基于单片机的plc中文输入系统设计 精品.docx

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毕业设计（论文）说明书

题目：

基于单片机的LCD中文

输入系统设计

院（系）：

电子工程学院

专业：

学生姓名：

学号：

指导教师单位：

姓名：

职称：

题目类型：

理论研究实验研究工程设计√工程技术研究软件开发

年5月25日

摘要

随着我国嵌入式技术的迅猛发展，中文汉字的输入与显示在高端电子产品以及智能终端中的应用越来越广泛。

目前广泛应用于数字终端的中文输入法是Nokia的T9输入法、Motorola的iTAP输入法和Erics-son的字能输入法。

目前，以LCD和数字键盘实现的人机交互式界面在智能终端中广泛采用，在不同的应用场合，对人机界面的要求也不同，一些情况下只要求简单参数的显示和选择，而在一些信息终端中，还要求文字的输入。

本设计方案在AT89C55WD单片机平台上构造简易的拼音输入法，输入形式是用户通过数字键盘输入一个数字串，LCD显示出该数字串对应的各种拼音让用户进行选择，拼音数组中的每一个元素都指向一个同音汉字串。

用户在同音汉字串中选择一个汉字就可以得到该汉字的GB2312编码。

通过这个GB2312码可以在汉字点阵字模库中检索到该汉字字模的起始位置，最后用带字库的128×64点阵式LCD模块为输出显示设备，实现汉字、英文字母、数字，标点符号等文本信息的输入。

关键字：

AT89C55WD；拼音输入法；TS12864A-3液晶；中文字库原理

Abstract

Withtherapiddevelopmentofembeddingtechnology,theinputtinganddisplayingoftheChinesecharacterinhigh-endelectronicproducts,aswellastheapplicationofintelligentterminalsarewidelyusedmoreandmore.Atpresent,thenumberofterminalsarewidelyusedintheinputtingmethodofChinesecharacterwhichareNokia'sT9inputtingmethod,Motorola'siTAPinputtingmethodandErics-son'swordsinputtingmethod.Atpresent,LCDanddigitalkeyboardtoachievingtheman-machineinteractiveinterfacearewidelyusedinintelligentterminals.Indifferentapplications,therequirementsofhuman-computerinterfaceisdifferent,somecasesrequireonlysomesimpleshowingandchoosingofparameters,andsomeinformationterminals,aswellasrequiretheinputtingabouttext.

ThedesigninAT89C55WDsingle-chipplatformmakesupsimplephoneticinputtingmethod,theinputtingformistoenteranumberstringthroughthenumerickeypadbyusers,thesystemshowsthenumberofstringswhichcorrespondstothealphabet,choosingbyusers,thearrayofahomonymelementspointtoastringofChinesecharacters.whenuserschooseraChinesecharactercanbeencodedintheGB2312Chinesecharacters.ItcanretrievethestartingpositionofthecharactermatrixthroughtheGB2312Chinesecharacterdot-matrixcodematrixinthedatabase.Finalythe128×64dotmatrixLCDmoduleisusedfortheoutputshowingdevice,torealizetheinputtingabouttheChinesecharacters,Englishletters,numbers,punctuationmarks,textinputandsoon.

Keywords:

AT89C55WD;Pinyininputmethod;TS12864A-3LCD;ChinesefontPrinciple

引言

随着3C的融合和3G牌照的发放，智能终端设备，如手机，小灵通，机顶盒，PDA，手持终端，智能电话，嵌入设备，工业控制设备，信息家电，将进入寻常百姓家中，中文人机交互界面是这类智能终端设备所必须具备的功能，越来越多的用户还要求嵌入式系统支持中文文本输入。

目前嵌入式系统中比较典型的中文输入法有诺基亚的T9、摩托罗拉的iTAP、爱立信的字能等，这些输入法的输入设备一般是数字键0～9和一些功能键组成。

除了支持中文的拼音和笔画外还支持诸如日文、韩文等其他国家的语言。

中文输入一直是中文语言处理中的重要课题。

中文语言模型对中文输入能起到非常大的指导作用。

但是长久以来，中文语言模型由于规模巨大，占用资源多，很难在嵌入式设备上得到应用。

传统的搜索算法由于消耗内存较多，也不适合于在嵌入式设备上实现。

本文提出了一种将统计语言模型应用到嵌入式设备上的方案。

在实际手机平台上开发出了相应的输入法。

伴随着3G时代的来临，用户对各种只能终端设备人机交互方式提出了更高的要求。

评测表明，该输入法比传统的输入法能显著减少按键次数，提高了输入的效率。

1设计任务及要求

1.1设计任务

（1）用单片机作为主控制器；

（2）用LCD显示出来；

（3）具有全拼输入法功能；

（4）具有英文、数字和标点符号的输入功能；

（5）具有模糊音输入功能；

（6）具有五笔、笔画或区位码输入法功能（选做）。

1.2设计要求

（1）掌握单片机电路的设计和使用方法；

（2）学习掌握中文字库原理及使用；

（3）确定电路原理图及系统工作原理；

（4）制作PCB板，硬件安装；

（5）拼音输入法的设计；

（6）伟福软件仿真运行：

仿真器与目标板联调；

（7）程序烧写：

仿真运行正常后用编程器将可执行文件写入AT89C55WD；

（8）脱机运行。

1.3设计思路

本课题的预期设计构思是采用S52单片机作为主控制器，输入通过自制4×4键盘采取逐行扫描方式获取键值，将键盘输入的数字序列转换为拼音编码，然后搜索到该拼音编码对应的汉字编码，最后采用LCD12864液晶显示模组附带的驱动程序输出来。

为实现以上设计思想，整个系统分为按键扫描、拼音输入法，液晶显示三部分。

1.4方案选择与论证

1.4.1人机接口模块的选择

方案一：

采用4×4按键

采用自制的4×4按键，电路配置灵活，线路简单明了，资源使用少，使用方便，不需要对按键进行太多的控制，直接采用查询的方式获取键值。

方案二：

采用PC机键盘与单片机连接

单片机应用系统通过键盘接口与PC机通信必须严格按照键盘与PC机通信的时序要求并且按照命令字进行应答。

当系统上电复位时，单片机应用系统通过键盘接口发送0AAH，模拟键盘自检完成信息。

键盘接口的电气标准能满足TTL电平的传送要求，不需电平转换，PC机的操作系统内核能够解释单片机应用系统通过键盘接口传送来的数据，免除了编写串行数据接收程序的工作，PC机能够提供+5V电源。

虽然采用PC机键盘与单片机连接，使得通过键盘可以实现多种符号、数字的输入，还可以输入中文汉字，可以任意输入大批量的汉字，还有很多其它诸多优点，但因为系统采用的是12864显示，只能显示4行8列，采用这种方式的优势并不明显，在硬件上也比较庞大，为了使之简化和节约资源，因此选择了方案一。

1.4.2拼音输入法方案

方案一：

采用传统输入法

传统输入法用数字按键2~9分别代表26个英文字母，如数字键2代表“ABC”三个字母，在输入时，按一下选择A，按两下选择B，按三下选择C。

在输入拼音的时候需要一一选择需要的字母来组成拼音，然后根据拼音来查找到相应码表，从而找到需要的汉字。

方案二：

采用T9拼音输入法

这是现代手机比较常用的输入法，在输入时，用户只需按拼音字母所在的按键，而不必重复按键来选择具体的字母，程序按算法自动组合成拼音，在输入完拼音后，此时屏幕会显示拼音供选择，可以使用上下键选择需要的拼音，按确定键确定所选的拼音，再把选中的拼音对应汉字显示出来。

方案二大大减少了输入时按键的次数，能够大大提高输入效率，因此，本系统选择了方案二。

1.4.312864液晶

方案一：

采用不带字库的液晶

采用不带字库的液晶，需要从放字库字模的地方（如内部FLASH，外部FLASH）取到一个汉字的字模，字模为16*16点阵，需要LCD_Wdata（字模）32次，才能显示一个汉字。

由于每个汉字机内的点阵码要占32个字节，8912个常用汉字的点阵码要占约256KB的空间，所以将点阵信息直接存储在小容量ROM单片机（如52单片机）中不太现实。

方案二：

采用带字库的液晶

采用带字库的液晶，在写入液晶时需要LCD_Wdata（国标码1），LCD_Wdata（国标码2），这样就能显示一个汉字，对于字符，只需要写一次。

只要传入所要显示的英文字符的ASCII码和汉字的区位编码，液晶显示模块会自动计算国标码和机内码，根据命令立即将字符在指定位置显示出来。

因为题目要求做的是中文输入，中文基本汉字有五千多，把所有的汉字的字模形式取出来，在理论是可取，在制作上比较累赘，因为点阵太多，所有汉字以点阵形式存储所需内存大约为256K，较占内存，而在方案二则比较节省内存空间，也比较简单明了，所以采取了方案二。

1.5工作原理简介

本系统采用的是全拼输入法实现汉字的输入。

按下某一个按键，首先在查询程序中读取键值，然后将该键值添加到字符末尾，将字符串数字序列与结构体中的拼音码表进行遍历，把所有该数字序列匹配的拼音都放到结果结构体中，在LCD上显示所有拼音。

根据选中拼音在拼音码表中查找对应的汉字串，把汉字的区位编码和英文，标点的ASCII码，液晶显示模块会自动计算国标码和机内码，根据命令立即将字符在指定位置在LCD上显示出来。

1.6系统原理框图

AT89C55WD单片机作为主控芯片，负责构建拼音输入法的数据结构，并在单片机内部Flash中保存汉字的拼音编码和码表。

AT89C55WD接收4×4按键输入，并通过LCD显示交互内容，从而实现用户操作界面。

系统原理框图如图1.1所示：

TS12864A-3LCD

AT89C55WD

单片机

4×4键盘

图1.1系统原理框图

2硬件设计