基于单片机的液晶显示器的设计与实现

目录设计总说明 (I)INTRODUCTION (II)1 绪论 (1)1.1课题背景及研究意义 (1)1.2课题研究的主要内容 (1)1.3国内外发展状况与存在问题 (1)2 总体方案设计与论述 (2)2.1 系统需求分析 (2)2.2 系统总体方案设计 (2)2.2.1 设计方案论证 (2)2.2.2总体结构框图 (3)3系统单元模块设计 (3)3.1系统硬件示意图 (3)3.2主控芯片（STC89C52模块）[5] (4)3.3 时钟控制模块［13］ (6)3.3.1 DS1302简介 (6)3.3.2引脚及功能表 (7)3.3.3工作原理 (7)3.3.4 DS1302电路设计图［9］ (8)3.4 温度控制模块 (8)3.5 12864接口电路模块 (9)3.6 按键电路模块 (9)3.7 电源电路模块 (10)3.8 印制电路板[9] (10)4系统整体调试与结果分析 (11)4.1 系统总体程序流程介绍 (11)4.2 按键程序设计 (13)4.3 12864驱动程序设计[15] (14)4.3.1 ST7920芯片介绍[14] (14)4.3.2 ST7920驱动程序设计 (17)4.4 12864应用程序设计 (20)4.4.1 文字显示程序设计 (20)4.4.2 点、线显示程序设计 (22)4.4.3 图形、图片显示程序设计 (23)4.5 菜单程序设计 (26)5设计调试及进一步研究 (28)5.1 系统测试 (28)5.1.1 软件调试 (28)5.1.2 硬件调试 (29)5.2 进一步研究的工作 (30)6总结 (30)鸣谢................................................................................................................................ 错误!未定义书签。

单片机控制的液晶显示器的设计及实现指导老师：88姓名：88班级：099141专业：电子信息工程本论文主要讨论了通过单片机的控制功能，实现在液晶显示器上显示出相应的汉字，并通过按键功能选择所需要的显示方式。

并且从硬件和软件两个方面入手进行分析研究。

系统设计要求：本系统是对AT89C52单片机和OCMJ4某8点阵液晶显示器应用，利用OCMJ4某8点阵液晶显示“电子设计”四个字。

显示方式可由K1、K2、和K3选择，K1为逐字显示，K2为向上滚动显示,K3为向左滚动显示。

整体设计方案：本题目要求的电路系统具有以下几个模块：电源模块、主处理模块、按键输入模块、液晶显示输出模块等部分。

(1).稳压电源电路将输入的220V交流电整流输出5V稳压电源；(2).主处理模块主要是AT89C51及其外围电路的设计(3)按键输入模块主要是控制液晶显示内容的花样滚动，从而达到不同的显示方式，实现不同的视觉效果。

(4)液晶显示模块是液晶电路以及控制器的连接电路设计，通过单片机将要写的内容写到液晶里并显示出来。

其中我所用的12864液晶显示模块是市面上常用的液晶显示模块。

CM1286426SLYB是Proteu仿真软件里经常用的一种液晶显示模块，可以进行很好的仿真实验。

液晶显示系统方框图：本课程设计几个关键点：(1)液晶显示器接口电路的合理设置，要求可以进行亮度和对比度的调节；(2)单片机控制系统的设计，最小系统的设计和调试；(3)液晶显示器的正确连接和安装，要求实现汉字的显示；(4)通过C语言编程，实现汉字的花样滚动显示；液晶模块的外接电路：主程序流程图：Proteu仿真电路设计：显示效果图：最终显示效果：(1)在液晶屏中间稳定清晰的显示“电子设计”四个字。

(2)利用三个按键控制液晶上的显示内容不同的花样显示。

(3)顺利实现内容的上下移动，逐字显示，和水平移动。

毕业设计的收获：首先，进一步认识51系列单片机的基本结构功能和其编程原理。

本科毕业论文（设计）题目：基于单片机的1602液晶显示电路设计学生姓名：学号：系别：理工部专业：电气工程及其自动化入学时间：2012年09月导师姓名：职称/学位：基于单片机的1602液晶显示电路设计摘要本文是一篇介绍利用AT89S52单片机和LCD1602液晶显示屏设计一种液晶显示电路并编程实现信息的显示功能。

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K系统可编程Flash存储器。

使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

1602LCD是指显示的内容为16*2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。

从AT89S52单片机与LCD1602液晶显示器性能特点出发，实现两者接口的衔接设计。

经过多次的调试, 使得该设计取得了比较满意的结果, 且系统软硬件设计简单方便、稳定可靠, 可广泛应用于智能化仪器仪表及各种宣传场所, 为嵌入式控制系统提供高灵活、高性价比的解决方案。

关键词：AT89S52单片机；LCD1602液晶显示器；复位电路；时钟电路目录第一章前言 (2)1.1 研究现状 (2)1.2 研究意义 (2)第二章系统硬件电路设计 (3)2.1 AT89S52单片机最小系统 (3)2.1.1 主要性能 (3)2.1.2 功能 (3)2.1.3 引脚说明及实物图 (4)2.2 LCD1602液晶显示器 (7)2.2.1功能 (7)2.2.2 特点 (7)2.2.3 引脚 (7)2.3 复位电路 (9)2.4 时钟电路 (9)第三章软件设计 (10)3.1 软件设计思路 (10)3.1.1 Altium Designer (11)3.1.2 keil (11)3.1.3 AVR_fighter (11)3.2 程序设计 (12)第四章仿真及硬件电路 (15)第五章总结与展望 (17)主要参考文献 (18)致谢 (19)第一章前言本文是一篇研究基于AT89S52单片机的1602液晶显示电路设计，本次设计要求通过对单片机和1602液晶显示模块的学习，设计出完整的电路并焊出电路板，再对单片机写入程序，从而实现在液晶屏上显示出字符。

1 绪论1.1 本课题研究的背景和意义温度，一个在日常生活和生产过程甚至科学实验中普遍而且重要的物理参数。

近年来，随着社会的发展和科技的进步，温度控制系统以及测温仪器已经广泛应用于社会生活的各个领域，尤其是在工业自动化控制中占有非常重要的地位。

人们通过温度计来采集温度，经过人工操作进行加热、通风和降温。

从而来控制温度，但是对于这些控制对象惯性大,滞后性严重,而且还存在有许多不定的因素，从而根本难以建立精确的数学模型。

这样不仅控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大，并且有许多工业生产环节是人们不能直接介入的。

因此智能化已然成为现代温度控制系统发展的主流方向。

针对这一种实际情况，设计个温度控制系统，具有非常广泛的应用前景和实际意义[1]。

随着电子信息技术和微型计算机技术的飞速发展。

单片机技术也得到了飞速的发展。

尤其是在高集成度、高速度、低功耗还有高性能方面取得了巨大的进展。

使得单片机在电子产品当中的应用越来越广泛。

使用单片机对温度进行控制的技术也油然而生。

它不仅可以克服温度控制系统中存在的严重的滞后现象，同时还可以在提高采样频率的基础上很大程度的提高控制的效果和控制的精度。

并且随着技术日益发展和完善，相信越来越能显现出它的优越性。

1.2 目前国内外研究现状在国内外温度控制成了一门广泛应用于很多领域的技术。

像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等。

温度控制系统虽然在国内各行各业的应用已十分广泛，但是从温度控制器的生产角度来看，总体的发展水平仍不高。

跟美德日等先进国家相比，仍有着较大的差距。

“点位”控制和常规的PID控制器占领了成熟产品的主体份额。

但它只可以适用于一般的温度系统控制，而难于控制复杂、滞后、时变的温度控制系统。

此外，适于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，目前在国内还没有取得较好的研究成果。

并且，在形成商品化和仪表控制参数的自整定方面，一些先进国家虽已经有一批成熟的产品。

单片机与LCD显示屏的驱动原理及接口设计LCD（Liquid Crystal Display）液晶显示屏是一种常见的显示设备，它通过液晶分子的电场控制实现图像的显示。

单片机作为一种微型计算机，具有运算能力和输入输出接口，能够控制和驱动各种外部设备，包括LCD显示屏。

本文将介绍单片机与LCD显示屏的驱动原理以及接口设计。

一、驱动原理1.1 LCD液晶显示原理LCD液晶显示原理是基于液晶分子光学特性的一个原理。

液晶分子在无电场作用下，分子排列有序，光线经过液晶分子会受到旋转和调整，从而产生不同的偏振方向和相移，导致光线透射情况的变化。

当有电场作用于液晶分子时，分子排列发生改变，从而改变了光线的透射情况，进而实现图像的显示。

1.2 驱动方式常见的LCD驱动方式有并行驱动和串行驱动两种。

并行驱动方式是将LCD驱动器的数据线与单片机相连接，通过同时发送多位数据来驱动LCD显示。

具体的驱动方式有8080并行接口、6800并行接口等。

串行驱动方式是将LCD驱动器的数据线与单片机的串行通信链路相连，通过逐位或逐字节串行传输数据来驱动LCD显示。

常用的串行驱动方式有I2C接口和SPI接口等。

1.3 LCD控制器为了简化单片机与LCD显示屏的连接和驱动，常使用LCD控制器。

LCD控制器是一种特殊的芯片，能够直接与单片机通信，并通过内部逻辑电路将数据转换为LCD所需的信号。

常见的LCD控制器有HD44780、SSD1306等。

二、接口设计2.1 并行接口设计并行接口是将LCD的数据线与单片机的数据线相连接，通过同时发送多位数据来驱动LCD显示。

一般包括数据线、读使能信号（RD）、写使能信号（WR）、使能信号（EN）和控制线（RS、R/W）等。

其中，数据线用于传输图像数据和命令数据，一般为8位数据线。

RD信号用于将LCD指令端或数据端的数据读出；WR信号用于将单片机所发出的数据写入到LCD模块中；EN信号用于控制LCD模块的操作；RS线用于指示数据传输的类型，一般为低电平表示指令，高电平表示数据；R/W线用于指示单片机与LCD模块之间的读写操作。

随着工业需求的不断提高，普通10.4寸，12.1寸，15寸的人机界面已经不能满足很多客户的需求，现在市面上推出了VGA组态人机界面，可以驱动多种分辨率的触摸屏显示器，22寸，42寸等宽屏都不是问题。

开发过程跟普通人机界面大为相似，唯一不同的是分辨率选择，触摸屏显示器选择等。

下面介绍开发方法：组态软件编程步骤（到广州市微嵌计算机科技有限公司官方网站下载：）：组态软件编程步骤：1.新建组态软件工程属性，选择最佳分辨率（比如42寸屏的分辨率是1920*1080，但是选项中没有，那就应该按照比值最近法选，因为1920除以1080等于1.7777，可选分辨率里面的1366除以768等于1.7778，而其他分辨率比值都没有这个接近，就选1366*768为最佳分辨率），选择与PLC，单片机等从设备的通讯协议，支持Modbus RTU和西门子，欧姆龙，台达，三菱，松下等主流PLC2.进入前一步所设置分辨率（1024*768）3.编程好上位机之后就可以点击“调试”菜单里面的下载到设备了至于单片机如何驱动这个触摸液晶屏，步骤如下：很多时候，工业控制或者产品设计方面受到PLC这种功能确定，扩展麻烦，成本昂贵等方面的制约因素，需要独立开发一种特殊功能，但是又需要连接触摸屏通讯，工程师在这个方面往往需要花费很大功夫，现在我要帮大家解决的问题就是单片机与人机界面触摸屏通讯的最简单，最有效的2种方法，其实就是分为2种通讯协议，即工业标准的Modbus RTU协议和工程师自己定义的自由协议。

本实例采用广州市微嵌计算机科技有限公司（公司网站：）的人机界面作为参考，因为公司提供一系列的技术支持和公布单片机源代码，加上公司的人机界面支持自由协议等等先天优势，开发工程方便有效。

方案比较：方案一modbus—rtu协议：优点：工业标准通讯协议，具有通用性，，传输数据量大缺点：需要时间去了解协议的格式和以及按照规定编写通讯程序（我们提供MODBUS-RTU源代码，客户直接移植就可以，不必费心）方案二自由协议：优点：数据格式客户自己定义，灵活多变，定制性强，可以模拟任何已知报文的通讯协议缺点：传输数据量不大，通用性不强，移植不方便工程师可以根据以上两种通讯协议的优缺点来选择理想的方案；现在我们重点介绍广州市微嵌计算机科技有限公司的人机界面的自由通讯协议。

单片机显示屏设计简介单片机显示屏是一种用于显示和交互的设备，在嵌入式系统中广泛应用。

本文将介绍单片机显示屏的设计原理和流程，以及常用的单片机显示屏类型和应用场景。

设计原理单片机显示屏主要由单片机、显示模块和驱动电路组成。

单片机负责接收外部输入信号并进行处理，然后发送相应的显示数据给显示模块，显示模块通过驱动电路将数据转换成可视化的图像显示在屏幕上。

设计流程设计单片机显示屏的流程如下：1.确定需求：首先需要明确要显示的内容、显示模块的尺寸和显示方式，以及其他特定的需求。

2.选择单片机：根据需求选择合适的单片机，考虑单片机的处理能力、输入输出接口和低功耗等因素。

3.选择显示模块：根据需求选择合适的显示模块，例如LCD、LED、OLED等，考虑模块的尺寸、分辨率和接口类型等因素。

4.设计驱动电路：根据单片机和显示模块的接口要求设计驱动电路，确保能够正确地将单片机的信号转换成显示模块可以识别的信号。

5.编写程序：使用合适的编程语言编写程序，实现单片机与显示模块之间的数据传输和交互。

6.连接硬件：将单片机、显示模块和驱动电路进行连接，确保信号传输的正确性和稳定性。

7.调试测试：进行调试和测试，检查显示效果和功能是否符合预期，进行必要的调整和修正。

常用显示模块常用的单片机显示模块包括LCD、LED和OLED等。

LCD（Liquid Crystal Display）LCD是一种液晶显示屏，具有低功耗、大面积和高分辨率的特点。

LCD广泛应用于计算机显示器、电视、手机等领域。

LED（Light Emitting Diode）LED是一种发光二极管，具有低功耗、高亮度和长寿命的特点。

LED广泛应用于室内和室外的显示屏、标志和指示灯等。

OLED（Organic Light Emitting Diode）OLED是一种有机发光二极管，具有自发光、高对比度和快速响应的特点。

OLED广泛应用于手机、电子表、车载显示屏等领域。

机械与电子工程学院课程设计报告课程名称《单片机应用技术》设计题目LCD1602液晶屏使用所学专业名称班级学号学生姓名指导教师年月日任 务 书设计名称： LCD1602液晶屏使用 学生姓名： 指导教师： 葛 浩 起止时间：自 2012 年 5 月 12 日起 至 2012 年 6 月 2 日止一、课程设计目的1. 熟练掌握51单片机的工作原理；2. 熟练掌握LCD1602液晶的使用方法；3. 掌握单片机系统的设计方法。

二、课程设计任务和基本要求 1．设计任务：通过单片机对LCD1602液晶进行控制，实现字符、数字的显示。

2. 基本要求： 1) 显示两屏 内容：2) 在Proteus 仿真环境实现，或完成实物设计；3) 按照课程设计论文格式要求，撰写设计报告，字数要求3000字以上。

3. 提高要求：实现信息的上下或左右滚动指导老师评价表课程设计报告（格式）目录（目录应包括论文中全部章节的标题及页码，含摘要与关键词、正文章、节题目、参考文献、附录等。

目录题头用四号黑体字居中排写，隔行书写目录内容。

目录中各章节题序及标题用五号宋体。

）摘要与关键词 (1)1 标题（正文第1章标题，小三号黑体，上下间距为：段前0.5行，段后0.5行） (1)1.1 ××××××（正文2级标题，四号黑体） (1)1.1.1 ××××（正文3级标题，小四号黑体） (1)1.1.2 ××××（正文3级标题，小四号黑体） (1)1.2 ××××××（正文2级标题，四号黑体） (1)2 标题×××××（正文第2章标题，要求同上） (1)2.1 ××××××（正文2级标题，四号黑体） (1)2.1.1 ××××（正文3级标题，小四号黑体） (2)2.2 ××××××（正文2级标题，四号黑体） (2)3 标题××××（正文第2章标题，要求同上） (2)3.1 ××××××（正文2级标题，四号黑体） (2)3.1.1 ××××（正文3级标题，小四号黑体） (2)4 总结（正文第2章标题，要求同上） (2)参考文献（四号黑体居左） (2)附录（另起一页，四号黑体） (2)（分页）摘要与关键词摘要：中文摘要与关键词单独成页置于目录后。