12864点阵式LCD显示屏实验设计报告样本.docx

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12864点阵式LCD显示屏实验设计报告样本

自动化专业综合课程设计1

课程设计报告

系别：

机电与自动化学院

专业班级：

自动化0902

学号：

1184077

学生姓名：

王威

指引教师：

李川香

（课程设计时间：

年月日——月日）

华中科技大学武昌分校

1课程设计目…………………………………………………………………2

2课程设计题目描述和规定……………………………………………………2

3课程设计报告内容…………………………………………………………2

3.1系统软、硬件功能设定（分工方案）……………………………………2

3.2系统硬件电路简介…………………………………………………………2

3.2.1系统硬件电路框图………………………………………………………6

3.2.2LCD显示基本原理………………………………………………………7

3.2.3接线办法…………………………………………………………………7

3.2.4管脚应用阐明……………………………………………………………7

3.3系统软件简介………………………………………………………………8

3.3.1系统软件流程……………………………………………………………9

3.3.2读写操作时序……………………………………………………………11

3.3.3液晶显示模块指令系统…………………………………………………13

3.3.4指令应用阐明……………………………………………………………14

3.4系统软、硬调试过程………………………………………………………16

4．总结……………………………………………………………………………16

参照文献…………………………………………………………………………17

附录………………………………………………………………………………18

1课程设计目

通过电路构造选取、控制方式选取、参数计算、器件选型、硬件制作及软件编程调试等训练切实培养学生综合应用知识、对的分析问题、解决问题能力，特别是实际动手和创新能力，将自动化专业知识进行整合，融会贯通。

2课程设计题目描述和规定

设计题目：

LCD显示屏显示界面设计

信息时代各种信息最后都是要通过信息显示来实现人、机互换，而信息显示依赖于各种显示屏件应用，由于液晶显示屏（LCD）具备低工作电压、微功耗、显示灵活、成本低等特点，因而在电子计算器、智能化仪器仪表、手机、掌上电脑等等领域应用极为广泛。

（1）理解128X64液晶显示屏基本构造、电路特性、软件特性、接口应用技术等；

（2）在

（1）基本上能依照实际工作需要，进行液晶显示界面任意开发；如：

规定每位同窗在液晶（LCD）上显示自己学号（数字）、姓名（中文）等；

（3）撰写课程设计阐明书。

阐明书中规定有主程序流程图、核心子程序流程图及应用系统硬件电路图；

（4）总结调试过程中浮现问题及解决办法。

3课程设计报告内容

3.1系统软、硬件功能设定（分工方案）

系统软件使用keil，89C51单片机，硬件则选用12864液晶显示屏

3.2系统硬件电路简介

一﹑概述

带中文字库128X64是一种具备4位/8位并行、2线或3线串行各种接口方式，内部具有国标一级、二级简体中文字库点阵图形液晶显示模块；其显示辨别率为128×64，内置8192个16*16点中文，和128个16*8点ASCII字符集.运用该模块灵活接口方式和简朴、以便操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。

可以显示8×4行16×16点阵中文.也可完毕图形显示.低电压低功耗是其又一明显特点。

由该模块构成液晶显示方案与同类型图形点阵液晶显示模块相比，无论硬件电路构造或显示程序都要简洁得多，且该模块价格也略低于相似点阵图形液晶模块。

二﹑基本特性

（1）低电源电压（VDD:

+3.0--+5.5V）

（2）显示辨别率:

128×64点

（3）内置中文字库，提供8192个16×16点阵中文（简繁体可选）

（4）内置128个16×8点阵字符

（5）2MHZ时钟频率

（6）显示方式：

STN、半透、正显

（7）驱动方式：

1/32DUTY，1/5BIAS

（8）视角方向：

6点

（9）背光方式：

侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED1/5—1/10

（10）通讯方式：

串行、并口可选

（11）内置DC-DC转换电路，无需外加负压

（12）无需片选信号，简化软件设计

（13）工作温度：

0℃-+55℃,存储温度：

-20℃-+60℃

三、模块接口阐明

管脚号

管脚名称

电平

管脚功能描述

VSS

电源地

VCC

3.0+5V

电源正

对比度（亮度）调节

RS（CS）

H/L

RS=“H”,表达DB7——DB0为显示数据

RS=“L”,表达DB7——DB0为显示指令数据

R/W（SID）

H/L

R/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7——DB0

R/W=“L”,E=“H→L”，DB7——DB0数据被写到IR或DR

E（SCLK）

H/L

使能信号

DB0

H/L

三态数据线

DB1

H/L

三态数据线

DB2

H/L

三态数据线

DB3

H/L

三态数据线

DB4

H/L

三态数据线

DB5

H/L

三态数据线

DB6

H/L

三态数据线

DB7

H/L

三态数据线

PSB

H/L

H：

8位或4位并口方式，L：

串口方式（见注释1）

空脚

/RESET

H/L

复位端，低电平有效（见注释2）

VOUT

LCD驱动电压输出端

VDD

背光源正端（+5V）（见注释3）

VSS

背光源负端（见注释3）

*注释1：

如在实际应用中仅使用串口通讯模式，可将PSB接固定低电平，也可以将模块上J8和“GND”用焊锡短接。

*注释2：

模块内部接有上电复位电路，因而在不需要经常复位场合可将该端悬空。

*注释3：

如背光和模块共用一种电源，可以将模块上JA、JK用焊锡短接。

控制器接口信号阐明：

1、RS，R/W配合选取决定控制界面4种模式：

R/W

功能阐明

MPU写指令到指令暂存器（IR）

读出忙标志（BF）及地址记数器（AC）状态

MPU写入数据到数据暂存器（DR）

MPU从数据暂存器（DR）中读出数据

2、E信号

E状态

执行动作

成果

高—>低

I/O缓冲—>DR

配合/W进行写数据或指令

高

DR—>I/O缓冲

配合R进行读数据或指令

低/低—>高

无动作

忙标志:

BF BF标志提供内部工作状况.BF=1表达模块在进行内部操作,此时模块不接受外部指令和数据.BF=0时,模块为准备状态,随时可接受外部指令和数据.运用STATUSRD指令,可以将BF读到DB7总线,从而检查模块之工作状态.

字型产生ROM（CGROM）字型产生ROM（CGROM）提供8192个此触发器是用于模块屏幕显示开和关控制。

DFF=1为开显示（DISPLAYON）,DDRAM内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示（DISPLAYOFF）。

DFF状态是指令DISPLAYON/OFF和RST信号控制。

显示数据RAM（DDRAM）模块内部显示数据RAM提供64×2个位元组空间，最多可控制4行16字（64个字）中文字型显示，当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM字型；此模块可显示三种字型，分别是半角英数字型（16*8）、CGRAM字型及CGROM中文字型，三种字型选取，由在DDRAM中写入编码选取，在0000H—0006H编码中（其代码分别是0000、0002、0004、0006共4个）将选取CGRAM自定义字型，02H—7FH编码中将选取半角英数字字型，至于A1以上编码将自动结合下一种位元组，构成两个位元组编码形成中文字型编码BIG5（A140—D75F），GB（A1A0-F7FFH）。

字型产生RAM（CGRAM）字型产生RAM提供图象定义（造字）功能，可以提供四组16×16点自定义图象空间，使用者可以将内部字型没有提供图象字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中定义同样地通过DDRAM显示在屏幕中。

地址计数器AC地址计数器是用来贮存DDRAM/CGRAM之一地址,它可由设定指令暂存器来变化，之后只要读取或是写入DDRAM/CGRAM值时，地址计数器值就会自动加一，当RS为“0”时而R/W为“1”时，地址计数器值会被读取到DB6——DB0中。

光标/闪烁控制电路此模块提供硬体光标及闪烁控制电路，由地址计数器值来指定DDRAM中光标或闪烁位置。

3.2.1系统硬件电路框图

128*64图形液晶显示屏内部构造图如图3-2-1

（1），其引脚功能如表3-2-1

（2）。

图3-2-1

（1）模块原理图

引脚符号

状态

引脚名称

功能

CS1CS2

输入

芯片片选端

CS1和CS2高电平选通

输入

读写使能信号

在E降沿数据被销存写入及其兼容控制驱动器在E高电平期间数据被读出

R/W

输入

读写选取信号

R/W=1为读选通，R/W=0为写选通

D/I

输入

数据指令选取信号

D/I=1为数据操作，D/I=0为写指令或读状态

DB0-DB7

三态

数据总线

RST

输入

复位信号

复位信号有效时，关闭液晶显示，使显示起始行为0，RST可跟MPU相连，由MPU控制也可直接接VCC使之不起作用

表3-2-1

（2）引脚功能表

3.2.2LCD显示基本原理

FYD12864-0402B是一种具备4位/8位并行、2线或3线串行各种接口方式，内部具有国标一级、二级简体中文字库点阵图形液晶显示模块；其显示辨别率为128×64，内置8192个16*16点中文，和128个16*8点ASCII字符集.运用该模块灵活接口方式和简朴、以便操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。

可以显示8×4行16×16点阵中文.也可完毕图形显示.低电压低功耗是其又一明显特点。

3.2.3接线办法

将LCD模块板插入顾客板扩展槽中，连接好仿真器，打开实验箱电源，将系统资源区数据总线D0到D7分别接扩展板数据总线D0到D7，RST接P1.6，CS2接P1.1，CS1接P1.2，EN接P1.3，RW接P1.4，DI接P1.5。

3.2.4管脚应用阐明

管脚号

管脚名称

电平

管脚功能描述

VSS

电源地

VCC

3.0+5V

电源正

对比度（亮度）调节

RS（CS）

H/L

RS=“H”,表达DB7——DB0为显示数据

RS=“L”,表达DB7——DB0为显示指令数据

R/W（SID）

H/L

R/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7——DB0

R/W=“L”,E=“H→L”，DB7——DB0数据被写到IR或DR

E（SCLK）

H/L

使能信号

DB0

H/L

三态数据线

DB1

H/L

三态数据线

DB2

H/L

三态数据线

DB3

H/L

三态数据线

DB4

H/L

三态数据线

DB5

H/L

三态数据线

DB6

H/L

三态数据线

DB7

H/L

三态数据线

PSB

H/L

H：

8位或4位并口方式，L：

串口方式（见注释1）

空脚

/RESET

H/L

复位端，低电平有效（见注释2）

VOUT

LCD驱动电压输出端

VDD

背光源正端（+5V）（见注释3）

VSS

背光源负端（见注释3）

*注释1：

如在实际应用中仅使用并口通讯模式，可将PSB接固定高电平，也可以将模块上J8和“VCC”用焊锡短接。

*注释2：

模块内部接有上电复位电路，因而在不需要经常复位场合可将该端悬空。

*注释3：

如背光和模块共用一种电源，可以将模块上JA、JK用焊锡短接。

□□系统完整硬件电路图见附录1。

3.3系统软件简介

MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出高性能8位单片机，它包括51和52两个子系列。

对于51子系列，重要有8031、8051、8751三种机型，它们指令系统与芯片引脚完全兼容，仅片内程序存储器有所不同，8031芯片不带ROM，8051芯片带4KROM，8751芯片带4KEPROM。

51子系列重要特点为：

◆8位CPU。

◆片内带振荡器，频率范畴1．2~12MHZ。

◆片内带128字节数据存储器。

◆片内带4K程序存储器。

◆片外程序存储器寻址空间为64K字节。

◆片外数据存储器寻址空间为64K字节。

◆128个顾客位寻址空间。

◆21个字节特殊功能寄存器。

◆4个8位并行I/O接口：

P0、P1、P2、P3。

◆2个16位定期器/计数器

◆2个优先级别5个中断源。

◆1个可编程全双工串行I/O接口，可多机通信。

◆111条指令，含乘法指令和除法指令。

◆片内采用单总线构造。

◆有较强位解决能力。

◆采用单一+5V电源。

对于52子系列，有8032、8052、8752三种机型。

52子系列与51子系列相比大某些相似，不同之处在于：

片内数据存储器增至256字节；8032芯片不带ROM，8052芯片带8KROM，8752芯片带8KEPROM；有3个16位定期器/计数器；6个中断源。

3.3.1系统软件流程

程序流程图如图3-3-1

（1）所示，初始化流程图如图3-3-1

（2）所示。

图3-3-1

（1）程序流程图

图3-3-1

（2）初始化流程图

3.3.2读写操作时序

8位数据线传播过程如图3-3-2

（1）所示。

图3-3-2

（1）8位数据线传播过程

MPU写资料到ST7920（8位数据线模式）时序如图3-3-2

（2）所示。

图3-3-2

（2）写操作时序图

MPU从ST7920读资料（8位数据线模式）时序如图3-3-2（3）所示。

图3-3-2（3）读操作时序图

3.3.3液晶显示模块指令系统

惯用基本指令简介如下：

（1）显示开/关指令

当DB0=1时，LCD显示RAM中内容；DB0=0，时关闭显示。

（2）起始行ROW设立指令

（3）页PAGE设立指令

（4）列地址YADDRESS设立指令

设立了页地址和列地址，就唯一拟定了显示RAM中一种单元，这样MPU就可以用读写指令，读出该单元中内容或向该单元写进一种字节数据。

（5）写数据指令

（6）读状态指令

（7）读数据指令

读写数据指令每执行完一次读写操作列地址就自动增一，必要注意是进行读操作之前必要有一次空读操作，紧接着再读才会读出所要读单元中数据。

3.3.4指令应用阐明

模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令和扩充指令如下：

指令表1：

（RE=0：

基本指令）

指

指令码

功能

令

R/W

清除

显示

将DDRAM填满"20H",并且设定DDRAM地址计数器（AC）到"00H"

地址

归位

设定DDRAM地址计数器（AC）到"00H",并且将游标移到开头原点位置;这个指令不变化DDRAM内容

显示状态开/关

D=1：

整体显示ON

C=1：

游标ON

B=1:

游标位置反白容许

进入点

设定

I/D

指定在数据读取与写入时,设定游标移动方向及指定显示移位

游标或显示移位控制

S/C

R/L

设定游标移动与显示移位控制位;这个指令不变化DDRAM内容

功能

设定

DL=0/1：

4/8位数据

RE=1：

扩充指令操作

RE=0：

基本指令操作

设定CGRAM

地址

AC5

AC4

AC3

AC2

AC1

AC0

设定CGRAM地址

设定DDRAM

地址

AC5

AC4

AC3

AC2

AC1

AC0

设定DDRAM地址（显示位址）

第一行：

80H－87H

第二行：

90H－97H

读取忙标志和地址

AC6

AC5

AC4

AC3

AC2

AC1

AC0

读取忙标志（BF）可以确认内部动作与否完毕,同步可以读出地址计数器（AC）值

写数据到RAM

数据

将数据D7——D0写入到内部RAM（DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM）

读出RAM值

数据

从内部RAM读取数据D7——D0

（DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM）

指令表2：

（RE=1：

扩充指令）

指

指令码

功能

令

R/W

待命

模式

进入待命模式,执行其她指令都棵终结

待命模式

卷动地址开关启动

SR=1：

容许输入垂直卷动地址

SR=0：

容许输入IRAM和CGRAM地址

反白

选取

选取2行中任一行作反白显示，并可决定反白与否。

初始值R1R0＝00，第一次设定为反白显示，再次设定变回正常

睡眠

模式

SL=0：

进入睡眠模式

SL=1：

脱离睡眠模式

扩充

功能

设定

CL=0/1：

4/8位数据

RE=1：

扩充指令操作

RE=0：

基本指令操作

G=1/0：

绘图开关

设定绘图RAM

地址

AC6

AC5

AC4

AC3

AC2

AC1

AC0

设定绘图RAM

先设定垂直（列）地址AC6AC5…AC0

再设定水平（行）地址AC3AC2AC1AC0

将以上16位地址持续写入即可

备注;当IC1在接受指令前,微解决器必要先确认其内部处在非忙碌状态,即读取BF标志时,BF需为零,方可接受新指令;如果在送出一种指令前并不检查BF标志,那么在前一种指令和这个指令中间必要延长一段较长时间,即是等待前一种指令的确执行完毕。

3.4系统软、硬件调试过程

系统调试中，一方面是在所有程序﹑操作都正常状况下，编译目的为产生，检查程序后发现用搜狗输入法编写分号不能再软件中显示，修改输入法后，问题得到理解决；另一方面，目的编译无错误，下载程序不成功，仔细检查各个方面后，发现下载线接触问题，重试几次后成功；再次，能正常编译下载，LCD显示屏显示中文有乱码现象，检查后发现是程序问题。

在调试过程中，什么事情都不能马虎，一点点小错误都会导致失败，必要仔细。

4．总结

通过这次设计让我对单片机有更加进一步理解，提高了分析程序和硬件电路能力，对编译调试和下载烧录程序办法更加熟悉。

在找资料过程中不但掌握了课本上没有知识，还提高了自己搜索能力，我相信到将来这是一种很宝贵财富。

学而知局限性，这次设计让我学到了更多东西同步也让我看到了自己知识缺少，从而增进我不断进取﹑不断进步。

这次设计我还明白了一种道理：

有些事情不是自己不会做，而是并没有去行动，因此才会觉得难。

在程序设计中遇到了诸多问题，在教师和同窗帮忙下也一一顺利解决了，我明白了团结合伙重要性。

在整个调试过程中，软件设计是很核心一部，每个指令都关系到最后调试成果，虽然仿真器运营汇编并没有错误，但是那只是检查了最基本语句错误，核心在于整个程序思路要清晰，理解要对的。

总之，这次设计是所学知识一次综合检查，通过自己动手学到了诸多宝贵经验，虽然走了不少弯路，但那也是一次次深刻教训。

这次设计是我大学生涯得到了升华，个人价值得到了必定，它将让我受益终身。

参照文献

1李全利，单片机原理及接口技术，北京，高等教诲出版社，.1

2徐惠民，单片微型计算机原理﹑接口及应用，北京，北京邮电大学出版社，.8

3郭速学，图解单片机功能与应用，北京，中华人民共和国电力出版社，.2

4康维新，MCS-51单片机原理与应用，北京，中华人民共和国轻工业出版社，.9

5汪道辉，单片机系统设计与实践，北京，电子工业出版社，.5

6刘乐善，微型计算机接口技术及应用，武汉，华中科技大学出版社，.4

7耿长青，单片机应用技术，北京，化学工业出版社，1996

8胡汉才，单片机原理及其接口技术，北京，清华大学出版社，1999

9余永权，FLASH单片机原理及应用，北京，电子工业出版社，1997

10徐爱卿，单片微型计算机及其应用，北京，北京航空学院出版社，1986

11施善定，液晶与显示应用，上海，华东化工学院出版社，1993

12范志新，液晶器件工艺基本，北京，北京邮电大学出版社，

附录1系统完整硬件电路

附录2系统完整程序

逐字显示：

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#definexcharunsignedcharcode

sbitCS1=P2^0;

sbitRS=P2^1;

sbitWWR=P2^2;

sbitRRD=P2^3;

sbitRST=P2^4;

unsignedcharcodeHK_HZ[16][32];

unsignedcharcodeHK_HZ0[16][32];

unsignedcharcodeHK_HZ1[16][32];

unsignedcharcodeHK_HZ2[16][32];

unsignedcharcodeHK_HZ3[16][32];

unsignedcharcodeHK_HZ4[16][32];

unsignedcharcodeHK_HZ5[16]

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