基于單片機(jī)的液晶顯示模塊的控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院 管瓊

湖北省監(jiān)利縣尺八鎮(zhèn)農(nóng)機(jī)管理站 李建陽(yáng)

基于單片機(jī)的液晶顯示模塊的控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院 管瓊

湖北省監(jiān)利縣尺八鎮(zhèn)農(nóng)機(jī)管理站 李建陽(yáng)

本文對(duì)單片機(jī)，液晶顯示模塊和軟硬件設(shè)計(jì)模塊分別做了簡(jiǎn)單介紹，并闡述了12864點(diǎn)陣式液晶顯示模塊和模塊與89C51單片機(jī)的接口電路，給出了電路示意圖；最后論述了用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)LCD液晶顯示器控制原理的設(shè)計(jì)思想和軟、硬件調(diào)試過(guò)程，并進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，效果良好。

單片機(jī)；液晶顯示模塊；控制與實(shí)現(xiàn)

1 單片機(jī)與液晶顯示器簡(jiǎn)介

單片機(jī)就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器（CPU），存儲(chǔ)器（RAM，ROM，EPROM）和各種輸入、輸出接口（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，并行I/O口，串行口，A/D轉(zhuǎn)換器以及脈寬調(diào)制器PWM等），這樣一塊集成電路芯片具有一臺(tái)計(jì)算機(jī)的屬性，因而被稱(chēng)為單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)。

89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器的單片機(jī)。89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案[1]。

在數(shù)字電路中，所有的數(shù)據(jù)都是以0和1保存的，對(duì)LCD控制器進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)操作，可以得到不同的結(jié)果。對(duì)于顯示英文操作，由于英文字母種類(lèi)很少，只需要8位（一字節(jié)）即可。而對(duì)于中文，常用的有6000個(gè)以上，于是人們將漢字分布在一個(gè)94×94的矩陣中，為了和英文字母的內(nèi)碼分開(kāi)，將漢字所在的行號(hào)及列號(hào)分別加上A0H后，用兩個(gè)字節(jié)來(lái)表示漢字的機(jī)內(nèi)碼。文字在屏幕上顯示涉及到文字的字模，字模雖然也是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有了根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來(lái)記載英文或漢字的形狀[2]。

12864是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128×64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示，也可以顯示8×4個(gè)(16×16點(diǎn)陣)漢字[3]。

2 12864點(diǎn)陣型LCD軟硬件設(shè)計(jì)

硬件原理圖和PCB圖分別如圖1、圖2所示：

圖1 硬件原理圖

圖2 硬件PCB圖

主流程和子流程分別如圖3、圖4、圖5所示：

圖3 主流程圖

圖4 寫(xiě)指令流程圖

圖5 讀數(shù)據(jù)流程圖

用本開(kāi)發(fā)板配套的取模軟件來(lái)進(jìn)行漢字的取模[4]，取完要顯示的全部漢字代碼后就可以編程了。

3 系統(tǒng)仿真

（1）設(shè)計(jì)任務(wù)。在12864LCD液晶屏中央顯示“湖南理工學(xué)院”字樣。

（2）解題思路。在電路結(jié)構(gòu)上采用模擬時(shí)序的控制方法實(shí)現(xiàn)，根據(jù)漢字取碼和圖形取碼的方法，得到“湖南理工學(xué)院”漢字的編碼，從第3行16列為顯示起點(diǎn)，按前面的原理圖連接。

（3）電路設(shè)計(jì)。從Proteus中選取80C51（單片機(jī)）、RES(電阻)、CRYSTAL（晶振）、CAP（電容）、CAP-ELEC(電解電容)、AMPIRE128×64(12864液晶顯示器)等元器件。放置元器件、電源和地，連線得到圖所示開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示電路，然后進(jìn)行電氣規(guī)則檢查。

（4）程序設(shè)計(jì)。利用KeiluVison3編寫(xiě)源程序，系統(tǒng)仿真如圖6所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，儀器儀表的智能化程度越來(lái)越高，對(duì)儀器可操作性的要求也越來(lái)越高，因此，良好的人機(jī)界面越來(lái)越受到設(shè)計(jì)者的重視。本文所用的液晶顯示模塊的功能、顯示方法及編程的技巧在測(cè)控領(lǐng)域有著廣泛的實(shí)用價(jià)值。

圖6 系統(tǒng)仿真圖

[1]張毅剛.新編MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2007:15-60.

[2]求是科技.單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航[M].北京:人民郵電出版社,2004:50-120.

[3]外配QPYD系列控制板的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊使用手冊(cè)[Z].北京精電蓬遠(yuǎn)顯示技術(shù)有限公司,2002:50-62.