基于单片机的液晶LCD图文显示系统设计说明.docx

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基于单片机的液晶LCD图文显示系统设计说明

基于单片机的液晶（LCD）图文显示系统设计

摘要本文选用的是液晶显示控制器的芯片Ampire128×64，这是建立在单片机AT89C51的基础之上，并且围绕的主线是单片机LCD液晶显示系统控制器。

主要实现汉字显示与图像显示，还介绍了芯片的设计部分与外部电路，并用系统方框图来说明，重点介绍了应用该系统的各硬件接口模块的功能及工作过程，并详细阐述了程序的各个模块。

因为C语言指令的执行速度快且节省存储空间，所以本文设计采用的是单片机C语言进行软件设计。

该软件设计采用的是模块化设计，这样会有利于扩和更改，而且对于程序设计的逻辑关系而言，这样会使得它看上去更加简洁明了，软件协调的控制硬件运行。

另外部分程序的流程图和实现过程将会被说明出来。

本文撰写的主导思路是建立在硬件的基础之上，采用软、硬件相结合的方式，来对各功能模块进行编写。

最后，我设计的思想是软件和硬件调试的单片机LCD显示器的控制原理进行了详细的讨论。

关键字：

液晶显示器、89C51单片机、Ampire128×64

Liquidcrystal（LCD）displaysystembasedongraphicdesign

AbstractThispaperistheselectionofLCDcontrollerchipampire128*64,isbasedonsinglechipmicrocomputerAT89C51,AndaroundthemainlineisthemicrocontrollerLCDcontroller.ThemainachievementofChinesecharacterdisplayandimagedisplay,Italsodescribesthedesignofthechipandtheexternalcircuit,andusethesystemblockdiagramtoillustratetheapplicationfocusesonthefunctionof

eachofthesystem'shardwareinterfacemodulesandworkingprocesses,andelaboratesthevariousmodulesoftheprogram.BecausetheClanguageinstructionexecutionspeedandsavethememoryspace,sothisdesignisadoptedtodesignthesoftwareofsinglechipClanguage.Thesoftwareisdesignedusingamodulardesign,whichwillfacilitatetheexpansionandchange,butalsoforlogicprogrammingisconcerned,thiswillmakeitlookmoreconcise,coordinatedcontrolhardwaretorunthesoftware.Anotherpartoftheflowchartofprogramandtherealizationoftheprocesswillbedescribed.Asofthiswritingthedominantideaisbuiltonthebasisofhardware,usingsoftwareandhardwarecombinationtobewrittenforeachfunctionalmodule.Finally,IthoughtthedesignprincipleistocontrolthesoftwareandhardwaredebuggingMCULCDmonitorswerediscussedindetail.

Keywords:

Liquidcrystal、display89C51、ampire128×64

第一章引言1

1.1课题的研究背景1

1.2课题的提出及研究意义1

1.3论文的主要任务和所做的工作1

第二章系统方案设计3

2.1电路硬件设计原理图3

电路硬件设计原理图如图2-1所示。

3

2.2软件设计方案3

2.3仿真结果4

第三章硬件电路设计6

3.1单片机模块设计6

3.1.1单片机部的组成功能图6

3.1.2单片机的CPU结构7

3.1.3芯片介绍8

3.1.4引脚介绍9

3.2液晶（LCD）模块11

3.2.1LCD12864概述11

3.2.2基本特性11

3.2.3LCD接口12

3.2.4LCD字符显示13

3.3接口时序说明14

第四章系统软件设计16

4.1系统流程图16

如图4-1所示。

16

4.2汉字和图像显示16

4.3汉字图形显示函数17

第五章系统整机调试及功能测试20

5.1ProteusISIS仿真系统基本知识20

5.1.1系统概述20

5.1.2进入ProteusISIS界面21

5.1.3Proteus工作界面及窗口说明21

5.1.4Proteus绘图流程举例23

5.2程序编译环境——KeiluVisual424

5.2.1创建项目25

5.2.2为项目新建文件26

5.2.3生成.HEX文件28

参考文献29

附录30

第一章引言

1.1课题的研究背景

当今社会全面进入信息时代，充分掌握信息的重要性是不言而喻的，于此同时获得信息的方式显得尤为重要。

有80%人们收到的视觉信息，无论用何种方式得到的信息最终需要用某种显示方式表示出来。

在许多显示技术中，其中使用围最广、发展速度最快的是围绕液晶显示器LCD（LiquidCrystalDisplay）的平板显示器。

液晶是一种典型的光电器件，它是基于材料科学和精密光电、机械及计算机技术的综合运用，并正在微机械、微光学、光纤领域研究基础上，向高集成化、智能化方向发展。

1.2课题的提出及研究意义

液晶的普及应用和技术的逐渐成熟，对设备，仪器仪表和智能小型化带来了一个光明的未来，尤其是点阵图形式液晶显示模块，它的体积较小，重量偏轻，且它的电压和功耗都比较低，这是其优点之所在，因此液晶所独具的功能都在显示效果和显示容上表现出来。

由于液晶显示器、各类显示设备、仪器仪表和一些便携式电子产品已经成为人们日常生活和工作中不可或缺的组成部分，所以对于点阵图形液晶显示屏（模块）的开发，设计，应用和研究具有重要意义。

1.3论文的主要任务和所做的工作

本文设计是在LCD广泛应用的基础上，用键盘来作为它的输入设备，控制中心采用的是at89C51，它的显示功能是通过液晶和字符来显示和实现的。

主要实现汉字显示与图像显示，还介绍了芯片的设计部分与外部电路，并用系统方框图来说明，重点介绍了应用该系统的各硬件接口模块的功能及工作过程，并详细阐述了程序的各个模块。

本文撰写的主导思路是建立在硬件的基础之上，采用软、硬件相结合的方式，来对各功能模块进行编写。

这样会使得它看上去更加简洁明了，软件协调的控制硬件运行。

另外部分程序的流程图和实现过程将会被说明出来。

通过本次论文设计让我更深一步的掌握了LCD12864芯片的使用方法，同时也掌握了字模提取模块，掌握了它的方法和具体步骤。

在未来的发展过程中希望进一步的对单片机进行更深层次的了解。

论文主要主要实现液晶的图形和文字的显示任务，还介绍了单片机基础知识和Protues绘原理图、Keil编程软件的学习和操作。

硬件电路和软件结合体现了系统电路的灵活性和实用性。

第2章系统方案设计

2.1电路硬件设计原理图

电路硬件设计原理图如图2-1所示。

图2-1电路硬件设计原理图

2.2软件设计方案

上图是Proteus仿真软件按照实现原理功能绘制的，根据上图把所有的线都接到对应的位置中，接好即可。

然后zimo21字模提取软件提取汉字的十六点阵，然后再编写C语言程序放入KeiluVision4中，通过编译连接，就可以生成十六进制文件，再把生成好的十六进制文件全部加载到Proteus中，这样就可以进行仿真。

2.3仿真结果

（1）Flash动画显示------鸟儿飞部分帧：

如图2-2、2-3所示。

图2-2Flash动画一帧

图2-3Flash动画一帧

（2）动感汉字显示------三联学院欢迎您：

如图2-4所示。

图2-4汉字显示

第三章硬件电路设计

3.1单片机模块设计

3.1.1单片机部的组成功能图如图3-1所示。

Int0Int1外部中断TxdRxd

计时器0

计时器1

串行接口

TO

T1

WRRDP0P1P2P3

图3-1单片机部的组成结构图

3.1.2单片机的CPU结构如图3-2所示。

p0.0-p0.7p2.0-p2.7

PCON

SCON

TMOD

TCON

TH0

TL0

TH1

TL1

SBUF（TX/RX）

IE

IP

中断、串行口和定时器逻辑

定时控制逻辑

指令寄存器

指令译码器

PSEN

ALE

EA

p1.0-p1.7p3.0-p3.7

XTAL1XTAL1

XTAL2

图3-2单片机CPU结构

3.1.3芯片介绍

单片机还可以叫做单片微控制器，它是把一个计算机系统的电路结构全部集成到一个芯片上，这就是它区别于逻辑功能芯片的原因。

一个微控制器包括运算器、控制器、存储器、输入和输出设备，我们可以看到，它就好似于一个微小的计算机，不过它不同于计算机，因为相较计算机，它缺少了很多外围设备。

单片机具有小巧灵活，成本低廉，应用围非常广的优点，这就我们为学习和开发电子设备创造了有利条件。

at89c51是51系列单片机的一个型号，其亦是由atmel公司出产的[6]。

此型号的单片机是一类低电压，高性能的cmos8位的单片机，部包括8kbytes能够重复更改写入的Flash只读流程存储器和256bytes随机存取数据存储器（RAM），配置是选用atmel公司的高密度、不容易丢失性的保留技术生产，兼容mcs-51指令体系的标准，部有Flash存储单元和通用的8位中央处理器（cpu即CentralProcessingUnit），作用相当大的at89c51单片机能够供给很多比较繁杂的体系控制操纵局面[7]。

主要性能参数：

4K字节可重复写flash闪速存储器

完全兼容MCS-51指令系统

1000次擦写周期

全静态操作：

0HZ－24MHZ

128*8字节部RAM

三级加密程序存储器

6个中断源

2个16位定时／计数器

32个可编程I/O口

可编程串行UART通道

低功耗空闲和掉电模式

功能特性概述：

AT89C51单片机拥有4K字节闪存，128k字节RAM，可以进行全双工串通信，32位I/O（输入/输出）口，有一个5向量两级中断结构和两个16位定时／计数器，时钟电路和片振荡器。

并且AT89C51可降至0HZ的静态逻辑操作，且支持可选的两种软件的节电工作模式。

停止CPU的工作的是空闲方式，但允许R