基于液晶显示屏的单片机专业课程设计.doc

唐 山 学 院
单片机原理 课 程 设 计

题 目 点阵式YLF1602D液晶显示屏应用
系 (部) 智能与信息工程学院
班 级 13电本 2班
姓 名 李 凯
学 号
指引教师 张国旭 江蓓蕾 王春生

年 6 月 20 日至 6 月 30 日 共 2 周

6月 30 日

课程设计成绩评估表

出勤
状况
出勤天数

缺勤天数

成
绩
评
定
出勤状况及设计过程体现（20分）

课设答辩（20分）

设计成果（60分）

总成绩（100分）

提问
（答辩）
问题
状况

综
合
评
定

指引教师签名：
年 月 日

目 录

1引 言 1
2 LCD液晶显示屏功能 2
2.1 简介 2
2.2 管脚功能 2
2.3 操作控制 2
2.4 字符集 3
3系统硬件设计 4
3.1 课题设计目的 4
3.2 课程设计重要工作 4
3.3 设计规定 4
3.4 系统电路图 5
4软件设计 6
4.1系统框图 6
4.2 LCD 显示程序框图  6
课程总结 7
道谢 7
重要参照资料 8

1引 言
早在1888年，人们就发现液晶这一呈液体状化学物质，象磁场中金属同样，当受到外界电场影响时，其分子会产生精准有序排列。如果对分子排列加以恰当控制，液晶分子将会容许光线穿越。位于最背面一层是由荧光物质构成可以发射光线背光层。背光层发出光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包括成千上万水晶液滴液晶层。液晶层中水晶液滴都被包括在细小单元格构造中，一种或各种单元格构成屏幕上一种像素。当液晶显示屏中电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中光线进行有规则折射，然后通过第二层过滤层过滤在屏幕上显示出来，这就是液晶显示屏显示技术。 
液晶显示屏(LCD)英文全称为Liquid Crystal Display，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。它是一种采用了液晶控制透光度技术来实现色彩显示屏。液晶显示屏是一种功耗极低显示屏件。在袖珍中应用越来越广泛。液晶显示技术近几年来发展不久，各种规格LCD显示班名录繁多，其专用驱动芯片也都互相配套，使LCD在控制和议表系统中广泛应用提供了极大以便。 
各种规格LCD显示班名录繁多，其专用驱动芯片也都互相配套，使LCD在控制和议表系统中广泛应用提供了极大以便。LCD可分为段位式LCD、字符式LCD和点阵式LCD。其中,段位式LCD和字符式LCD只能用于字符和数字简朴显示,不能满足图形曲线和中文显示规定;而点阵式LCD不但可以显示字符、数字,还可以显示各种图形、曲线及中文,并且可以实现屏幕上下左右滚动,动画功能,分区开窗口,反转,闪烁等功能,用途十分广泛。

2 LCD液晶显示屏功能
2.1 简介
工业字符型液晶，可以同步显示16x02即32个字符。（16列2行）
注：为了表达以便 ，后文皆以1表达高电平，0表达第电平。
2.2 管脚功能
1602采用原则16脚接口，其中：
第1脚：VSS为电源地
第2脚：VDD接5V电源正极
第3脚：V0为液晶显示屏对比度调节端，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”，使用时可以通过一种10K电位器调节对比度）。
第4脚：RS为寄存器选取，高电平1时选取数据寄存器、低电平0时选取指令寄存器。
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。
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。
2.3 操作控制
操作
读状态
写指令
读数据
写数据
输入
RS=0，RW=1，E=1
RS=0，RW=0，
D0~7=指令码，E=H脉冲
RS=1，RW=1，E=1
RS=1，RW=0，
D0~7=数据，E=H脉冲

2.4 字符集
1602液晶模块内部字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母大小写、惯用符号、和日文假名等，每一种字符均有一种固定代码，例如大写英文字母“A”代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中点阵字符图形显示出来，咱们就能看到字母“A”。
由于1602辨认是ASCII码，实验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如'A’。
如下是160216进制ASCII码表地址：
读时候，先读左边那列，再读上面那行，如：感叹号！ASCII为0x21，字母BASCII为0x42（前面加0x表达十六进制）。
[编辑本段]指令集
1602通过D0~D78位数据端传播数据和指令。
显示模式设立： (初始化)
0011 0000 [0x38] 设立16×2显示，5×7点阵，8位数据接口；
显示开关及光标设立： (初始化)
0000 1DCB D显示(1有效)、C光标显示(1有效)、B光标闪烁(1有效) 0000 01NS N=1(读或写一种字符后地址指针加1 &光标加1)，
N=0(读或写一种字符后地址指针减1 &光标减1)，
S=1 且 N=1 (当写一种字符后，整屏显示左移)
S=0 当写一种字符后，整屏显示不移动
数据指针设立：
数据首地址为80H，因此数据地址为80H+地址码(0-27H，40-67H)
其她设立：
01H(显示清屏，数据指针=0，所有显示=0)；02H(显示回车，数据指针=0)。

3系统硬件设计
3.1 课题设计目的
课程设计是在校学生素质教诲重要环节，是理论与实践相结合桥梁和纽带。单片机课程设计，规定学生更多完毕软硬结合动手实践方案，解决当前学生课程设计过程中普遍存在缺少动手能力现象。《单片机课程设计》是继《电子技术》、和《单片机原理与应用》课程之后开出实践环节课程，其目和任务是训练学生综合运用已学课程“电子技术基本”、“单片机原理及应用”基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作,掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。

3.2 课程设计重要工作
（1） 对系统各个模块各个功能进行进一步分析和研究，在对课题所采用方案进行可行详细研究后设计详细功能电路。 
（2） 熟悉所选芯片功能并完毕详细电路设计。 
（3） 对系统最后指标进行测试，针对系统局限性，进行分析并提出某些改正办法。

3.3 设计规定
运用89C51驱动液晶显示屏工作，液晶显示屏型号自己拟定（可以用1602或者12864）规定显示出自己基本信息。 
1、规定设计出硬件系统电气原理图； 
2、规定设计出程序流程图和程序； 
3、规定设计出实物或者仿真调试；

3.4 系统电路图
整个电路系统由外部显示电路系统和最小系统两个某些构成。
液晶显示系统原理图如图3-4所示：

图3-4液晶显示系统原理图

在外部显示电路系统中，由于咱们使用LCD液晶显示屏尺寸较大，因此咱们使用了8个10千欧姆上拉电阻，使LCD液晶显示屏可以驱动；同步咱们还使用了10千欧姆定位器。 
最小系统涉及晶振电路和复位电路两个某些，复位电路中接入了一种复位按钮。

4软件设计
4.1系统框图
本课题程序设计是在C语言基本之上，可分为两大模块，分别是：
（1）IIC合同； 
（2）LCD显示。 
（3）程序总体框图如图4-1：

图4-1程序总体框图
4.2 LCD 显示程序框图 
程序编写基本思路（如图4-2）： 
开始→初始化→延时程序→写入指令→写入地址→读取地址→写入数据→读取数据→返回

图4-2lcd显示程序框图
课程总结
本次课程设计已经基本完毕，基本也达到了预期目与规定，但是在系统调试方面还不够健全，对中文与图片显示方面无法实现。 
从选题到当前已有近半个月时间，这个程序设计重要经历了如下几种过程：广泛查阅资料、总体思路拟定、方案详细化及讨论修改、方案拟定、程序编写、软件调试，当让尚有论文定稿。 
课程设计是一种非常紧密过程，前期成果是为后期奠定基本。在这过程中，我不但对LED控制系统有了一定理解，也掌握了更多专业知识，熟悉了单片机开发软件Keil和仿真软件Proteus使用，更学会了系统模块设计基本思想。 
总之，通过本次课程设计，我在理论、实践与思想方面均有很大收获。

道谢
这次课程设计，凝结了诸多人心血，在此我表达由衷感谢。没有她们协助，我将无法顺利完毕这次设计。 
一方面，要感谢教师耐心细致指引，作为一种初次做课程设计学生，由于经验匮乏，难免有许多考虑不周全地方，如果没有导师督促指引，想要完毕这个设计是难以想象。另一方面，学校在这方面也给咱们提供了很大支持和协助，每个设计小组配有专门指引教师，协助咱们能顺利完毕整个设计。最后，还要感谢同窗这半个月来对我关怀与支持，感谢各位教师在此期间对我严格规定。同步也要感谢身边朋友热心协助，没有你们关怀与支持，我不也许这样快完毕我本次课程设计！这半个月是我学习过程中很有价值一段时光，也将会成为我后来美好回忆。

重要参照资料
李朝青．单片机原理及接口技术（第三版）[M]．北京：北京航空航天大学出版社， ．12:P194-P296 
楼然苗．单片机课程设计指引[M]．北京：北京航空航天大学出版社，．7:P166-P276 
何立民．单片机实验与实践教程[M]．北京：北京航空航天大学出版社， ．7P198-P305 
朱定华．单片微机原理与应用[M]．北京：清华大学出版社，．6:P167-P225