基于51单片机的液晶显示器控制电路设计.docx
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1、LCD 显示掌握系统设计LCD Display Control System名目摘要错误!未定义书签。ABSTRACT.II第一章概述11.1 系统背景11.2 系统概述2其次章方案论证32.1 字模数据的存储32.2 通信电路3第三章液晶显示模块简介43.1 显示掌握器53.2 列驱动方式103.3 行驱动方式11第四章硬件设计134.1 硬件电路设计要求134.2 总体电路设计构架134.3 单片机与液晶显示模块接口134.4 单片机与计算机的通信接口144.5 电源电路15第五章系统软件设计155.1 内置 T6963C 掌握器软件特性155.2 初始化子程序设计195.3 串行通信子程
2、序设计205.4 显示掌握子程序设计21第六章系统调试226.1 分步调试226.2 系统统一调试23完毕语24附录25参考文献30致谢错误!未定义书签。摘要本文研制一种基于 51 单片机实时掌握的LCD 液晶显示屏掌握系统。硬件系统由单片机最小系统和液晶显示系统组成,PC 机进展显示内容的编辑和字模数据的提取;液晶显示系统由主控模块T6963C 和 LCD 液晶显示模块接口电路组成,主控模块负责接收单片机字模数据并掌握各显示模块工作,显示模块以 T6963C 主掌握器为核心,掌握 LCD 液晶显示屏显示,为了便利系统扩展,各模块之间的连接承受接插式构造,单片机与 PC 机之间承受 RS232
3、 标准接口进展数据和命令的串行通信。本文不仅从总体上对系统进展了整体规划,还以其中一个实例具体介绍了PC 机字模的提取、字模数据的发送、单片机串行接收数据、液晶显示屏的显示等局部的软硬件设计及实现过程。本系统的设计优点硬件电路简洁,软件功能完善,掌握系统牢靠,性价比较高等特点,具有肯定的使用和参考价值。关键词:液晶显示器89C51 串行通信 单片机AbstractThis article designs with develops one kind based on 51 SCM(Single Chip Microcomputer)thereal-timecontrolLCDdisplaymo
4、nitorcontrolsystem. Thissystem is composed by onSCM small system and LCD display system, on the PCmachinecarriesonthedemonstrationcontenttheeditionandmatrixdata withdrawing;LCDdisplaysystemcontrolsthemoduleandcertainLCDbythe hostdemonstrated the module T6963Ccomposes, the host controls the module T6
5、963C toberesponsibleforinthe receive the SCM matrix data andcontrols each demonstration module work, demonstrated the module takethe host controls the module T6963C as a core, controls the LCD displaymonitor display,In order to the convenient system expands, between various modulesconnection uses me
6、ets inserts the type structure, between the SCM and PC machine to use the RS-232 standard to carry on the data and the order serialcommunication. This article not only has carried on the whole planfrom the overall to the system, but also in detail introduced takemodule design as the example the PC m
7、achine matrix withdraws, thematrix data transmission, the monolithic integrated circuit serialreceive data, the LCD display monitor display and so on the partial software andhardware design and the realization process. Its advantage hardware circuit is simple, the software is with perfect function,
8、the control system is reliable, higher characteristic of the sex price, and has certain use and reference value.Keyword: LCD89C51serial communicationSCM(Single Chip Microcomputer )1 概述1.1 系统背景液晶显示器件在中国已有二十余年的进展历史。二十余年来,液晶显示器件从试验室走向大规模生产集团,形成了独立的产业部门。现在,液晶显示几乎已经应用于生产,生活的各个领域,人们几乎时时处处都要与这一奇特而又一般的面孔打交道
9、。液晶显示是集单片机技术、微电子技术、信息处理于一体的型显示方式。由于液晶显示器具有低压低功耗,显示信息量大易于彩色化,无电磁辐射,长寿命,无污染等特点。LCD是目前显示产业中进展速度最快,市场应用最广的显示器件,成为众多显示媒体中的佼佼者,在越来越多的领域中发挥作用,是目前显示器件中一个抱负的选择。LCD在监控系统中的应用:目前大多数监控系统自带的显示系统为LED数码管 显示,这样显示效果比较单一,只能显示监控系统的测量值。而LCD液晶显示器不仅可以显示数值、汉字等,并且可以显示文本和图形。利用LCD和键盘实现人机交互,使监控系统独立工作成为可能。通过监控系统对现场的单回路掌握器进展参数设置
10、,对各个单回路掌握器的工作进展监控。LCD在时钟中的应用:在日常生活中我们会常常看到时间的显示,这些显示大都是承受液晶显示器来显示的,而对其中的汉字无法用显示来解决。我们利用LCD液晶模块制成的小屏幕实现了时间的显示,显示格式为“时时:分分:秒秒”。另外,可以增加闹钟功能,时间到了则产生音乐声;还可以增加万年历显示“年月日”等多项功能。LCD 在大屏幕显示中的应用:大屏幕显示的应用范围极广,随着社会进展, 公众生活的加强,人们对能够面对宽阔公众传递信息的显示装置越来越感到必需。使用液晶投影显示大屏幕,不仅有投影仪,指挥用大屏幕,还有液晶投影彩色电视。它可以用一个体积很小的系统装置,实现 100
11、 英寸以上的格外秀丽的大屏幕电视显示。它与传统的显示媒体相比,具有区分率极高,透过性好,显示内容丰富,彩色易于掌握等优点。随着计算机技术及电子通信技术的进展,LCD 显示屏作为一种的传媒工具,现已经应用到商业、军事、车站、宾馆、体育、闻、金融、证券、广告以及交通运输等很多行业, 大到几十平方米的大屏幕,小到家庭影院用的图文显示屏,以及政府部门应用的电子黑板,证券、银行等部门用的信息数字混合屏。LCD 显示屏带来广泛的社会效益和经济效益,具有良好的进展前景。1.2 系统概述本试验系统分为单片机最小系统板和液晶显示屏两局部。单片机最小系统负责接收个人计算机所编辑的文本及内容,通过 RS232 串行
12、接口通信完成单片机与 PC 机之间的数据传送,而个人计算机即 PC 机,主要完成显示内容的编辑、字符码的查找、字符数据的发送等工作。基于 Windows 操作系统下的文本编辑软件有很多种,例如:记事本、Micorsoft Word、写字板等,我们可以承受任何一种编辑软件将要显示的内容包括汉字、中英文字母、标点符号等编辑成一个文本文件,然后通过已经编写好的应用程序在特定的字库中依次搜寻到文本文件中的内容,并且取出该字符的字模数据,此项工作称为字模数据的提取;字模数据文件的生成也就是将取出的字模按挨次存放到一个十六进制文件中;字符数据建立好之后将其存放在 PC 机的硬盘上,等到需要的时候通过串行通
13、信软件将字符数据文件发送给液晶显示系统模块。LCD 显示屏包括主掌握模块和 LCD 液晶显示模块。主掌握模块负责接收单片机发送过来的字模数据文件,并且协调各个 LCD 液晶显示模块工作,主掌握器模块的核心是 T6963C 掌握器,为了存储字模数据还在主掌握器模块中扩展了一片8K 存储器芯片 6264;LCD 液晶显示模块由两片行驱动器 T6A40 和三片列驱动器T6A39 进展驱动,该模块一边接收主掌握模块的数据,一边将数据送LCD 液晶显示屏显示,为了便利系统的扩展,各模块之间承受串行口接收数据,并且接到系统串行总线上。本系统主要是实现单片机与液晶显示模块之间的接口技术,可以承受间接掌握方式
14、完成。将液晶显示模块接口与单片机系统板中的某个并行 I/O 接口连接, 计算机通过对该 I/O 接口的操作间接的实现对模块的掌握。2 方案论证此 LCD 液晶显示掌握系统设计的关键是要实现LCD 的显示掌握。应领先从显示方式确实定入手,接下来设计相应显示方式的电路,要实现显示内容的实时更,就必需考虑字模数据的存储及通信电路的设计。下面从这两个方面逐个论证不同的方案。2.1 字模数据的存储由于 89C51 单片机内部程序存储器ROM只有 4K 空间,本设计承受 1616 点阵显示一个汉字,每一行需要两个字节数据,一个汉字占 16232 字节,汉字一共有 6000 多个,不行能将浩大的汉字字库存入
15、在单片机内部,即使将预先要显示的内容存入 ROM 中,也不便于实时掌握,所以只有考虑扩展外部数据存储器。方案一:承受标准字库,制作一个专用硬字库。这种方法仿效中文 DOS 的方法,将一个标准的汉字库装入 ROM 存储器,再依据汉字的机内码在字库中寻址, 找到对应的字模,提取后送到显示器显示。由于承受了和 PC 机一样的编码(机内码),软件的开发和维护格外简洁,根本上与写 PC 机软件差不多。而对单片机系统自身的要求则相对高多了,1616 点阵的字库需要 256K 字节,但是一般 8 位单片机的寻址力量只有 64K 字节,要进展存储器扩大,除增加很大一局部硬件本钱外,还由于要进展存储器分页治理、
16、地址切换,显示速度明显受影响。方案二:利用 Windows 自带的字库即使用软字库。通过软件编程直接在字库中找到需要显示字符的区位码并读出其字符码,存于一个文本文件中,待全部显示内容的字符码查询完毕后,将存放全部字符码的文本文件通过串行通信发送给单片机,单片机将接收到的数据存放在外部扩展的数据存储器中,数据接收完毕后,单片机就从存储器中依次读出每一个字符的字符码并送到 LCD 显示屏显示。该方案与方案一相比,虽然通信过程占整个显示周期的比例相对较大,但是硬件电路设计简洁,本钱较低,削减了单片机查询硬件字库所需要的时间,提高了单片机动态扫描的速度,字符显示的稳定度较高。从设计本钱、显示内容的稳定
17、性、硬件电路设计的简易程度等方面综合考虑, 其次种方案明显优于第一方案,所以承受其次种方案解决字模的问题。2.2 通信电路方案一:串行通信串行通信是指一个数据的全部位按肯定的挨次和方式,一位一位地通过串行输入/输出口进展传送。由于串行通信是数据的逐位挨次传送,在进展串行通信时,只需一根传输线,其传送的数据位多且通信距离长。串行通信方式如图 2-1:RXDTXDTXDRXDP1.0P1.1D0D1外P1.2 P1.3D2 D3外部89C51部设 备P1.4 P1.5 P1.6P1.7D4 D5 D6D7设备GNDGNDGNDGNDGND图 2-1串行通信方式GND图 2-2 并行通信方式方案二:
18、并行通信承受并行传送方式在微机与外部设备之间进展数据传送的接口叫并行接口。主要特点:一是同时并行传送的二进位数就是数据宽度;二是在计算机与外设间承受应答式的联络信号来协调双方的数据操作。传送的数据位 1-128 位,一般为8 位。单片机与外部设备之间也通常承受 8 位并行 I/O 接口进展短距离的通信。其传输距离近,传送方式单一,每次传送一个字或一个字节。并行通信方式如图2-2:计算机与单片机的数据通信,承受串行通信,与并行通信相比,串行通信具有传输距离远,接口电路与软件编程简洁等特点,所以本系统选用方案一串行通信。串行通信接口电路见后面的硬件电路设计。3 液晶显示模块简介液晶显示模块单元电路
19、主要包括显示掌握器、行驱动器、列驱动器、电源偏置电路、显示存储器、液晶显示屏、液晶显示模块接口。(1) 显示掌握器 主要由掌握器T6963C 组成,可供给与外部 MCU 的数据接口及对显示存储器的读写操作;并可掌握行,列驱动器的时序电路,数据格式和显示格式等。(2) 行驱动器 由行驱动器 T6A40 组成,用于把掌握器的串行数据转换成 LCD屏所需要的并行行数据。(3) 列驱动器 由列驱动器 T6A39 组成,可承受掌握器的串行数据并将其转换成 LCD 屏所需要的并行列数据。(4) 电源偏置电路 主要为行、列驱动器供给LCD 所需的各种偏置电压。(5) 显示存储器 由一块 32K 的随机存储器
20、RAM组成,可为液晶显示模块供给显示数据的存储空间。(6) 液晶显示屏LCD 供给 128 行、240 列的点阵显示屏幕。显示存储器液晶显示模块接口电源偏置(7) 液晶显示模块接口 用于供给与单片机的接口。液晶显示模块的原理框图如图 3-1:行驱动器液晶显示屏行驱动器240*128 DOTS显示列驱列驱列驱掌握器动器动器动器图 3-1 液晶显示模块原理框图3.1 显示掌握器显示掌握器主要由 T6963C 组成,它由振荡器、时序掌握电路、工作方式设置存放器及电路,内部字符库 CGROM 及光标掌握电路,显示存储器治理电路以及运算电路和各种功能电路组成。掌握部通过振荡器外接晶体振荡器产生振荡脉冲,
21、 经时序掌握电路调制产生 T6963C 的工作时钟脉冲系列,依据工作方式设置电路生成各路掌握及驱动时序脉冲,从而实现 T6963C 的工作掌握。其引脚图如图 3-2:图 3-2 T6963C 引脚图掌握部供给了使用引脚电平设置内部工作状态的功能,使 T6963C 上电后就开头对所连接的液晶显示驱动系统进展正常的掌握及驱动。这将避开因上电掌握器尚未进展初始化而使液晶显示驱动系统不能正常工作,导致液晶显示屏上消灭不期望的显示状态。引脚设置功能如下:1. 驱动方式的设置驱动方式是指 T6963C 向液晶显示驱动系统传输显示数据的格式。他依据所要掌握的液晶显示驱动系统的数据传输格式的要求而定。T696
22、3C 可以实现四种数据传输格式,它由引脚 DUAL 和 SDSEL 的电平状态设置。DUAL :液晶显示器件电极排列形式的设置。当 DUAL =1 时,液晶显示器件为单屏构造;当 DUAL =0 时,液晶显示器件为双屏构造。SDSEL:数据传输格式设置。当 SDSEL=1 时,数据传输格式为 2 位并行同步传输;当 SDSEL=0 时,数据传输格式为 1 位串行传输。这两个设置引脚的电平组合确定了驱动部中数据传输的输出端。如表 3-1:表 3-111HOD,ED10ED01HOD,EDLOD,ED00EDEDDUALSDSEL上半屏数据传输线 下半屏数据传输线2. 显示窗口长度设置显示窗口长度
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