，屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H——00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。字符的显示用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。点阵最好是用二位数组，基本思路也就是单片机两个IO口控制点阵的行和列，定义一个二位数组控制点阵每一行要亮拿几个灯，然后下一行亮那几个灯，以此类推。沈阳理工大学课程设计专用纸No3沈阳理工大学2.21602LCD工作原理1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别。LCD1602采用16脚接口，第5脚——R/W读/写选择端，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS为低电平、R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高平、R/W为低电平时可以写入数据。第6脚——E端为使能端，当E端由高电平跳变为低电平时，液晶模块执行命令。2.2.11602LCD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)mm2.2.2引脚功能说明引脚号符号状态功能1VSS地2VDD+5V逻辑电源3VEE显示对比度电源4RS输入寄存器选择1-数据；0-指令5R/W输入读写操作选择：1-读；0-写6E输入使能信号7DB0三态数据总线LSB8DB1三态数据总线9DB2三态数据总线10DB3三态数据总线11DB4三态数据总线12DB5三态数据总线13DB6三态数据总线14DB7三态数据总线MSB15LEDA输入背光+5V16LEDB输入背光地表2.1LCD1602管脚功能沈阳理工大学课程设计专用纸No4沈阳理工大学2.2.3LCD寄存器的选择ER/WRS功能说明100写入命令寄存器101写入数据寄存器110读取忙碌标志及RAM地址111读取RAM数据0X不动作表2.2寄存器选择表2.2.4DDRAM地址与实际显示位置的关系：000102030405060708090A0B0C0D0E0F10…27404142434445464748494A4B4C4D4E4F50…67图2.1DDRAM地址与显示屏上显示位置的对应关系2.2.5指令格式与指令功能LCD控制器HD44780内有多个寄存器，通过RS和R/W引脚共同决定选择哪个寄