目录
第1章概述 (1)
1.1 概述 (1)
第2章ZLG522S读写卡模块 (2)
2.1 概述 (2)
2.2 S50/S70卡 (2)
2.2.1 特点 (2)
2.2.2 数据结构 (2)
2.2.3 操作流程 (5)
2.3 PLUS CPU卡 (5)
2.3.1 特点 (5)
2.3.2 数据结构 (6)
2.3.3 操作流程 (7)
2.4 DESFire卡 (10)
2.4.1 特点 (10)
2.4.2 数据结构 (11)
2.4.3 安全性 (11)
2.4.4 访问权限编码 (12)
2.4.5 命令集 (13)
2.4.6 状态编码和错误代码 (13)
2.4.7 操作流程 (14)
2.5 ZLG522S读写卡模块 (18)
2.5.1 特点 (18)
2.5.2 选型表 (19)
2.5.3 引脚接口 (19)
2.5.4 典型应用 (20)
2.5.5 命令设置 (22)
2.5.6 通信协议 (23)
2.5.7 模块功能 (33)
2.6 ZLG522S系列读写卡模块使用例程 (38)
2.6.1 S50/70读写操作 (38)
2.6.2 S50/70卡值操作 (39)
2.6.3 S50/70修改密钥 (40)
2.6.4 DESFire卡洗卡 (41)
2.6.5 DESFire卡读写标准文件操作 (43)
2.6.6 DESFire卡读写记录文件操作 (43)
2.6.7 DESFire卡值操作 (44)
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第1章概述
1.1 概述
在当今社会生活中，越来越多的使用着形形色色的“卡“，如常见的公交卡，银行卡和电话卡等等。这些卡，以其记录的信息方式不同可以分为条码卡、磁条卡和IC卡等。在上述卡中，IC卡具有更高的数据安全性，因而应用最为广泛，如金融财务、软件加密、医疗卫生、交通票务、休闲娱乐管理等各种领域。
IC卡是集成电路卡(Integrated Circuit Card，ICC），在有些场合又称为智能卡、灵巧卡和智慧卡等。将一张专用集成电路镶嵌于符合ISO/IEC7916标准的基片中，即制成一张IC卡，当然也可以封装成纽扣、钥匙牌和各种装饰物等特殊形状。根据与外界数据交换的界面不同分为：接触式IC卡、非接触式IC卡和双界面卡。根据使用芯片的功能不同分为：存储器卡、逻辑加密卡、CPU卡。
非接触式IC卡继承了接触式IC卡容量大、安全性高等优点，又克服了因触点外露导致的污染、磨损、静电以及插卡才能访问的缺点而得到广泛地应用。Mifare系列非接触式IC卡是当前国内使用较广泛的卡，如公交卡、火车IC卡车票等。如广州的羊城通使用的就是S50/70卡，广深和谐号票卡使用的就是MIFARE Ultralight卡。
表 1.1 Mifare系列卡
如表 1.1所示。MIFARE Ultralight、MIFARE Ultralight C、MIFARE Mini、MIFARE Standard 是逻辑加密卡；MIFARE PLUS、MIFARE ProX、MIFARE DESFire、MIFARE DESFire EV1是CPU卡。其中MIFARE PLUS（PLUS CPU，后文均称为PLUS CPU）卡是基于MIFARE Standard 的安全等级升级版。
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第2章ZLG522S读写卡模块
2.1 概述
ZLG522S系列读写卡模块是基于13.56MHz频率的系列读写卡模块。它支持ISO14443标准协议，可支持MIFARE Standard、MIFARE Ultralight、MIFARE ProX、MIFARE DESFire、MIFARE PLUS。它采用NXP公司的MF RC522，该芯片是NXP针对“三表”应用推出的一款低电压、低功耗、体积小的非接触式读写芯片。本系列模块具有具有易用、可靠、多样和体积小等特点。在介绍ZLG522S读写卡前先介绍一下S50/70卡和PLUS CPU卡。
图 2.1 ZLG522S系列模块
2.2 S50/S70卡
2.2.1 特点
?容量为1K/4K字节E2PROM；
?S50卡分为16个扇区，每个扇区为4块，每块16个字节，以块为存取单位；
?S70卡分为40个扇区，前32个扇区每扇区4块，后8个扇区每个扇区为16块，?每个扇区有独立的一组密码及访问控制；
?支持ISO14443-3A唯一序列号（4字节）；
?具有防冲突机制，支持多卡操作；
?无电源，自带天线，内含加密控制逻辑和通信逻辑电路；
?数据保存期为10年，可改写10万次，读无限次；
?工作频率：13.56MHz；
?通信速率：106 KBit/s；
?读写距离：100mm以内（与读写器有关）
2.2.2 数据结构
S50卡的数据结构如表2.1所示。S70卡的前32个扇区的数据结构和S50卡的完全相同，后8个扇区的数据结构如表 2.2所示。
表 2.1 S50卡的数据结构
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表 2.2 S70卡的32~39扇区的数据结构
S50/70卡的数据块都可以作为值块，值块中的数据有格式要求，若数据格式不对，则之操作时会失败，值块数据格式如表2.3所示。
表 2.3 值块的数据格式
每个扇区的最后一块为区尾块，该块是当前扇区的密钥和访问权限控制位存放块。该块的前6字节为Key A；后6个字节为KeyB；中间4个字节为控制位。当密钥有效时，读出的密钥数据始终为0x00，即密钥不可读。S50/S70的每个扇区都可设置一组密钥，每个数据块和区尾块可以单独设置访问权限（扇区32~39每5个数据块可设置一个访问权限）控制位的数据结构如表2.4所示。其中下标表示所控制的数据块（扇区32~39中下标0表示控制的数据块为块0~4；下标1表示控制的数据块为块5~9；下标2表示控制的数据块为块10~14；下标3表示控制的数据块为块15）。‘/’表示数据位取反。
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表 2.4 控制位数据结构
表 2.5 区尾块访问权限设置
注：灰色行为key B可读并可用于存储数据的访问控制条件。
区尾块和key A被预定义为传输配置状态。因为在传输配置状态下key B可读，新卡必须用key A认证。因为访问控制位本身也可以禁止访问，所以个人化时应当特别小心。
对数据块（块0~2或块0~14）的读写访问取决于其访问控制位，分为“禁止”、“Key A”、“KeyB”和“Key A|B”（Key A或Key B）。相关访问控制位的设置确定了其用途以及相应的可用命令。
?读写块：允许读、写操作。
?数值块：运行另外的数值操作——加值、减值、传输和恢复。在用于非充值卡的一种情况（…001?）下，只能够读和减值。在另一种情况（…110…）下，可以用key B充值。
?厂商块：只读，不受访位控制位设置的影响！
?密钥管理：在传输配置状态下，必须用key A 认证。
表 2.6 数据块访问权限设置
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注：如果相应扇区区尾块Key B可读，则不得用作认证（前表中所有灰色行，但有些兼容卡则在Key B
可读的情况下，仍可以用Key B做认证）。如果读写器试图用灰色行的访问控制条件以Key B认证任何扇区的任何块，卡将在认证后拒绝所有后续存储器访问。
2.2.3 操作流程
S50/70卡的所有数据块在满足读条件的情况下都可以用读命令进行访问，在满足写条件下除了厂商块外都可以用写命令进行写入。S50/70卡没有专用的修改密钥和控制位的命令，若需要修改密钥或控制位，则需要采用‘读-改-写’的方式，即读出区尾块（密钥数据读出始终为0x00），修改需要改写的数据（若不修改密钥，则需要将密钥恢复成原来的值），然后将数据写入区尾块。
S50/70卡的值是一个long型的数，用特定的格式存放在数据块中，如表2.3所示。S50/70卡没有专用的格式化值块的命令，若需要值块操作时，需要将数据块的内容格式化为值块格式，并用写命令写入（若数据块内的数据格式是值块的格式，则不需要该步骤），然后再用值块操作命令。
图 2.2 S50/70卡操作流程
2.3 PLUS CPU卡
PLUS CPU卡在MIFARE Standard卡的基础上将安全等级做了大幅度提升。
2.3.1 特点
2或4K字节E2PROM；
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?简单的固定存储器结构，与MIFARE Mini，MIFARE Standard卡兼容；
?存储器结构与MIFARE S70相同（扇区，块）；
?可随意配置访问条件；
?支持ISO14443-3A唯一序列号（4或7字节），支持任意随机ID；
?多扇区认证，多块读和写；
?AES用于认证、加密和认证数据完整性；
?防撕裂保护；
?密钥可存储为MIFARE CRYPTO1密钥（2×48位/扇区）或AES密钥（2×128位/扇区）；
?完全虚拟卡概念；
?中继攻击检查；
?通信速率可达848 Kbit/s；
?单独写操作次数：通常为200，000；
?通过CC EAL4＋安全认证。
PLUS CPU卡有4个安全等级：
?安全等级0。该等级为出厂模式，该模式下可以任意修改卡内的数据（无需认证密钥）。
?安全等级1。该等级和S50/70卡完全兼容，所有操作都和S50/70卡相同。
?安全等级2。该等级和S50/70卡相比，是在CRYPTO1认证前加入了AES认证（激活后只必须至少执行一次AES认证），但该等级下没有值块操作。
?安全等级3。该等级下的认证操作均为AES认证，读写器与卡之间的通信可选择数据加密或线路保护（MAC）。
2.3.2 数据结构
PLUS CPU卡的数据结构是在S50/70卡的基础上增加了AES密钥和配置块，如表2.7所示。
表 2.7 PLUS CPU卡数据结构
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2.3.3 操作流程
PLUS CPU卡的操作分为以下几种：
?数据/值块操作
?卡片升级
?卡片配置（安全等级3）
1．安全等级0下的操作
在安全等级0下，所有的数据块和配置块都可以任意写入（使用个人化命令，数据写入后不能读出，若有格式的配置块则需要按格式写入，若格式错误会出现卡片提升到相应等级后却不可用的情况）且不需要认证任何密钥。当所有需要个人化的数据块（0x9000、0x9001、0x9002（若存在）和0x9003，这几个地址必须修改）被修改后，则可以用提交个人化命令将卡片提升到安全等级1。在没有提交个人化前，所有数据块和配置块都可以任意修改。
2．安全等级1下的操作
该等级下的操作和S50/70卡完全一样，详细操作流程见2.2.3。若卡号为7个字节，则在选择后需要在再次防碰撞（参数改为0x95）和选择，并将第1次防碰撞得出4字节卡号的第1字节0x88（级联字节）去掉，在与第2次防碰撞得出的4字节卡号合并在一起组成7字节的卡号。防碰撞得出的什么卡号（不管是否有级联字节），选择卡时就输入什么卡号，认证时输入的卡号为最后一次选择卡时使用的卡号（若是使用激活函数，则认证时输入的卡号是激活函数输出卡号最后4字节）。符合ISO14443-3A激活的流程如图2.3所示。
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图 2.3 ISO14443-3A的激活流程
注：只有7字节和10字节卡号的情况下，前1、2次防碰撞得到的卡号才会有级联字节，最后一次防碰撞得到的卡号是没有级联字节，所以S50/70卡的激活不用处理级联字节。PLUS CPU卡的卡号有4字节和7字节的区别，使用时完全按照ISO14443-3A的激活流程操作即可。
3．安全等级2下的操作
PLUS CPU卡安全等级2下的操作和S50/70卡比较多了一次AES认证，CRYPTO1认证使用的密钥不再是区尾块中存放密钥，而是用AES认证时生成的过程密钥与区尾块中存放密钥经过异或运算的结果作为CRYPTO1认证密钥。该安全等级下没有值块操作。PLUS CPU卡分为PLUS S和PLUS X。PLUS S卡没有安全等级2。
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图 2.4 安全等级2的操作流程
4．安全等级3下的操作
PLUS CPU卡在安全等级3下有很多个性化的操作。本文中只介绍基本的操作（没有修改配置块时的功能操作），其他操作请参考PLUS CPU卡的数据手册。
PLUS CPU卡采用AES认证，若多个扇区的密钥相同时，且这几个扇区是连续操作，则更换扇区操作的时候不用再次认证密钥。PLUS CPU卡分为PLUS S和PLUS X。在安全等级3下PLUS S卡没有值块操作，且读写操作命令的参数选项没有PLUS X多。
PLUS CPU卡安全等级3下采用AES认证，所以区尾块的存放CRYPTO1密钥就无效，访问控制为字节5~9。同S50/S70比较。多了字节5，字节6~9的功能和S50/70完全相同，其功能见表2.4、表 2.5和表 2.6。字节5是控制本扇区的数据块是否允许明文读取（默认为允许）。
表 2.8 安全等级3的区尾块
PLUS CPU卡安全等级3是工作在ISO14443-4，所以卡片激活后需要额外的操作让卡片处于ISO14443-4的激活状态。
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图 2.5 安全等级3的操作流程
2.4 DESFire卡
MIFARE DESFire (MF3 IC D40)是符合ISO 14443 A的CPU卡。传输协议遵循ISO 14443-4部分。
2.4.1 特点
?操作距离：最大100mm（取决于天线的形状）
?操作频率：13.56MHz
?快速数据传输：106kbit/s，424kbit/s
?高数据完整性：4字节MAC、16位CRC、奇偶校验、位编码、位计数
?真实可确定的防冲突性
?7字节的唯一标识符（符合ISO 14443-3的级联第二层）
?使用ISO 14443-4传输协议
?4k字节NV-存储器
?NV-存储器写时间2ms（1ms擦除，1ms编程）
?数据可保存10年
?可写100，000次
?一个卡最多可同时存在28个应用
?每个应用程序多达16个文件
?RF信道的硬件DES/3DES数据加密，可防止重放攻击。
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?通过4字节MAC进行数据验证
?应用级验证
2.4.2 数据结构
和S50/70以及PLUS CPU卡比较，DESFire卡的数据结构不再是固定地址的存储结构，而是采用文件的结构。一张空白的DESFire卡是不能使用的，需要在上面创建文件后才能使用。
DESFire卡的NV存储器（MF3 IC D40的用户存储空间为4K字节）通过灵活的文件系统来组织。文件系统允许单张卡上存在最多28个不同的应用。每个应用下最多可建立16个文件。每个应用由它的3字节应用标识符（AID）表示。支持5种不同的文件类型，如表2.9所示。
表 2.9 DESFire卡支持的文件类型及编码
DESFire卡的文件具有以下特点：
?每个文件可在卡片初始化时在终端或读写卡器中创建。
?如果文件或应用在操作中被废弃，可使它永久无效。
?对文件结构本身产生影响的命令（例如，建立或删除一个应用，改变密钥）会启动一个自动的恢复机制，它可保护文件结构不会被破坏。
?如果需要使用恢复机制，它在下一个命令执行之前完成，不需要用户的交互操作。
?为了确保应用级的数据完整性，所有5个带备份的文件类型都实现了面向处理的备份。
在一个应用中，可以混合带备份和不带备份的文件类型，因此备份只用于文件0~7，
而文件8~15不支持备份机制。
2.4.3 安全性
7字节UID在生产线编程之后就不能再进行更改，这样就确保了每个器件的唯一性。UID 可用于为每个卡生成多种密钥。在数据发送之前，卡和读写器之间可完成3重认证，这取决于配置使用DES还是3DES。卡和读写器之间之间的数据传输可设置为以下3种安全等级：?直接的数据传输
?带DES/3DES加密校验和（MAC）的直接数据传输
?DES/3DES加密的数据传输（在加密之前进行CRC校验）
应用层允许对用户数据进行访问。每个应用可最多设置14个不同的用户密钥用于控制对卡中保存的数据进行访问。
数据传输的安全等级可以通过创建文件时的通信设定字节进行设置：
表
2.10 通信设置编码
11
DES和3DES密钥都保存在16个字节的字符串中。如果密钥串的后半部分等于前半部分，密钥作为单DES密钥进行处理；如果密钥串的后半部分不等于前半部分，密钥作为3DES密钥进行处理。所有基于密钥的操作（认证，MAC，加密）分别使用DES或3DES方法进行进一步处理。
单DES密钥的例子：
0x00 11 22 33 44 55 66 77 00 11 22 33 44 55 66 77
0x00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
3DES密钥的例子：
0x00 11 22 33 44 55 66 77 88 99 AA BB CC DD EE FF
0x00 11 22 33 44 55 66 77 00 00 00 00 00 00 01 00
注：所有0x00字节都是MF3 IC D40的默认密钥，而单DES操作定义为默认操作。
2.4.4 访问权限编码
应用中的每个文件都有4种不同的访问权限（每个文件2字节）：
?读权限。允许执行读操作的权限。
?写权限。允许执行写操作的权限。
?读&写权限。允许执行读写操作的权限。
?改变访问权限的权限
每种访问权限都编码为4位（半字节）。每个半字节代表与对应的应用密钥文件中的一个密钥的连接。
半字节可实现16个不同值的编码。如果设定为0~13之间的数(最多14个密钥)，它对应于应用的密钥文件中一个特定的密钥，前提是该密钥存在（不允许配置一个不存在的密钥）。
如果编码为14（0xE），则表示“自由的”访问。在选择应用之后，不管之前是否进行验证，都允许进行相关的访问。
如果编码为15（0xF），表示访问永远被禁止。因此各个连接的访问权总是被拒绝。
如果只有“读”和“读&写”访问（或“写”和“读&写”访问）密钥中的一个设定为0xE，其它密钥的值都不同于0xE，在有效验证的情况下通信以MAC/加密的方式执行，在没有有效验证的情况下通信以明码的方式执行。在第二种情况下，通信的设定被卡忽略。
必须知道两字节参数代码的最高4位以获取读访问权（可使用GetValue和Debit命令）。接下来的4位用于获取写访问权（可使用GetValue，Debit和LimitedCredit命令）。低字节的高半部分用于获取读&写访问权。在值文件中，该权限允许完全访问（可使用GetValue，Debit，LimitedCredit和Credit命令）。最低4位获取更改访问权限的权限，当改变文件的访问权限和将每个访问权限连接到密钥号时，需要对它进行验证。访问权限的编码如下所示：
表 2.11 访问权限编码
如果访问一个文件时没有有效的验证，但至少可通过一个相关的访问权限实现自由访问（0xE），那么通信模式被强制为明文通信。
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2.4.5 命令集
DESFire卡的命令集如表2.12所示。该表中不包括DESFire卡的通信命令。DESFire卡的通信命令见ISO14443协议。
表 2.12 DESFire卡的命令一览表
2.4.6 状态编码和错误代码
DESFire卡可能返回的状态编码和错误代码如表2.13所示。
表 2.13 状态编码和错误代码
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2.4.7 操作流程
由于DESFire卡采用了文件结构，所以操作过程中比S50/70卡多了初始化的流程。且数据读写操作是不再是用直接读写存储器的模式，而是采用读写文件的模式（和PC机的读写文件不同）。ZLG522S系列模块不直接支持ISO14443-4协议，但支持卡片与读写器间的数据交互（ExchangeBlock()命令）。因此可以ExchangeBlock()命令来实现对ISO14443-4协议的支持；对于ZLG522SP系列的模块，由于自身支持ISO14443-4协议，所以不需要用ExchangeBlock()命令来实现。
图 2.6中的‘请求应答以选则（RATS）’和‘协商通信协议（PPS）’命令在ZLG522S系列模块中是不直接支持的，但可以用ExchangeBlock()命令来实现。要实现对DESFire卡的操作还需要‘T=CL传输协议’和‘解除激活’两个命令。对于ZLG522S系列模块来说，这2个命也是由ExchangeBlock()命令来实现的。实际上对DESFire卡操作‘请求应答以选则（RATS）’和‘T=CL传输协议’这2命令是必须的，其他2个命令可以不用。‘请求应答以选则（RATS）’命令是使DESFire卡进入ISO14443-4的激活状态，DESFire卡的应用命令都是通过‘T=CL传输协议’命令执行的。
程序清单 2.1 RATS函数定义
//=================================================================================== // 函数原型：unsigned char PiccRequestA TS(unsigned char ucCID，unsigned char *pATS)
// 函数功能：请求选择以应答
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// 输入参数： unsigned char ucCID // 被寻址的PICC 逻辑编号 0x00~0x0E // 输出参数： unsigned char *pATS
// 应答以选择（A TS ）
// 返 回 值： 命令执行结果
//===================================================================================
程序清单 2.2 T=CL 函数定义
//=================================================================================== // 函数原型： unsigned char PiccTPCL(const unsigned char *pSBuf ，unsigned int nSLen ， //
unsigned char *pRBuf ，unsigned int nRBufSize ，unsigned int *pRLen)
// 函数功能： 实现非接触式IC 卡传输协议(T = CL) // 输入参数： unsigned char *pSBuf // 发送的数据 // unsigned int uiSLen
// 发送的字节数 // unsigned int nRBufSize // 接收缓冲区大小 // 输出参数：
unsigned char *pRBuf
// 接收的数据 //
unsigned int *pRLen
// 接收的字节数
// 返 回 值： STA TUS_SUCCESS -- 成功；其它值 -- 失败。
//===================================================================================
1． 激活
由于DESFire 卡的通信协议是ISO14443-3/4所以除了ISO14443-3A 的激活外还要执行ISO14443-4的激活。ISO14443-3A 的激活流程见图 2.3，DESFire 卡激活流程如图 2.6所示。
当卡片激活后就可以使用表 2.12中的命令对卡片进行操作。
IC 卡从ISO14443-的激活状态
UID
图 2.6 ISO14443A 激活流程
2． 初始化（洗卡）
一张空白的DESFire 卡是不能直接使用的，需要在卡中创建应用和文件并将密钥载入。之后该卡片才能够使用，在卡中创建应用、文件和修改密钥的操作，可称为洗卡。
一张卡片最多可以建立28个应用。应用通过3字节长度的AID 来区分，AID 为0x000000的应用为卡本身，相当与DOS 的根目录，该应用无需创建（一直存在），也不能删除。每个应
用下最多可建立16个文件。每个应用下最多存放14个密钥，密钥标识符为0x00~0x0D。密钥标识符为0x00的密钥在AID为0x000000的应用中称为主控密钥。若是在AID不是0x000000的应用中，则称为应用主控密钥。若大部分对文件本身和密钥进行操作的命令都要求认证主控密钥。
主控密钥的设定编码和应用主控密钥的设置编码不同。密钥设置编码可以通过GetKeySetting()函数来查看。初始化时，建议将主控密钥和应用主控密钥以及设置均修改，以提高卡片的安全特性。若还需要提高卡片的安全特性，还可以将每个应用的密钥都应和卡片的UID关联起来，使每张卡片的密钥均不相同。
主控密钥和应用主控密钥的默认值均为：0x00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00。
表 2.14 主控密钥的设置
表 2.15 应用主控密钥的设置
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图 2.7 DESFire卡的初始化（洗卡）流程
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3．应用操作
激活DESFire卡，并选择卡上的应用后，就可以对该应用下的文件进行操作，有些操作需要验证密钥（由创建文件时指定是否验证密钥）。详细的操作流程如图 2.8所示。该图中只是对文件进行读、写以及值操作。其他的操作请参阅DESFire卡的数据手册。
图 2.8 DESFire操作流程
2.5 ZLG522S读写卡模块
2.5.1 特点
?采用NXP公司的MF RC522，符合ISO14443标准；
?可选择5V或3.3V供电；
?能接双天线，能识别是哪一个天线上有卡；
?读卡距离大于5cm；
?有I2C从机接口，也有UART接口或RS232接口；
?可主动检测卡进入，检测到卡时可产生中断输出或通过UART输出数据；
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?支持ISO14443-4标准，可支持MIFARE ProX、MIFARE DESFire、MIFARE PLUS等CPU卡。
?集成MIFARE PLUS卡的操作命令（仅限于ZLG522SP系列模块）
2.5.2 选型表
ZLG522S系列读写卡模块有如表2.16所示，除此之外还有ZLG522SP/T，该型号模块是在ZLG522S系列读写卡模块的基础上增加了对PLUS CPU卡的支持。ZLG522S系列读写卡模块虽然也能读写PLUS CPU卡，但需要主控制器完成AES的加、减密等处理运算。ZLG522SP/T 模块将PLUS CPU卡的操作命令都集成到模块中，主控制器只需要发送简单的命令就完成对PLUS CPU卡的操作。
表 2.16 ZLG522S系列读写卡模块选型表
有关ZLG522S系列读写卡模块的详细说明请登陆http：//https://www.doczj.com/doc/a112769127.html,进行查询。2.5.3 引脚接口
ZLG522S系列模块有两种不可同时使用的通信接口：UART和I2C接口。若UART先检测到一个可用的通信波特率，则使用UART进行通信，I2C接口失效；若I2C接口首先收到自身的从机地址SLA+W，则使用I2C进行通信，UART失效。
ZLG522S系列模块的接口如表2.17，其中J2只有不带天线的模块才使用。J6只有模块型号后缀带‘+’的模块才有。
表 2.17 ZLG522S系列读写模块接口及引脚描述
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《单片机原理及应用》 课程设计报告 题目： LCD显示设计 院 (系)：机电与自动化学院 专业班级：电气工程及其自动化1204 学生姓名： 学号： 指导教师： 2015年6月 23日至2015年 7 月 3日 华中科技大学武昌分校制
《单片机及控制系统》课程设计任务书
目录 1.课程设计目的 (1) 2. 课程设计题目及要求 (2) 2.1 课程设计题目 (2) 2.2 课程设计要求 (2) 3. 课程设计主要内容 (3) 3.1 LCD显示原理 (3) 3.2 LCD显示电路 (3) 3.3L C D引脚说明 (4) 3.4 SED1520的基本原理 (4) 3.5 SED1520的13条指令 (6) 3.6 LCD与单片机的连接 (6) 3.7 汉字字模的获取 (7) 3.8 课程设计程序流程 (8) 3.8.1显示子程序 (8) 3.8.2 初始化程序 (8) 3.8.3 显示程序 (9) 3.8.4 清屏子程序 (9) 3.9 课程设计具体程序 (10) 3.9.1翻屏 (10) 4.课程设计总结 (16) 参考文献 (17)
1.课程设计目的 随着科技的高速发展，液晶显示设备越来越多，各种各样的液晶显示产品走进我们生活中。为了进一步巩固学习的理论知识，增强我们对所学知识的实际应用能力和运用所知识解决实际问题的能力，开始为期两周的单片机课程设计。单片机课程设计的目的是培养我们综合设计的能力，训练我们灵活运用所学知识，独立完成问题分析、总体设计和编程实现等软件开发过程的综合实践能力，巩固深化学生的理论知识，提高编程水平，并在此过程中培养我们严谨的科学态度和良好的学习作风。为今后其他计算机课程打下基础。按照教学计划的要求，利用二周时间，综合应用所学知识，设计具有一定功能的LCD显示，培养我们一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力，要求我们能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，提出自己的设计方案。
液晶显示器常用通用驱动板 2009-12-31 18:22 1．常用“通用驱动板”介绍 目前，市场上常见的驱动板主要有乐华、鼎科、凯旋、华升等品牌。驱动板配上不同的程序，就驱动不同的液晶面板，维修代换十分方便。常见的驱动板主要有以下几种类型： （1） 2023 B-L驱动板 2023B－L驱动板的主控芯片为RTD2023B，主要针对LVDS接口设计，实物如图1所示。 图1 2023B-L驱动板实物 该驱动板的主要特点是：支持LVDS接口液晶面板，体积较小，价格便宜。主要参数如下： 输入接口类型：VGA模拟RGB输入； 输出接口类型：LVDS； 显示模式：640×350／70Hz～1600×1200／75Hz； 即插即用：符合VESA DDC1／2B规范； 工作电压：DC 12V±1.0V，2～3A； 适用范围：适用于维修代换19in以下液晶显示器驱动板。 2023B－L驱动板上的VGA输入接口各引脚功能见表2，TXD、RXD脚一般不用。
表2 VGA插座引脚功能 2023B-L驱动板上的按键接口可以接五个按键、两个LED指示灯，各引脚功能见表3。 表3 2023B-L驱动板上的按键接口引脚功能 2023B-L驱动板上的LVDS输出接口（30脚）引脚功能见表4。 表4 2023B-L驱动板LVDS输出接口各引脚功能 2023B-L驱动板上的高压板接口引脚功能见表5。
表5 2023B-L驱动板上的高压板接口引脚功能 （2）203B-L驱动板 2023B-L主要针对TTL接口设计，其上的LVDS接口为插孔，需要重新接上插针后才能插LVDS插头。2023B-T驱动板实物如图6所示。 图6 2023B-T驱动板实物图 2023B-T驱动板体积比2023B-L稍大，价格也相对高一些，其主要参数如下： 输入接口类型：VGA模拟RGB输入； 输出接口类型：TTL； 显示模式：640×350／70Hz～1280×1024／75 Hz： 即插即用：符合VESA DDC1／2B规范； 工作电压：DC 12V±1.0V，2～3A； 适用范围：适用于维修代换20in以下液晶显示器的驱动板。 2023B-T驱动板的VCA输入接口、按键接口、LVDS输出接口、高压板接口引脚功能与前面介绍的2023B-L驱动板基本一致。
LCD1602液晶显示课程设计 第一章绪论 1.1课题背景 当今时候是一个信息化的时代，信息的重要性不言而喻的，获取手段显得尤其重要。人们所接受的信息有70%来自于人的视觉，无论用何种方式获取的信息最终需要有某种显示方式来表示。在当代显示技术中，主流的有LED显示屏和LCD液晶显示，而在这些显示技术中，尤其以液晶显示器LCD（Liquid crystal display）为代表的平板显示器发展最快，应用最广。LCD是典型的发光器件，它一材料科学为基础，综合利用了精密机械，光电及计算机技术，并正在微机械，微光学，纤维光学等前沿领域研究基础上，向高集成化，智能化方向发展。 液晶显示技术发展迅猛，市场预测表明，液晶显示平均年销售呈增长10%~13%，不久的将来有可能取代CRT，成为电子信息产品的主要显示器件，另外，液晶显示器对空间电磁辐射的干扰不敏感，且在紧凑的仪器空间不需要专门的屏蔽保护，因而课大大简化仪器的结构和制造成本，在各种便携式仪器，仪表将会越来越广泛的应用。特别是在电池供电的单片机产品中，液晶显示更是必选的显示器件。 1.2课题设计目标 本设计是基于AT89C51芯片单片机为主控芯片，结合1602液晶显示模板等外围电路，通过软件程序，来实现液晶显示英文字母。本次设计的目的在于利用单片机和IIC技术来显示英文字母。 1.3课程设计的主要工作 （1）对系统的各个模块的各个功能进行深入分析和研究，在对课题所采用的方案进行可行详细的研究后设计具体功能电路。 （2）熟悉所选芯片的功能并完成具体电路设计。
（3）对系统的最终指标进行测试，针对系统的不足，进行分析并提出一些改正方法。 1.4 设计要求 （1）运行IIC总线技术。 （2）循环显示字母。 第二章硬件设计 2.1 LCD1602简介 2.1.1 LCD1602引脚功能 LCD1602引脚如图2.1所示 图2.1 LCD1602引脚图 引脚图的功能如表2—1所示
12864液晶屏手册 一、液晶显示模块概述 12864A-1汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵，16*8=128，16*4=64，一行只能写8个汉字，4行；）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。 主要技术参数和显示特性: 电源：VDD ~+5V(内置升压电路，无需负压)； 显示内容：128列×64行（128表示点数） 显示颜色：黄绿 显示角度：6：00钟直视 LCD类型：STN 与MCU接口：8位或4位并行/3位串行 配置LED背光 多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等 二、外形尺寸 1.外形尺寸图 2.主要外形尺寸 项目标准尺寸单位 模块体积××mm
二、模块引脚说明 逻辑工作电压(VDD)：～ 电源地(GND)：0V 工作温度(Ta)：0～60℃(常温) / -20～75℃（宽温） 三、接口时序 模块有并行和串行两种连接方法（时序如下）： 8位并行连接时序图 MPU写资料到模块
MPU从模块读出资料 2、串行连接时序图
串行数据传送共分三个字节完成： 第一字节：串口控制—格式11111ABC A为数据传送方向控制：H表示数据从LCD到MCU，L表示数据从MCU到LCD B为数据类型选择：H表示数据是显示数据，L表示数据是控制指令 C固定为0 第二字节：(并行)8位数据的高4位—格式DDDD0000 第三字节：(并行)8位数据的低4位—格式0000DDDD 串行接口时序参数：(测试条件：T=25℃VDD=
备注： 1、当模块在接受指令前，微处理顺必须先确认模块内部处于非忙碌状态，即读取BF标志时BF需为0，方可接受新的指令；如果在送出一个指令前并不检查BF标志，（一般在输入每天指令前加个delay）那么在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即是等待前一个指令确实执行完成，指令执行的时间请参考指令表中的个别指令说明。 2、“RE”为基本指令集与扩充指令集的选择控制位元，当变更“RE”位元后，往后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更“RE”位元，否则使用相同指令集时，不需每次重设“RE”位元。 具体指令介绍： 1、清除显示
液晶显示模块开基本步骤
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核心器件: SG12864-5C SG12864-5C是采用三星电子公司生产的KS0713为内显示控制芯片的小型液晶显示模块。该128×64点阵液晶显示模块具有二种不同功耗模式，价格低，数据可读可写，使用方便等优点。其所采用的KS0713更是一种小型的大规模集成并带有驱动器的点阵型液晶控制芯片。KS0713体积小,外观尺寸只有42mm×39mm,29个引脚；可直接由微处理器控制；数据读写操作不受外部时钟控制；集成化程度高，自带液晶所必需的电源驱动。 图1 ADC倒转列地址和显示列地址之间的对应关系示意图 液晶显示模块开发的基本步骤 点阵型液晶显示模块的开发基本可以分为三步： 根据开发系统的要求完成单片机与液晶显示模块的接口，通常的接口有总线模式和I/O模式两种。特别要注意，液晶显示模块对负电压的要求，如果负电压值不符合要求，则会造成液晶屏显示一片全黑，或是对比度太低。 根据控制器的时序图和寄存器的命令表格，通过编写程序往显存的指定地址送一个字节，比如0xFF，只要液晶上显示一条实线线段，如果可以正常启动并有数据显示，无论数据显示的对错甚至显示的是乱码，都表明液晶模块的初始化已经完成，数据传输通道已经基本打通。 仔细研究显存的排列方式/数据的传输方式是纵向还是横向，字节内的位顺序是左高右低，还是左低右高，1是对应黑点还是白点，显存地址是怎样排列的，是自动加1，还是要另外设置等等。 SG12864-5C液晶显示模块中采用的KS0713显示控制芯片 SG12864-5C(128×64点阵式LCD)液晶显示模块在悬空背光源管脚的状态下，其电流最大值仅为0.25mA,通常典型电流值为0.17mA，输入电压为3V~3.6V。满足了绝大部分嵌入
1602液晶显示模块的应用 10-08-02 18:42 蓝雪天使发表 液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在各类仪表和低功耗系统中得到广泛的应用。 根据显示内容可以分为字符型液晶，图形液晶。根据显示容量又可以分为单行16字，2行16字，两行20字等等。 这里介绍常用的字16字X2行的字符型液晶模块的使用方法。这是一种通用模块。与数码管相比该模块有如下优点： 1.位数多，可显示32位，32个数码管体积相当庞大了 2.显示内容丰富，可显示所有数字和大、小写字母 3.程序简单，如果用数码管动态显示，会占用很多时间来刷新显示，而1602自动完成此功能。 1602采用标准的16脚接口，其中：（模块背面有标注） 第1脚：VSS为地电源 第2脚：VDD接5V正电源 第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，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”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度（建议接地，弄不好有的模块会不显示） 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。 第5脚：RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
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。 第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。 第15～16脚：空脚（有的用来接背光） 1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了不同的点阵字符图形，这些字符有，阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，其中数字与字母同ASCII 码兼容。 其内部还有自定义字符（CGRAM），可用业存储自已定义的字符。 1602模块的设定，读写，与光标控制都是通过指令来完成，共有11条指令，如下：
常用液晶显示模块驱动程序设计1 常用液晶显示模块驱动程序设计 引言 第1章绪论 1.1 液晶显示器件概述 1.1.1液晶显示器件在显示技术中的地位 1.1.2液晶显示器件的优异性能及发展前景 1.2 论文选题的意义 1.3 本文的主要工作 第2章液晶显示基本原理及应用基础 2.1 液晶显示基本知识 2.2 液晶显示原理 2.3 液晶显示器件的优点 2.4 液晶显示驱动原理 2.4.1 静态驱动方法简述 2.4.2 动态驱动方法简述 第3章液晶显示模块 3.1 液晶显示模块的分类 3.1.1 数显液晶显示模块 3.1.2 点阵字符型液晶显示模块 3.1.3 点阵图形液晶显示模块
3.2 液晶显示控制器的原理 3.2.1 设计特性 3.3 液晶显示控制器的应用 第4章段式液晶显示模块的原理及应用 4.1 段式液晶显示模块LCM061A简介 4.1.1 段式液晶显示模块LCM061A的基本功能 4.1.2 段式液晶显示模块LCM061A的引脚说明 4.1.3 段式液晶显示模块LCM061A指令集… 4.2 段式液晶显示模块LCM061A接口方案及论证 4.3 段式液晶显示模块LCM061A应用程序设计 4.3.1功能程序模块详解 4.3.2程序设计流程图 第5章字符型液晶显示模块的原理及应用 5.1 字符型液晶显示模块基本特点 5.2 字符型液晶显示控制及驱动器HD44780 5.2.1 HD44780的特点 5.2.2 HD44780的硬件工作原理 5.2.3 HD44780的指令集 5.3 基于HD44780字符型液晶显示器LCM1602的原理及应用5.3.1 字符型液晶显示器LCM1602的原理 5.3.2 字符型液晶显示器LCM1602接口方案及论证 5.4 字符型液晶显示器LCM1602应用程序设计
文章编号：１００６－６２６８（２００８）０７—００４１－－０４ 中文图形１２８６４点阵液晶显示橄与５１单片机，的撇口呶Ｃ５１程序设计 李志广１２。李晓泉３，淮俊霞１’２ （１．河：ｉｌ：－ｒ业大学应用物理系。天津３００１３０； ２。深圳市拓普微科技开发有限公司。深圳５１８０５７； ３．天津市轻工业设计院。天津３００１９３） 摘要：讨论如何利用软件控制ＬＭ３０３３Ｂ一０ＢＲ３液晶显示模块时序，采用Ｃ５１语言编程，驱动 液晶模块实现并行传输方式的字符、汉字以及图形显示。具体阐述了ＬＭ３０３３Ｂ一０ＢＲ３液晶显示 模块与单片机ＡＴ８９Ｓ５２的并行接口电路和软件编程方法。 关键词：ＬＭ３０３３Ｂ一０ＢＲ３液晶显示模块；ＳＴ７９２０控制器；ＡＴ８９Ｓ５２单片机；Ｃ５１编程 中图分类号：ＴＮ４０文献标识码：Ａ ＰａｒａｌｌｅｌＩｎｔｅｒｆａｃｅＴｅｃｈｎｉｑｕｅｂｅｔｗｅｅｎＣｈｉｎｅｓｅＧｒａｐｈｉｃ１２８６４ＤｏｔＭａｔｒｉｘＬＣＤＭｏｄｕｌｅａｎｄ５１ＳｉｎｇｌｅｃｈｉｐａｎｄＣ５１Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ＬＩＺｈｉ－ｇｕａｎ９１２，ＬＩＸｉａｏ－ｑｕａｎ３，ＨＵＡＩＪｕｎ－ｘｉａｌ卫 （１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００１３０，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｈｅｎｚｈｅｎＴｏｐｗａｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣＯ．，ＬＴＤ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０５７，Ｃｈｉｎａ； ３．ＴｉａｎｊｉｎＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＴｉａｎＪｉｎ３００１９３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＨｏｗｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｔｉｍｅｓｅｑｕｅｎｃｅｏｆＬＭ３０３３Ｂ一０ＢＲ３ＬＣＤｍｏｄｕｌｅｂｙＣ５１ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＩｎｔｈｉｓｗａｙｔｈｅＬＣＤｍｏｄｕｌｅｗａｓｄｒｉｖｅｎｂｙ ｐａｒａｌｌｅｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｓａｎｄｇｒａｐｈｉｃｓｃｏｕｌｄｂｅｄｉｓｐｌａｙｅｄｗｅｌｌ．Ｔｈｅｐａｒａｌｌｅｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｄｅｓｉｇｎｂｅｔｗｅｅｎＬＭ３０３３Ｂ－０ＢＲ３ＬＣＤｍｏｄｕｌｅａｎｄＡＴ８９Ｓ５２ ｗｅｒｅｎａｒｒａｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＬＭ３０３３Ｂ－ＯＢＲ３ＬＣＤｍｏｄｕＩｅ：ＳＴ７９２０ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＡＴ８９Ｓ５２ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍｉｃｙｏｃｏ； Ｃ５１ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ 收稿日期：：２００８－０１—２７ＪＩｌｌ．，２００８，总第９０期现代显示ＡｄｖａｎｃｅｄＤｉｓｐｌａｙ４１技术究玩
液晶显示模块（LCM）的基础知识 一、LCD的工作原理 1、液晶显示器基本常识 LCD基本常识 液晶显示是一种被动的显示，它不能发光，只能使用周围环境的光。它显示图案或字符只需很小能量。正因为低功耗和小型化使LCD成为较佳的显示方式。 液晶显示所用的液晶材料是一种兼有液态和固体双重性质的有机物，它的棒状结构在液晶盒内一般平行排列，但在电场作用下能改变其排列方向。 对于正性TN-LCD，当未加电压到电极时，LCD处于"OFF"态，光能透过LCD呈白态；当在电极上加上电压LCD处于"ON"态，液晶分子长轴方向沿电场方向排列，光不能透过LCD，呈黑态。有选择地在电极上施加电压，就可以显示出不同的图案。 对于STN-LCD，液晶的扭曲角更大，所以对比度更好，视角更宽。STN-LCD是基于双折射原理进行显示，它的基色一般为黄绿色，字体蓝色，成为黄绿模。当使用紫色偏光片时，基色会变成灰色成为灰模。当使用带补偿膜的偏光片，基色会变成接近白色，此时STN成为黑白模即为FSTN,以上三种模式的偏光片转90°，即变成了蓝模，效果会更佳。 2、液晶0下图是一个反射式TN型液晶显示器的结构图. 从图中可以看出,液晶显示器是一个由上下两片导电玻璃制成的液晶盒，盒内充有液晶，四周用密封材料-胶框（一般为环氧树脂）密封，盒的两个外侧贴有偏光片。 液晶盒中上下玻璃片之间的间隔，即通常所说的盒厚，一般为几个微米（人的准确性直径为几十微米）。上下玻璃片内侧，对应显示图形部分，镀有透明的氧化铟-氧化锡（简称ITO）导电薄膜，即显示电极。电极的作用主要是使外部电信号通过其加到液晶上去（这个电信号一般来自IC）。 液晶盒中玻璃片内侧的整个显示区覆盖着一层定向层。定向层的作用是使液晶分子按特定的方向排列，这个定向层通常是一薄层高分子有机物，并经摩擦处理。 在TN型液晶显示器中充有正性向列型液晶。液晶分子的定向就是使长棒型的液晶分子平行于玻璃表面沿一个固定方向排列，分子长轴的方向沿着定向处理的方向。上下玻璃表面的定向方向是相互垂直的，这样，在垂直于玻璃片表面的方向，盒内液晶分子的取向逐渐扭曲，从上玻璃片到下玻璃片扭曲了90°（参见下图），这就是扭曲向列型液晶显示器名称的由来。
12864液晶屏学习手册 一、液晶显示模块概述 12864A-1汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵，16*8=128，16*4=64，一行只能写8个汉字，4行；）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。主要技术参数和显示特性: 电源：VDD 3.3V~+5V(内置升压电路，无需负压)； 显示内容：128列× 64行（128表示点数） 显示颜色：黄绿 显示角度：6：00钟直视 LCD类型：STN 与MCU接口：8位或4位并行/3位串行 配置LED背光 多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等 二、外形尺寸 1.外形尺寸图 2.主要外形尺寸
二、模块引脚说明 逻辑工作电压(VDD)：4.5～5.5V 电源地(GND)：0V 工作温度(Ta)：0～60℃(常温) / -20～75℃（宽温） 三、接口时序 模块有并行和串行两种连接方法（时序如下）： 8位并行连接时序图 MPU写资料到模块
MPU从模块读出资料 2、串行连接时序图
串行数据传送共分三个字节完成： 第一字节：串口控制—格式11111ABC A为数据传送方向控制：H表示数据从LCD到MCU，L表示数据从MCU到LCD B为数据类型选择：H表示数据是显示数据，L表示数据是控制指令 C固定为0 第二字节：(并行)8位数据的高4位—格式DDDD0000 第三字节：(并行)8位数据的低4位—格式0000DDDD 串行接口时序参数：(测试条件：T=25℃VDD=4.5V)
备注： 1、当模块在接受指令前，微处理顺必须先确认模块内部处于非忙碌状态，即读取BF标志时BF需为0，方可接受新的指令；如果在送出一个指令前并不检查BF标志，（一般在输入每天指令前加个delay）那么在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即是等待前一个指令确实执行完成，指令执行的时间请参考指令表中的个别指令说明。 2、“RE”为基本指令集与扩充指令集的选择控制位元，当变更“RE”位元后，往后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更“RE”位元，否则使用相同指令集时，不需每次重设“RE”位元。 具体指令介绍：
河南工业大学 毕 业 设 计 说 明 书 班级：05353班 姓名：张龙 指导老师：韩全立 2008.5.20月1日
毕业设计任务书 题目：液晶显示模块设计 一．目的与性质： 利用51系列单片机，设计一个LCD液晶显示模块，要求能够实现LCD 液晶显示器的基本功能。通过此设计达到进一步理解和运用单片机技术的功能。 二．设计任务与要求： 1.学习单片机的相关知识 2.设计一个LCD液晶显示系统，要求能够该系统的基本功能。 3. 编写并调试相关程序 三．参考文献： 1.查阅相关资料，根据以上任务与要求，完成总体方案设计； 2.画出系统电路原理图（用porel完成）; 3.编写相应程序,并在试验装置上调试通过; 4.设计说明书10000字以上; 四．指导老师：韩全立 五．设计学生：05353班张龙 08.5.20
前言 显示数字和有限个英文字符，不能显示汉字，显示内容不直观，操作人员只能根据约定格式了解显示内容。而LCD则可显示各种汉字和图形，能实现中文菜单显示，便于操作，并且功耗低。因此LCD得到广泛应用。用LCD显示汉字时，一般采用自制汉字模和汉字编码，当显示内容较多时，字模库容量很大，汉字的编码亦很难记住，给编程造成困难，当显示内容改变时，字模库也要作相应变化，工作量大在电目前常用的小型显示器有LCD和LED ，LED显示器只能子产品设计中，人机交互显示界面是必不可少的工作，目前一般使用的液晶显示器均为七段笔划式，只能显示数字和少量字符，功能往往受到局限，对于较复杂的字符或图形则无能为力。而LCD智能型显示模块则是一种低功耗、低损耗、低价值的显示器件，它不但可以显示各式各样的字符、汉字和图形，同时具有可编程能力，且与单片机接口方便，基于以上优点，LCD 智能显示模块获得了广泛的应用。液晶作为一种显示器件，以其特有的优势正广泛应用于仪器、仪表、电子设备等低功耗产品中。以往的测控仪器的显示部分大都采用LED式液晶显示屏进行参数设定和结果显示，其显示信息量少、形式单一、人机交互性差、操作人员要求较高。而液晶显示器(LCD)具有功耗低、体积小、质量轻、超薄和可编程驱动等其他显示方式无法比拟的优点，不仅可以显示数字、字符，还可以显示各种图形、曲线、及汉字，并且可实现屏幕上下左右滚动、动画、闪烁、文本特征显示等功
液晶显示器常用通用驱动 板介绍
液晶显示器常用“通用驱动板”介绍 1．常用“通用驱动板”介绍 目前，市场上常见的驱动板主要有乐华、鼎科、凯旋、华升等品牌。驱动板配上不同的程序，就驱动不同的液晶面板，维修代换十分方便。常见的驱动板主要有以下几种类型： （1）2023B-L驱动板 2023B－L驱动板的主控芯片为RTD2023B，主要针对LVDS接口设计，实物如图1所示。 图12023B-L驱动板实物 该驱动板的主要特点是：支持LVDS接口液晶面板，体积较小，价格便宜。主要参数如下： 输入接口类型：VGA模拟RGB输入； 输出接口类型：LVDS； 显示模式：640×350／70Hz～1600×1200／75Hz； 即插即用：符合VESADDC1／2B规范； 工作电压：DC12V±1.0V，2～3A； 适用范围：适用于维修代换19in以下液晶显示器驱动板。 2023B－L驱动板上的VGA输入接口各引脚功能见表2，TXD、RXD脚壹般不用。 表2VGA插座引脚功能 2023B-L驱动板上的按键接口能够接五个按键、俩个LED指示灯，各引脚功能见表3。 表32023B-L驱动板上的按键接口引脚功能 2023B-L驱动板上的LVDS输出接口（30脚）引脚功能见表4。
表42023B-L驱动板LVDS输出接口各引脚功能 2023B-L驱动板上的高压板接口引脚功能见表5。 表52023B-L驱动板上的高压板接口引脚功能 （2）203B-L驱动板 2023B-L主要针对TTL接口设计，其上的LVDS接口为插孔，需要重新接上插针后才能插LVDS插头。2023B-T驱动板实物如图6所示。 图62023B-T驱动板实物图 2023B-T驱动板体积比2023B-L稍大，价格也相对高壹些，其主要参数如下： 输入接口类型：VGA模拟RGB输入； 输出接口类型：TTL； 显示模式：640×350／70Hz～1280×1024／75Hz： 即插即用：符合VESADDC1／2B规范； 工作电压：DC12V±1.0V，2～3A； 适用范围：适用于维修代换20in以下液晶显示器的驱动板。 2023B-T驱动板的VCA输入接口、按键接口、LVDS输出接口、高压板接口引脚功能和前面介绍的2023B-L 驱动板基本壹致。 2023B-T驱动板的TTL插针CN1（40脚）、CN2（30脚）用于驱动40＋30屏线接口的液晶面板，CN1（40脚）、CN2（30脚）的引脚排列顺序如图7所示，引脚功能分别见表8、表9。 图7CN1（40脚）、CN2（30脚） 表8TTL接口CN1（40脚）引脚功能 表9TTL接口CN2（30脚）引脚功能 2023B-T驱动板的TTL插口CN3（45脚）、CN4（30脚）用于驱动45＋30屏线接口的液晶面板，CN3（45脚）、 CN2（30脚）的引脚排列顺序如图12所示，引脚功能分别见表10、表11。 图12CN3（45脚）、CN4（30脚）的引脚排列顺序示意图 表10TTL接口CN3（45脚）引脚功能
LED显示屏模组使用材料说明 1、LED灯：LED红灯（晶元），亮度1000-1100mcd，中心波长623-627nm LED绿灯（士蓝），亮度1900-2200mcd，中心波长520-525nm LED蓝灯（士蓝），亮度365-385mcd，中心波长470-475nm 发光二极管简称为LED。主要由支架、晶片、银胶、金线、环氧树脂五种物料所组成。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。发光材料用透明环氧树脂封装。封装树脂包括：A胶（主剂）、B胶（硬化剂）、DP（扩散剂）、CP（着色剂）四部份组成。其主要成分为环氧树脂（Epoxy Resin）、酸酐类（酸无水物Anhydride）、高光扩散性填料（Light diffusion）及热安定性染料（dye） 2、LED驱动IC：HB5024 HB5024是一款用于大屏幕LED的低压差、高精度16位恒流驱动芯片。它是内建的16位移位寄存器与栓锁功能，可以将串行的输入数据转换成并行输出数据格式。HB5024的输入电压范围值为3.3V至5V，提供16个电流源，可以在每个输出级提供3mA - 45 mA恒定电流以驱动LED。并且单颗IC 内输出通道的电流差异小于±2%；多颗IC间的输出电流差异小于±3%；恒定输出电流随着输出端耐受电压(VDS)变化，被控制在每伏特0.1%；且电流受供给电压(VDD)、环境温度的变化也被控制在1%。HB5024可以选用不同阻值的外接电阻来调整其输出级的电流大小，藉此机制，使用者可精确地控制LED的发光亮度。HB5024的设计保证其输出级可耐压17V，因此可以在每个输出端串接多个LED。此外，HB5024亦提供30MHz的高时钟频率以满足系统对大量数据传输上的需求。 3、其他LED配件： ①、电源座（加强型）：电源座是承接电源线与PCB板连接的主要器件，
FYD12864液晶中文显示模块
(一) (一)概述 (3) (二)(二)外形尺寸 1 方框图 (3) 2 外型尺寸图 (4) (三)(三)模块的接口 (4) (四)(四)硬件说明 (5) (五) 指令说明 (7) (五)(五)读写操作时序 (8) (六)(六)交流参数 (11) (七)(七)软件初始化过程 (12) (八)(八)应用举例 (13) (九)(九)附录 1半宽字符表 (20) 2 汉字字符表 (21) 一、概述 FYD12864-0402B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128×64, 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、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8×4行16×16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。 基本特性: ●●低电源电压（VDD:+3.0--+5.5V）
●●显示分辨率:128×64点 ●●内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字(简繁体可选) ●●内置 128个16×8点阵字符 ●●2MHZ时钟频率 ●●显示方式：STN、半透、正显 ●●驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS ●●视角方向：6点 ●●背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10 ●●通讯方式：串行、并口可选 ●●内置DC-DC转换电路，无需外加负压 ●●无需片选信号，简化软件设计 ●●工作温度: 0℃ - +55℃ ,存储温度: -20℃ - +60℃ 二、方框图 3、外形尺寸图
液晶显示器接口设计及控制实现 ---基于DSP原理姓名：XXX班级：AAAAA学号:1234567 1引言 数字信号处理(Digital Signal Processing，简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。数字信号处理是一种通过使用数学技巧执行转换或提取信息，来处理现实信号的方法，这些信号由数字序列表示。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。德州仪器、Freescale等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。 DSP即数字信号处理器，是一种特别适用于数字信号处理运算的微处理器，速度快，功能强，广泛应用于图形图像处理、语音处理、仪器仪表、通信、多媒体及军事等领域。液晶显示器由于具有功耗低、价格低、驱动电压低、接口方便、使用寿命长等特点以及优越的字符和图形显示功能，在各种图形显示、人机交互中得到广泛应用。 本文将给出TMS320LF2407型DSP(以下简称DSP)控制北京青云公司生产的LCM320 240液晶显示屏的软硬件设计实例，说明如何通过DSP控制液晶显示模块。同时，由于程序采用系统设计C语言，因此对其他型号的DSP与LCD接口设计和控制实现也有一定的参考价值。 2TMS320LF2407主要特点 TMS320LF240x系列是TMS320C2000家族中最新、功能强大的DSP，其中LF2407是最具有革命性的产品，是一款集成度较高、性能较强的DSP，采用高性能静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减少了控制器的损耗；30MI/s的执行速度使得指令周期缩短到33ns．从而提高了控制器的实时控制能力；具有多达41个通用、双向的数字I/O引
液晶显示模块技术手册 HJ1602A 一、概述 HJ1602A是一种工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）二.模块尺寸（如图） 三．引脚接口说明表 第1脚：VSS为地电源。 第2脚：VDD接5V正电源。 第3脚：VL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。 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。 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。
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。 第15脚：背光源正极。 第16脚：背光源负极。 四．1602LCD的指令说明及时序 14：控制命令表 1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平） 指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。 指令2：光标复位，光标返回到地址00H。 指令3：光标和显示模式设置I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。 指令4：显示开关控制。D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令5：光标或显示移位S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令6：功能设置命令DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示F: 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。指令7：字符发生器RAM地址设置。 指令8：DDRAM地址设置。 指令9：读忙信号和光标地址BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令10：写数据。 指令11：读数据。
在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED 数码管、液晶显示器。发光管和LED数码管比较常用，软硬件都比较简单，在前面章节已经介绍过，在此不作介绍，本章重点介绍字符型液晶显示器的应用。 在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点：显示质量高 由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。 数字式接口 液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。 体积小、重量轻 液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。
功耗低 相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。 10．8．1 液晶显示简介 ①液晶显示原理 液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，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。 ②液晶显示器的分类 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、字符式、点阵式等。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。 ③液晶显示器各种图形的显示原理: 线段的显示
液晶显示器中常用芯片类型 1.液晶显示器中常用MCU 液晶显示器的发展经历了从多芯片到单芯片的发展过程，无论采用哪种方案，都必须有MCU来完成机器控制和图像显示。下面介绍一下液晶显示器常用的MCU. 液晶显示器和电视机所用的MCU是集成了运算器、控制器、存储器(也可外置)、输人输出功能的单片机，常用的有4位(如键盘控制器、遥控器)、8位、l6位和32位(如掌上电脑等嵌入式设备)，仍有DIP和PLCC两种封装形式，最小的单片机是MICROCHIP公司生产的8位PIC10F(6引脚、SOT-23封装)。 正常情况下，MCU的vcc供电、OSC振荡源、RESET复位、接地端都固定，而IO 端口的功能设置随程序而定。所以，我们在液晶维修中，常遇到即使是方案和芯片一样的驱动板，使用的程序不同，也会出现图像显示正常而开/关机无效，或者能够开/关机但没有图像显示的现象。 (1)NT68F63LG 该MCU是三星液晶的510、540、710、711、712、740、911、913等型号中使用的，芯片实物如图1所示。但由于该MCU存在缺陷，所以凡是采用该型号MCU的液晶显示器，使用时间达到5000小时左右，就会出现故障。具体表现为：接信号黑屏(指示灯亮，开/关机正常，无图像)或者黑屏上面显示“非最佳模式”。其原因，不是MCU中的程序数据出现错误，而是MCU的HV信号检测电路损坏所致。此时，故障MCU中的数据是完好的，将其读出来，复制到新的MCU中即可使用。
注意：用来复制数据的MCU必须是全新的，如果采用翻新MCU可能你焊好后仍会出现以上故障。即使所有的是全新MCU，如果焊接了多次，也会损坏，所以焊接技术不是很好的朋友，可以使用PLCC44的IC插座。 (2)MTV312MV64 该MCU为MYSON公司生产，具各加密功能。使用该芯片的HP、金长城液晶，程序一般都进行了加密处理，编程器读出来的全部是D4，无法进行MCU程序备份，芯片实物如图2所示。使用该型号MCU的明基液晶比较多，在Q7T4系列中常见。在实际维修中，该MCU的故障率非常低。
唐山学院 《EDA技术》课程设计 题目 LCD1602显示控制器设计 系 (部) 信息工程系 班级 11电本3班 姓名刘亮 学号 4110218214 指导教师郭耀华田丽欣柳延领 2014 年6 月 30 日至 7月 4日共 1 周 2014年 7月 4日
课程设计成绩评定表 出勤情况出勤天数缺勤天数 成绩评定出勤情况及设计过程表现（20分） 课设答辩（20分） 设计成果（60分） 硬件调试设计说明书总成绩（100分） 提问 （答辩） 问题 情况 综 合 评 定指导教师签名： 年月日
目录 1 引言 (1) 1.1 EDA技术的介绍 (1) 1.2 EDA技术的发展 (2) 2 VHDL/Quartus II简介 (4) 2.1 VHDL语言介绍 (4) 2.2 界面介绍 (5) 3 模块设计 (6) 3.1 LCD1602液晶模块 (6) 3.2 矩阵键盘模块 (9) 3.3 设计思路 (10) 4 系统设计方案一 (11) 4.1 矩阵键盘模块设计 (11) 4.2 LCD1602液晶显示模块设计 (14) 5 系统设计方案二 (17) 5.1拨码开关控制的LCD1602显示模块 (17) 5.2拨码开关控制的LCD1602显示模块程序 (17) 5.3拨码开关控制的LCD1602显示模块仿真图 (20) 6 设计总结 (21) 参考文献 (22)
1 引言 1.1 EDA技术的介绍 在电子设计自动化（英语：Electronic design automation，缩写：EDA）出现之前，设计人员必须手工完成集成电路的设计、布线等工作，这是因为当时所谓集成电路的复杂程度远不及现在。工业界开始使用几何学方法来制造用于电路光绘（photoplotter）的胶带。到了1970年代中期，开发人员尝试将整个设计过程自动化，而不仅仅满足于自动完成掩膜草图。第一个电路布线、布局工具研发成功。设计自动化会议（Design Automation Conference）在这一时期被创立，旨在促进电子设计自动化的发展。 电子设计自动化发展的下一个重要阶段以卡弗尔·米德（Carver Mead）和琳·康维于1980年发表的论文《超大规模集成电路系统导论》（Introduction to VLSI Systems）为标志。这一篇具有重大意义的论文提出了通过编程语言来进行芯片设计的新思想。如果这一想法得到实现，芯片设计的复杂程度可以得到显著提升。这主要得益于用来进行集成电路逻辑仿真、功能验证的工具的性能得到相当的改善。随着计算机仿真技术的发展，设计项目可以在构建实际硬件电路之前进行仿真，芯片布线布局对人工设计的要求降低，而且软件错误率不断降低。直至今日，尽管所用的语言和工具仍然不断在发展，但是通过编程语言来设计、验证电路预期行为，利用工具软件综合得到低抽象级物理设计的这种途径，仍然是数字集成电路设计的基础。 从1981年开始，电子设计自动化逐渐开始商业化。1984年的设计自动化会议（Design Automation Conference）上还举办了第一个以电子设计自动化为主题的销售展览。Gateway设计自动化在1986年推出了一种硬件描述语言Verilog，这种语言在现在是最流行的高级抽象设计语言。1987年，在美国国防部的资助下，另一种硬件描述语言VHDL被创造出来。现代的电子设计自动化工具可以识别、读取不同类型的硬件描述。根据这些语言规范产生的各种仿真系统迅速被推出，使得设计人员可对设计的芯片进行直接仿真。后来，技术的发展更侧重于逻辑综合。 目前的数字集成电路的设计都比较模块化（参见集成电路设计、设计收敛（Design closure）和设计流（Design flow (EDA)））。半导体器件制造工艺需要标准化的设计描述，高抽象级的描述将被编译为信息单元（cell）的形式。设计人员在进行逻辑设计时无需考虑信息单元的具体硬件工艺。利用特定的集成电路制造工艺来实现硬件电路，信息单元就会实施预定义的逻辑或其他电子功能。半导体硬件厂商大多会为它们制造的元件提供“元件库”，并提供相应的标准化仿真