单片机显示与按键项目报告

电子信息工程技术专业《外围电路模块设计》 显示与按键

宜宾职业技术学院

《外围电路模块设计》

项目设计报告

项目设计题目：显示与按键模块项目报告

系 部：电子信息与控制工程系

班 级： 电子11201班

指 导 教 师 ： 张 一

小 组 成 员： 蒲 东

邓 明 辉

何 培 杉

郭 琴

2013年10月31日 电子信息工程技术专业《外围电路模块设计》 显示与按键

2 目录

一、引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

二、学习目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

三、学习内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

1、显示„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

2、按键„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

四、基本原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

五、软件部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9

1、编程技巧„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10

2、程序流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10

六、程序编写„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

1、1602LCD程序编写„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

2、12864与按键程序编写„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14

七、仿真过程综述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„25

总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26

附录

附录1 调试照片

附录2小组成员本次项目成绩

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3 一、 引言

在设计各种单片机应用系统中，还需扩展很多外部接口器件才能充分发挥单片机的智能控制功能。如扩展键盘与显示器件接口，可实现人机对话功能；扩展A/D转换接口，可实现对外部各种模拟信号的检测与转换；扩展D/A转换接口可将数字信号转换为模拟信号，从而完成对控制对象的驱动。

在单片机系统设计中，LED显示方式由于具有显示清晰、成本低廉、配置灵活、与单片机接口简单易行的特点，在单片机应用系统中得到了广泛的应用。在采用并行显示方式时，显示电路电路的段码与位控码要占用单片机的较多口线，虽然有些接口芯片可以进行扩展，但口线利用率仍较低，不能满足大型控制系统的要求。所以，采用串行显示方式则只需占用2至3根口线，节约单片机大量的I/O线，且使用效果很好。

键盘是计算机最常用的输入设备，是实现人机对话的纽带。按其结构形式可分为非编码键盘和编码键盘。编码键盘采用硬件方法产生键码。每按下一个键，键盘能自动生成键盘代码，键数较多，且具有去抖动功能。这种键盘使用方便，但硬件较复杂，PC机所用键盘即为编码键盘。非编码键盘仅提供按键开关工作状态，其键码由软件确定，这种键盘键数较少。硬件简单，广泛应用于各种单片机应用系统，本书主要介绍非编码键盘的设计与应用。

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4 二、 学习目的

目前，各种类型的单片机在国内外获得了广泛应用，人们对单片机外围电路的设计也提出了更高的要求。近年来，随着微电子技术、系统集成技术和电子技术的飞速发展，一大批新颖、独特、高集成度、高性价比的单片机外围电路器件如雨后春笋般竞相问世，这对于提高单片机测控系统的可靠性、安全性和性价比起到了重要作用。

所以，我们要做一部具备多功能的智能小车。

三、 学习内容

设计并实现4×4键盘的接口，并在两个数码管上显示键盘所在的行与列。即将AT89C52单元与键盘及数码管显示单元连接，编写实验程序扫描键盘输入，并将扫描结果送数码显示，键盘采用4×4键盘，每个数码管值可以为0到F，16个数。将键盘进行编号记作0---F，当按下其中一个按键时将该按键对应的编号在一个数码管上显示出来，当按下下一个按键时便将这个按键的编号在下一个数码管上显示出来，且数码管上可以显示最近几次按下按键的编号。

1、显示

液晶是一种高分子材料，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始广泛应用在轻薄型显示器上。

液晶显示器的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部灯管构成画面。为了叙述简便，通常把各种液晶显示器都直接叫做液晶。

液晶体积小、功耗低、显示操作简单，但是它有一个致命的弱点，其使用的温度范围很窄，通用型液晶正常工作温度范围为0℃～+55℃，存储温度范围为-20℃～+60℃，即使是宽温级液晶，其正常工作范围也仅为-20℃～+70℃，存储温度范围为-30℃～+80℃，因此在设计相应产品时，务必要考虑周全，选取合适的液晶。

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5 ⑴ 1602LCD

1602LCD 分为带背光和不带背光两种，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别。

①1602LCD 主要技术参数：

显示容量:16×2个字符

芯片工作电压:4.5—5.5V

工作电流:2.0mA(5.0V)

模块最佳工作电压:5.0V

字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm

②1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如下表所示:

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。

图1 引脚接口表

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6 ⑵ 12864（128×64的分辨率）

①综述

12864为带中文字库图形点阵液晶显示模块其液晶屏幕为128*64，可显示四行，每行可显示8个汉字。其背光为蓝色，字符为白色。

中文液晶显示模块12864的字型ROM内含8192个16*16点中文字型和128个16*8半宽的字母符号型；另外绘图画面提供一个64*256点的绘图区域GDRAM；而且内含CGRAM提供4组软件可编程的16*16点阵造字功能。

②电气特性

编号 名称 单位 参数

1 模块电压（VDD） V 5V

2 模块电流 mA 2mA

3 背光参数 V/mA 3.1V,75mA

图2 12864电气特征

③引脚定义

管脚号 管脚名称 管脚功能描述

1 VSS 电源地

2 VCC 电源正

3 V0 LCD亮度调整，外接电阻端

4 RS(CS) 并行：RS=“H”，表示DB0-DB7为数据

RS=“L”，表示DB0-DB7为指令数据

串行：为CS片选信号

CS=“H”允许

CS=“L”禁止

5 R/W(SID) 并行：R/W=”H”,读出数据

R/W=“L”，写入数据

串行：输入串行数据

6 E(SCLK) 并行：使能信号

串行：出入串行脉冲

7 DBO-DB7 三态数据线 电子信息工程技术专业《外围电路模块设计》 显示与按键

7 8 PSB 串并行工作选择端

H:8位或4位并口方式，L：串口方式

通过改接模块背光短路电阻改变PSB引脚电平，默认接高电平。不可在不改接短路电阻的情况下将此引脚直接引线接低电平

9 NC 空脚

10 RESET 复位端，低电平有效

11 VODT 背光亮度调整，外接电阻端

12 A 背光源正端（+5V）

13 X 背光源负端

图3 引脚定义表

2、按键

独立键盘与单片机连接时，每一个按键都需要单片机的一个I/O口，若某单片机系统需较多按键，如果用独立按键便会占用过多的I/O口资源。单片机系统中I/O口资源往往比较宝贵，当用到多个按键时，为了节省I/O口线，我们引入矩阵键盘。

我们以4×4矩阵键盘为例讲解其工作原理和检测方法。将16个按键排成4行4列，第一行将每个按键的一端连接在一起构成行线，第一列将每个按键的另一端连接在一起构成列线，这样便一共有4行4列共8根线，我们将8根线连接到单片机的8个I/O口上，通过程序扫描键盘就可检测16个键。用这种方法我们也可以实现3行3列9个键、5行5列25个键、6行6列36个键等。

无论是独立键盘还是矩阵键盘，单片机检测其是否被按下的依据都是一样的，也就是检测与该按键对应的I/O口是否为低电平。独立按键有一端固定为低电平，单片机写程序检测时比较方便。而矩阵键盘两端都与单片机I/O口相连，因此在检测时需人为通过单片机I/O口送出低电平。检测时，先送一列为低电平，其余几列全为高电平（此时我们确定了列数），然后立即轮流检测一次各行是否有低电平，若检测到某一行为低电平（这时我们又确定了行数），则我们便可确认当前被按下的键是哪一行那一列的，用同样的方法轮流送各列一次低电平，再