液晶电子万年历毕业设计docWord格式文档下载.docx
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2、显示屏由一块12864LCD液晶显示模块组成，可以依次显示四行信息。
3、通过编程实现时间、DS18B20温度自动刷新，温度报警功能。
毕业设计（论文）工作进程
起止时间
工作内容
2013.12.20-2014.2.16
2013.2.17-2013.3.3
2013.3.4-2013.4.15
2013.4.16-2013.4.20
2013.4.21-2013.5.10
利用学校图书馆电子阅览室和图书，查阅有关12864液晶显示模块
的原理及使用。
深入研究单片机的软硬件设计方法，提出设计方案及实现方法。
根据设计方案，编程，调试。
完成论文准备工作。
撰写论文，指导教师审阅。
开始日期2014.1.10完成日期2014.5.30
教研室主任（签字）系主任（签字）
西安文理学院本科毕业设计（论文）开题报告
专业名称
电子信息工程
开题时间
2014.3.10
班级
10级2班
一、选题目的和意义：
目的：
1、掌握51单片机的理论与编程技术。
2、掌握用单片机在一块12864LCD液晶显示模块上动态显示。
意义：
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。
单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。
液晶显示器件（LCD）是本世纪初最有活力的电子产品之一。
由于LCD具有低工作电压、微功耗、体积轻薄、驱动简单、易于实现画面显示、全色显示性能优良等特点已被公认为是媒体时代的关键器件。
LCD的开发与发展大大扩展了显示器的应用范围，使显示便携化成为可能，目前大量电子设备如平板电视，智能机，平板电脑，车载导航仪，智能手环等已广泛应用。
近十年来世界许多国家和地区都十分重视LCD产业的发展，加强了对LCD的投入。
尽管现在在平板显示领域，出现PDP、有机EL、FFD等强有力挑战者。
LCD在今后相当长的一段时间里仍将是最重要的显示器件之一。
目前,液晶产业已划入国家战略支柱产业之一。
二、本课题在国内外的研究状况及发展趋势：
我国的液晶经过几年的发展，基本形成了具有一定规模的国家战略骨干企业（如京东方、天马、龙腾光电、华星光电等），占行业市场总额的65%以上。
我国做为世界最大的CRT、液晶电视制造国，在显示器产业发展历史上有着惨痛的教训。
了解中国电子产业的朋友都知道一个词——“缺芯少屏”，芯就是芯片，屏就是显示屏。
早在1978年，我国从日本成套引进17-21英寸彩电生产线，在全国建成了八大彩色显像管厂（7家合资）和八大玻壳厂，同时引进113条彩电装配生产线，遍布于全国各地，由此诞生了长虹、TCL、康佳、海信等彩电巨头。
2009年8月25日，我国液晶面板龙头企业——北京京东方，宣布投资280.3亿元人民币，建设我国第一条8.5代液晶面板生产线。
此举如同一声霹雳，瞬间击溃了外国厂商的技术封锁联盟。
进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，大量电子设备的出现如智能机，平板电脑等，必将在全球掀起新一轮液晶技术竞赛，液晶行业将步入高分辨率，低功耗，高性价比时代。
由于视网膜显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，视网膜显示屏将会成为主流产品。
视网膜显示屏的广泛应用会是LCD显示屏产业发展的一个新的增长点。
未来LCD显示屏会向着标准化、规范化，产品结构多样化的方向发展。
液晶时代必将让我们的生活更加缤纷多彩！
三、主要研究内容：
该题目重点研究和掌握单片机和LCD12864液晶显示器的基本原理，主要研究内容：
1、单片机技术理论；
2、LCD12864液晶显示屏的工作原理；
3、LCD12864液晶显示依次显示四行信息（日期和温度，时间，星期等）；
4、电路的设计，分析，程序设计、调试，优化等；
5、软、硬件的调试。
指导教师意见及建议：
液晶电子万年历是一种节能、环保的电子时钟显示装置，具有广阔的应用前景。
李斌学生对该题目的要求已明确。
希望抓紧时间，按时完成设计任务。
同意开题。
签字：
2014年月日
教研室审核意见：
签字：
年月日
注：
此表前三项由学生填写后，交指导教师签署意见，经教研室审批后，才能开题。
西安文理学院本科毕业设计（论文）中期检查表
检查时间
2014.4.16
毕业设计（论文）进展情况
在开题之后本人及时查找相关书籍文档资料并进行学习，在老师的严格指导下，3月上旬的时侯基本有了设计的整体思路，然后再经过1个星期左右的准备工作，在3月中旬开始着手于开发板的选择和液晶的选择，最终选择了12864液晶（带字库）作为本次毕业设计的显示模块，这期间参考一些相关资料很快确定了初期方案，然后开始在KILL开发环境下运用C语言编写软件程序并运行、调试，在proteus中绘制硬件电路图。
在此期间本人在网上查找了大量相关资料确保上述工作顺利完成。
目前的工作基本上是按原计划完成，为了能够很好的完成设计，本人学习了keil、proteus的使用方法，并学习keil和proteus的使用方法，4月初基本完成了程序的编写和调试，目前正在检查是否还存在问题，预计在4月中旬可以开始论文的撰写，4月底基本可以完成。
按照目前来看，基本可在5月初作品审核前完成剩余任务。
指导教师意见
教研室意见
西安文理学院本科毕业设计（论文）指导教师评分表
李斌
专业
毕业设计（论文）题目
设计（论文）起止时间
2014年1月10日至2014年月日
指导教师评语：
建议成绩：
指导教师签名：
年月日
西安文理学院本科毕业设计（论文）评阅教师评分表
2014年1月10日至2014年月日
评阅教师评语：
评阅教师签名：
西安文理学院本科毕业设计（论文）答辩记录
答辩时间
2014年月
答辩地点
答辩小组
成员
姓名
提问及回答情况记录：
记录人签字：
答辩成绩：
答辩小组组长签名：
毕业论文成绩
答辩委员会
认定成绩
毕业论文等级
系（院）答辩委员会意见：
负责人签名：
1、毕业论文成绩=指导教师成绩×
40%＋评阅教师成绩×
20%＋答辩成绩×
40%；
2、论文等级分优秀（≥90分）、良好（80~89分）、中等（70~79分）、及格（60~69分）、
不及格（<
60分）。
液晶电子万年历
摘要：
本文的设计是基于一款以单片机AT89C51为控制器的LCD液晶电子显示系统的设计。
LCD液晶显示屏是集微电子技术、信息处理技术以及计算机技术于一体的显示屏系统，广泛用于电子产品中。
该系统可实现32个中文字符的显示和图片动态特效显示。
此系统以其色彩鲜明，寿命长，亮度高，工作稳定可靠，功耗低等优点已经成为许多电子产品显示的主要选择。
该系统目前主要应用于平板电视，液晶显示屏，手机，平板等产品中。
本文设计的LCD显示屏主要由51单片机控制，由一块12864（128*64）LCD液晶显示屏做扫描显示，实现全屏显示汉字，采用动态扫描显示。
选用51单片机做控制系统,采用C语言进行编程。
该单片机具有价格低程序写入方便，功耗低，操作简便等特点，整个系统便于维护和检修。
系统仅仅占用了单片机的少量I/O口和内存，为系统留下了功能扩展的空间。
关键词：
单片机;
12864液晶;
动态显示
LCDElectronicCalendar
Abstract:
Thisdesignisbasedonasingle-chipLCDcontrollerAT89C51asLCDelectronicdisplaysystemdesign.LCDscreenisasetofmicroelectronictechnology,informationprocessingtechnologyandcomputertechnologyinoneofthedisplaysystem,widelyusedinelectronicproducts.Thesystemcanachieve32Chinesecharacterdisplayandpicturedisplaydynamiceffects.Thissystemwithitsbrightcolors,longlife,highbrightness,stableandreliable,lowpowerconsumptionhasbecometheprimarychoiceformanyelectronicproductsdisplayed.Thesystemismainlyusedinflat-panelTVs,LCD,mobilephone,tabletandotherproducts.Thisdesignismainlycomposedof51single-chipLCDdisplaycontrolledbya12864（128*64）LCDdisplayLCDdisplayscandonetoachievefull-screendisplayofChinesecharacters,theuseofdynamicscanningdisplay.Selectionof51single-chipcontrolsystem,usingClanguageprogramming.Themicrocontrollerhasawrittenproceduretofacilitatelowprice,lowpowerconsumption,simpleoperation,easymaintenanceandoverhaultheentiresystem.SystemtakesuponlyasmallmicrocontrollerI/Oportsandmemoryfunctionforthesystemtoleaveroomforexpansion.
Keywords:
microcontroller;
12864LCD;
dynamicdisplay
2.2.151单片机4
2.2.4DS1302实时时钟8
2.2.5无源蜂鸣器10
4.3DS18B20温度传感器模块18
4.4无源蜂鸣器驱动模块19
4.551最小系统设计19
第一章绪论
1.1选题的目的与意义
目前，伴随平板，智能手机，平板电视的普及，LCD的发展已十分迅猛，大量的电子产品应用于人们生活中。
电子万年历是采用数字电路和控制器实现对时，分,秒，日期显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站,码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的功能。
而此次选题的目的就是掌握单片机的理论与技术，了解基于51单片机的12864LCD液晶显示屏的工作原理及其简单使用。
该设计能够帮助我们了解液晶的工作原理，还可以帮助我们如何操作液晶实现某些功能，通过本课程设计可以掌握了51单片机的的软硬件开发工具的使用方法，为以后从事相关行业的工作积累实际工作经验。
目前我国LCD行业发展十分迅猛，但同时我们还应该清楚的认识到我国的LCD技术虽然发展迅速但和世界上发达国家的相比还有一定的差距。
因此该课题不仅是对自己的就业还是对我国LCD显示技术的发展都有非常现实与积极的意义。
1.2本课题的发展趋势
如今是一个信息爆炸的时代，智能机，平板，液晶电视不断充斥在人们的生活中，作为一种人－机信息视觉传播的载体，进入二十一世纪的显示技术将会是平板显示的时代，LCD显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑将会有更大的发展前景，并且有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。
未来将会往低功耗、高亮度、稳定可靠、超高清的方向发展。
自液晶出现以来，产品清晰度不断提升，成本逐年快速降低，已经具备了成熟的商业化条件。
目前，以2k超高清视网膜技术发展最快，部分电子产品以应用，超高清视网膜屏幕以色彩饱和，画质细腻，满足户外全天候的环境条件的要求，在全彩色效果以达到比较理想的效果。
相信在未来的将会取代LED显示屏，超高清视网膜屏将在未来的LCD产业中成为一个新的增长点。
1.3本课题主要研究内容
本课题需要重点研究的方面是C51单片机的工作原理和使用，12864LCD显示屏的使用及编程方法，一些传感器的使用以及外围电路的搭配。
程序是系统的灵魂，通过程序的编写和调试，才能完成需要实现的各个功能，在这期间需要阅读大量的参考文档和阅读部分的参考程序，尤其是各传感器初始化部分。
完成本课程设计前需要对单片机有充分的认识，需要具备扎实的C语言编程基础，熟悉51集成开发环境KILL，还有仿真软件PROTUES的使用方法。
在设计过程中，分模块进行程序的编写并调试，待所有的模块都调试完成后，将程序汇总，烧写到存储器中，完成整体功能的运行。
设计完成后对设计中所遇到的问题、经验教训、以及自己的想法进行总结。
本课题的研究结果与实际应用一致，对于后期LCD动态显示的研究与实验起到了基础性的作用。
1.4论文的结构说明
本论文分为六个部分:
第一章：
绪论
简述本课题的研究内容和课题的研究必要性以及本课题的今后发展状况。
第二章：
液晶电子万年历系统的设计方案
主要说明液晶电子万年历各模块的硬件实现方案以及各传感器的选型和实现方案。
第三章：
AT89C51的工作原理及结构
主要介绍51单片机的工作原理以及内部结构，外部引脚的作用和单片机最小系统的实现。
第四章：
液晶电子万年历系统的硬件设计
液晶电子万年历各个模块的硬件实现方法和驱动电路以及设计思路。
第五章：
液晶电子万年历系统的程序设计
液晶电子万年历各个模块的软件实现方案，各部分的软件初始化以及流程框图。
第六章：
液晶电子万年历系统的调试
软件调试使显示效果更加稳定，调节参数使显示效果更加清晰，并做出了性能分析，将最终的设计成品在实际使用中的效果做以展示，给出测评和结论。
第二章液晶电子万年历系统的设计方案
2.1系统介绍
随着电子技术的发展，液晶的使用越来越普及，不管是智能机，平板，液晶电视，各行各业都在使用液晶作为信息交换的载体。
在LCD行业快速发展的今天，对液晶的质量要求越来越严格，不仅需要高稳定，低功耗，还需要方便检修和硬件电路调试简单。
针对各种不同要求的显示屏设计出了本系统，本系统可根据用户的需要一块12864液晶屏上实现四行信息的显示，实现温度，时间的动态扫描。
2.2系统硬件方案
为了方便电路的检修和维护，系统的硬件设计常常采用模块化的设计方案。
系统硬件的设计，既要满足模块本身功能又要能够和整个系统兼容。
根据显示系统的功能特点确定系统的硬件由液晶显示屏部分，单片机部分，蜂鸣器，温度传感器，实时时钟部分五个部分组成。
系统的组成框图如图2.1所示：
51单片机
图2.1系统组成框图
2.2.151单片机
系统的控制部分是整个系统的一个核心部分，它的功能是控制显示部分能够显示内容。
控制部分常用的电子设计方法有单片机、DSP、EDA和ARM等技术。
这几种设计方法各有其特点：
（1）单片机
单片机是集成了CPU，ROM，RAM和I/O口的微型计算机。
它具有很强的接口性能，适合应用于工业的控制,因此单片机又叫微控制器（MCU）。
单片机的品种比较齐全,型号多种多样，其CPU从8，16，32到64位，大多数采用RISC技术，片上I/O也非常的丰富，有的单片机已经集成了有PWM，“看门狗”，A/D，键盘控制显示驱动，函数发生器等。
它们的价格也都高低不等，这样就极大地满足了开发者的选择自由。
常见的单片机有51系列、AVR系列、PIC系列、飞思卡尔S128系列，K60系列、MSP430系列、瑞萨单片机等。
（2）DSP芯片
DSP（DigitalSignalProcessing）又叫做数字信号处理器。
则DSP主要就应用于数字信号处理的领域，非常的适合高密度，大数据容量以及重复运算的信号处理。
现在已经广泛的应用于通信、便携式计算机和便携式仪表、家用电器、图像、雷达、航空、医疗设备等领域，DSP具有修正的哈佛结构，多总线技术以及流水线结构，并且能够将程序与数据存储器分开，使用多总线，取数据和取指令同时进行，这使得速度有了很大的提高。
常见的DSP芯片有美国德州仪器公司的TMS320系列。
（3）EDA
EDA（ElectronicDesignAutomation）即电子设计自动化，它是以计算机为工具，在EDA软件平台上对使用硬件描述语言VHDL完成的设计文件自动地逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标的芯片进行适配编译、逻辑影射和编程下载等。
设计者只需用VHDL语言完成系统功能的描述，只要借助EDA工具就可以得到设计结果,将编译后的代码下载到目标芯片后就可在硬件上实现。
由于FPGA/CPLD可以通过软件编程对该硬件的结构和工作方式进行重构，因此修改软件程序就相当于改变了硬件结构，软件编写可以采用自顶向下的设计方案，而且能够多个人分工并行工作，这样就缩短了开发周期和上市的时间，这样一来就有利于在激烈的市场竞争中抢占先机。
（4）ARM
ARM是微处理器行业的一家知名企业，是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，该公司设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。
技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。
适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。
通常所说的ARM是指具有ARM内核架构的处理器芯片。
ARM处理器的三大特点是：
耗电少功能强、16位/32位双指令集和合作伙伴众多，目前大量的移动设备芯片采用ARM体系架构。
ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片。
目前大量电子设备如智能手机，平板，导航仪等移动通信设备采用ARM芯片，苹果，三星，华为，中兴，联发科，高通，英伟达，英特尔，摩托罗拉等都向ARM公司购买了授权技术使用许可协议。
目前主要有ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10E系列、SecurCore系列、Intel的StrongARMARM11系列、Intel的Xscale系列等，其中，ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10为4个通用处理器系列，ARM公司在经典处理器ARM11以后的产品改用Cortex命名，并分成A、R和M三类，旨在为各种不同的市场提供服务。
目前最常见的ARM处理器有高通的骁龙600和骁龙800，801、联发科的MT6592，MT6595、华为公司的海思K910、英特尔的Atom系列，NvidiaTegra3，Tegra4系列，苹果的A7处理器等。
四种设计方案相比较各有各的优点且都能够实现控制功能，但是单片机的技术门槛比较低开发成本也较低非常适合初学者进行学习和锻炼的时候使用。
现在市场上常使用的单片机主要有MCS-51、PIC、AVR、MSP430等。
其中应用最广泛的单片机是Intel的51系列，由于其产品硬件结构合理，指令系统规范，生产历史“悠久”，具有先入为主的优势，因此常作为单片机学习的教材使用，且拥有大量的程序作为参考。
所以在控制部分的方案选择中选定51系列单片机作为控制部分的核心器件。
2.2.2LCD12864显示屏
12864系列中文图形液晶模块的特性主要由其控制器ST7920决定。
ST7920同时可以同时作为控制器和驱动器，它可提供33路com输出和64路seg输出。
在驱动器ST7921的配合下，最多可以驱动256×
32点阵液晶，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM。
表2.1外部引脚功能表
引脚号
引脚名称
方向
功能说明
1
VSS
-
模块的电源地
2
VDD
模块的电源正端
3
V0
LCD驱动电压输入端
4
RS（CS）
H/L
并行的指令/数据选择信号；
串行的片选信号
5
R/W（SID）
并行的读写选择信号；
串行的数据口
6
E（CLK）
并行的使能信号；
串行的同步时钟
7
DB0
数据0
8
DB1
数据1
9
DB2
数据2
10
DB3
数据3
11
DB4
数据4
12
DB5
数据5
13
DB6
升级会员 