1、沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸 Noi沈阳理工大学成绩评定表学生姓名 班级学号专业 计算机科学与技术课程设计题目 点阵式液晶下滚屏设计评语组长签字：成绩日期 20 年月日沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸 Noii沈阳理工大学课程设计任务书学 院 信息学院 专 业 计算机科学与技术学生姓名 班级学号课程设计题目 点阵式液晶下滚屏设计实践教学要求与任务:1学习 Proteus 仿真系统下的原理图设计方法和系统仿真调试方法；2掌握简单的 51 单片机应用系统的软硬件设计方法；3学习 Keil C51 集成开发环境的使用和程序调试方法。具体任务如下：（1）通过检索
2、、查资料和研究学习，设计单片机应用系统原理图；（2）在 Keil51 集成开发环境下编写 8255 扩展接口设计应用系统程序；（3）在 Proteus 仿真环境下进行软硬件系统调试，实现应用系统设计目标；（4）写出课程设计报告。工作计划与进度安排:第 1619 周：布置课程设计任务；查阅资料；分组设计原理图；编写程序代码。第 20 周：系统仿真调试，验收，答辩，编写课程设计报告。指导教师：马秀丽 魏长军2013 年 12 月 6 日专业负责人：2013 年 12 月 6 日学院教学副院长：2013 年 12 月 6 日沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸 Noi沈阳理工大学目录1
3、 点阵式液晶屏工作原理 .11.1 液晶屏显示原理 .11.2 12864LCD 工作原理 .32 实验原理图设计 .73 程序及流程图设计 .83.1 程序代码.83.2 程序部分流程图设计.134 调试过程与运行结果 .185 心得体会 .22参考文献 .22沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸 No1沈阳理工大学1 点阵式液晶屏工作原理1.1 液晶屏显示原理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 Su
4、bstrates，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、
5、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（Simple Matrix）和主动矩阵驱动（Active Matrix）三种。点阵图形式液晶由 MN 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 168=128 个点组成，屏上 6416 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 000H00FH 的 16 字节的内
6、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）=FFH，（00EH）=FFH， （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 68 或 88 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
7、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。在数字电路中，所有的数据都是以 0 和 1 保存的，对 LCD 控制器进行不同的数据操作，可以得到不同的结果。对于显示英文操作，由于英文字母种类很少，只需要 8 位（一字节）即可。而对于中文，常用却有 6000 以上，于是我们的 DOS 前辈想了一个办法，就是将 ASCII 表的高 128 个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，即汉字的内码。而剩下的低 128 位则留给英文字
8、符使用，即英文的内码。那么，得到了汉字的内码后，还仅是一组数字，那又如何在屏幕上去显示呢？这就涉及到文字的字模，字模虽然也是一组数字，但它的意义却与数字的意义有了根本的变化，它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状，如英文的A在字模的记载方式如图 1.1 所示：沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸 No2沈阳理工大学图 1.1 “A”字模图而中文的“你”在字模中的记载却如图 1.2 所示：图 1.2 “你”字模图因而本课设的几个汉字显示代码如下：/*- 文字: 万 -*/*- 宋体 12; 此字体下对应的点阵为：宽 x 高=16x16 -*/0x04,0x04,0x04,0x0
9、4,0x04,0xFC,0x44,0x44,0x44,0x44,0x44,0xC4,0x04,0x04,0x04,0x00,0x80,0x40,0x20,0x18,0x06,0x01,0x00,0x00,0x40,0x80,0x40,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00,/*- 文字: 事 -*/*- 宋体 12; 此字体下对应的点阵为：宽 x 高=16x16 -*/0x04,0x04,0x74,0x54,0x54,0x54,0x54,0xFF,0x54,0x54,0x54,0x54,0x74,0x04,0x04,0x00,0x04,0x04,0x15,0x15,0x15,0x55
10、,0x95,0x7F,0x15,0x05,0x15,0x15,0x1F,0x04,0x04,0x00,沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸 No3沈阳理工大学/*- 文字: 如 -*/*- 宋体 12; 此字体下对应的点阵为：宽 x 高=16x16 -*/0x10,0x10,0xF0,0x1F,0x10,0x10,0xF0,0x00,0x00,0xF8,0x08,0x08,0x08,0xF8,0x00,0x00,0x80,0x41,0x22,0x14,0x08,0x16,0x61,0x00,0x00,0x7F,0x20,0x20,0x20,0x7F,0x00,0x00,/*- 文
11、字: 意 -*/*- 宋体 12; 此字体下对应的点阵为：宽 x 高=16x16 -*/0x10,0x10,0x12,0xD2,0x56,0x5A,0x52,0x53,0x52,0x5A,0x56,0xD2,0x12,0x10,0x10,0x00,0x40,0x30,0x00,0x77,0x85,0x85,0x8D,0xB5,0x85,0x85,0x85,0xE7,0x00,0x10,0x60,0x00,/*- 文字: 新 -*/*- 宋体 12; 此字体下对应的点阵为：宽 x 高=16x16 -*/0x40,0x44,0x54,0x65,0xC6,0x64,0x54,0x44,0x00,0x
12、FC,0x44,0x44,0xC4,0x42,0x40,0x00,0x20,0x12,0x4A,0x82,0x7F,0x02,0x0A,0x92,0x60,0x1F,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,/*- 文字: 年 -*/*- 宋体 12; 此字体下对应的点阵为：宽 x 高=16x16 -*/0x00,0x20,0x18,0xC7,0x44,0x44,0x44,0x44,0xFC,0x44,0x44,0x44,0x44,0x04,0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x07,0x04,0x04,0x04,0x04,0xFF,0x04,0x04,0x0
13、4,0x04,0x04,0x04,0x00,/*- 文字: 快 -*/*- 宋体 12; 此字体下对应的点阵为：宽 x 高=16x16 -*/0x00,0xE0,0x00,0xFF,0x10,0x20,0x08,0x08,0x08,0xFF,0x08,0x08,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x81,0x41,0x31,0x0D,0x03,0x0D,0x31,0x41,0x81,0x81,0x00,/*- 文字: 乐 -*/*- 宋体 12; 此字体下对应的点阵为：宽 x 高=16x16 -*/0x00,0x00,0xE0,0x9C,
14、0x84,0x84,0x84,0xF4,0x82,0x82,0x83,0x82,0x80,0x80,0x00,0x00,0x00,0x20,0x10,0x08,0x06,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x02,0x04,0x08,0x30,0x00,0x00,1.2 12864LCD 工作原理12864 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12864, 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
15、、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84行1616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。沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸 No4沈阳理工大学基本特性:（1） 、低电源电压（VDD:+3.0-+5.5V） （2） 、显示分辨率:12864点 （3） 、内置汉字字库，提供8192个1616点阵汉字(简繁体可选) （4） 、内置 128个168点阵字符 （5） 、2MHZ 时钟频率 （6） 、
16、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1/51/10 （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
17、数据暂存器（DR）HHMPU 从数据暂存器（ DR）中读出数据表1.12、E 信号E 状态执行动作结果高低 I/O 缓冲DR 配合/W 进行写数据或指令高 DRI/O 缓冲配合 R 进行读数据或指令低高无动作表1.2指令说明模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令和扩充指令如下：指令表1：（RE=0 ：基本指令）指令 指令码 功能沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸 No5沈阳理工大学RS R/WD7D6D5D4 D3D2D1D0清除显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1将 DDRAM 填满“20H“,并且设定 DDRAM 的地址计数器(AC)到“00H“地址归位 0 0 0
18、 0 0 0 0 0 1 X设定 DDRAM 的地址计数器(AC)到 “00H“,并且将游标移到开头原点位置;这个指令不改变DDRAM 的内容显示状态开/关 0 0 0 0 0 0 1 D C BD=1: 整体显示 ONC=1: 游标 ONB=1:游标位置反白允许进入点设定 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S指定在数据的读取与写入时,设定游标的移动方向及指定显示的移位游标或显示移位控制 0 0 0 0 0 1S/CR/L X X设定游标的移动与显示的移位控制位;这个指令不改变DDRAM 的内容功能设定 0 0 0 0 1DL XRE X XDL=0/1：4/8位数据RE=1: 扩充指令
19、操作RE=0: 基本指令操作设定 CGRAM地址 0 0 0 1AC5AC4AC3AC2AC1AC0 设定 CGRAM 地址设定 DDRAM地址 0 0 1 0 AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定 DDRAM 地址（显示位址）第一行：80H87H第二行：90H97H读取忙标志和地址 0 1 BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0读取忙标志(BF)可以确认内部动作是否完成,同时可以读出地址计数器(AC) 的值写数据到RAM 1 0 数据将数据 D7D0写入到内部的 RAM (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM)读出 RAM 的值 1 1 数据从内部 RAM 读取数据 D7D
20、0(DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM)指令表2：（RE=1 ：扩充指令）指令指令码 功能沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸 No6沈阳理工大学RSR/WD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 待命模式0 0 0 0 0 0 0 0 0 1进入待命模式,执行其他指令都棵终止待命模式卷动地址开关开启0 0 0 0 0 0 0 0 1 SRSR=1：允许输入垂直卷动地址SR=0：允许输入IRAM 和 CGRAM 地址反白选择0 0 0 0 0 0 0 1 R1 R0选择2行中的任一行作反白显示，并可决定反白与否。初始值R1R000，第一次设定为反白显示，再次设定变回
21、正常睡眠模式0 0 0 0 0 0 1 SL X XSL=0：进入睡眠模式SL=1：脱离睡眠模式扩充功能设定0 0 0 0 1 CL X RE G 0CL=0/1：4/8位数据RE=1: 扩充指令操作RE=0: 基本指令操作G=1/0：绘图开关设定绘图RAM地址0 0 10AC60AC50AC4AC3AC3AC2AC2AC1AC1AC0AC0设定绘图 RAM先设定垂直(列)地址AC6AC5AC0再设定水平(行)地址AC3AC2AC1AC0将以上16位地址连续写入即可备注:当 IC1 在接受指令前,微处理器必须先确认其内部处于非忙碌状态,即读取 BF 标志时,BF 需为零,方可接受新的指令;如果
22、在送出一个指令前并不检查 BF 标志,那么在前一个指令和这个指令中间必须延长沈 阳 理 工 大 学 课 程 设 计 专 用 纸 No7沈阳理工大学一段较长的时间,即是等待前一个指令确实执行完成。2 实验原理图设计点阵式液晶显示屏与 8051 单片机管脚连接如下：第 1 脚：GND 接地；第 2 脚：VCC 接 5v 电源；第 3 脚：DB7DB0 接 8051 芯片的 P0.7P0.0 口；第 4 脚：CS1 接 8051 芯片的 P2.3；CS3 接 8051 芯片的 P2.4 口；第 5 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 8051 芯片的 P2.0 口；第 6 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 8051 芯片的 P2.1 口；第 7 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 8051 芯片的 P2.2 口；第 8 脚：/PES 为复位信号，V0 为可调;接完图像如下：
