基于单片机的液晶(LCD)图文显示系统设计说明

1、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Ampirel28X64,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

2、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、Ampirel28X64Liquid crystal (LCD) display system based on graphicdesignAbstract This paper is the selection of LCD controller chip ampire128 * 64,is based on single ch

3、ip microcomputer AT89C51TAnd around the main 1 ine is the microcontroller LCD controller .The main achievement of Chinese character display and image display, It also describes the design of the chip and the external circuit,and use the system block diagram to illustrate the application focuses on t

4、he function ofeach of the system* s hardware in terface modules and working processes, and elaborates the various modules of the program .Because the C language instruction execution speed and save the memory space,so this design is adopted to design the software of singlechip C language.The softwar

5、e is designed using a modular design,which will facilitate the expansion and change,but also for logic programming is concerned,this will make it look more concise,coordinated control hardware to run the software .Another part of the flow chart of program and the realization of the process will be d

6、escribed.As of this writing the dominant idea is built on the basis of hardware, usi ng software and hardware comb in at ion to be written for each functional moduleFinally,I thought the design principle is to control the software and hardware debugging MCU LCD monitors were discussed in detai 1.Key

7、words： Liquid crystal. display 89C51. ampirel28X64目录第一章引言11.1课题的研究背景11.2课题的提出及研究意义11.3论文的主要任务和所做的工作1第二章系统方案设计32.1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。32.2软件设计方案32.3仿真结果4第三章 硬件电路设计63. 1单片机模块设计63. 1.1单片机部的组成功能图63. 1.2单片机的CPU结构73. 1.3芯片介绍83. 1.4引脚介绍93.2液晶(LCD)模块113. 2. 1 LCD 12864 概述 113. 2.2基本特性113. 2. 3 LCD 接口

8、 123. 2.4 LCD字符显示133.3接口时序说明14第四章 系统软件设计 164. 1系统流程图16如图4一1所示。164. 2汉字和图像显示164. 3汉字图形显示函数17第五章系统整机调试及功能测试205. 1 Proteus ISIS仿真系统基本知识205. 1. 1系统概述205. 1.2 进入 Proteus ISIS 界面 215. 1. 3 Proteus工作界面及窗口说明215. 1. 4 Proteus绘图流程举例 235.2程序编译环境Keil uVisual4 245. 2. 1创建项目255. 2.2为项目新建文件265. 2.3生成.HEX文件28参考文献29

9、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(Liquid Crystal Display)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

10、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

11、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

12、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。第二章系统方案设计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。LCD1| 18JI.191:TecTL4CTRXTAL1POITADDP0.VAD1XTAIZPDAD2P0AD3PO.4/AD*RSTPOLADS P 口砂 DG PD.?fA07P2y/*2PN”旭P2A1DALEP2A11P2.4/A12荻P2STA13P2A*AUP2.7ZA15P1OTZP3IVRXDP1.1/T2BXTAL1XTAL2PO.O/ADO P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5

13、PO.6/AD0 P0.7/AD7393828_343332291_x:3 N5PSEN ALE EAP2.O/A&P2.1/A9P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A15 P2.6/A14 P2.7/A1524128P1.0/T2Pl 仆 T2EXP1.2P-1.3P1.4P1.5PP1.7P3.0/RXDP3.1/TX&P3.2/INT0 P3.3/INT1P3.4/TOP3.5/T1P3.6WR14HE17ATS9C52清屏显示 !B!t!S!Bn!Bn!B!nB!Ba!BB!S!Ka!BB!R!t!n!t!a!nm9!B3!Bn!B!BaiBB!B!S!n!

14、BS!K3!B!Bn!t!n!B!t!n!t! 列u滲列严浮E邂逹s:啦倔俘個!FBEESJti谆列应列却三運举做邱列列”黑倔坯谭二好”好色;屮&塑左列回却三列孕0炉灣列三坯輯谭立好檸WFP 同血亦鱼丙逐逐硕血亦云汪亦云強逐硕逐逐亦云厉逐注亦自忍药叵药/強逐竟血汪貞逐E 汪我丐遐遇汪運叵E叵勺込弓遇三叵叵弐叵我巫弓汪F丐坯込汪勺“ sitt!i!nif!f!ji!S!K!2!Si!S!M!K!BH!Ki!?!K?siKS!r!KM!n!K!8!5in! 丐運叵弓叵込KB叵丐運叵丐運叵勺壬運遇丐叵叵弓遇丐叵叵我叵W叵丐運丐叵叵叵打开飜迢标!S!S!t!S!r!S!S!S!?!S!：S!S!S!K

15、H!K3!B?!S!8!?!f!S!t!S!?!S?!S直邂叵 弐0磴坯$邂叵沦EE渥密巫迟運密直運込三廻巫氧.邂密弐3!S!B5!B!S!K!S!S!n!?!S!n!S!tt5!Ki!SiK!r!iiH!K!SiK!n!MH!KH!K!S直四邂叵M密叵壬逹吏茫込F问敷叵叵巨運邂汪E通邂身 !3!Ba!Ba!B%S!Bn!B!S!i!B!i!nn!B!BtS!B3!Bn!aiB!S!Ba!R!Bn!BS!Bn!S!S!S!BS!f!Kn!nn!t!S!n!t!a!t!n!B!B!i!Bn!K!S!t!S!t!n!B!t!tf!t!n!nS!a!RB iSIKS：KSIKaSKS：Ka：SIa；

16、KaiiSniKHiKSSS：KSiKSSUSUSiSIUS：SIKaiKaK：KHIKn：Ua：KSiSSI&iK；S!US：&S：aS2S：KaiKiKSKaSKSKa；KS保存截陳数16卑浮却fw叵運少谆少滲浮列谆別灣糾严谆冈严少谭呼少坯河mwx借列f列孕哼好僅獰EFK好刊刊掘”好浑掘即列谆現y e浮产簿少谭” S!n!B3it!n!Bna!nH!Ba!B!Ba!Ba!B!i!n!t!n!t!H!S!BH!B3!B!nn!Ba!nn!3!R!S!nn!i!nn!t!n!B!t!n!BB!BH!B!Ba!nS!Bn!Bn!t!n!t!t!n!B9!B!S3!BB 岂mF現孕词浮0浮現0炉珂

17、孑0口浮即灣円円3浮掘谆俘0浮3好廻別珂 mF別依禅沦灣掘滲好H僅耳込2炉好0甲00西4孕0谆F 9!a!B3!Ba!Knit!S!BSi!S!2!n!fi3!B!Bn!B!S!EH!B!Ba!t!3!E!Bn!Bn!t!n!n!f!S!nn!t!Bn!BH!B!S!SiBa!BS!t!Bn!Bn!B!t!S!2!n!K3!B!Bnin!B!t!3!Bt! S：aiKS：Ca：K；Z：U：US：CSIS：KS：KSS：Ka：KSiKISi&aiHSiai&S：KUiSHl：S：Ka：KS：K：KS：Kn：S2jS：Ka；&SIC：Saa：Ca：KS：KSiGiKU：Ka；K：SiDS S!n!

18、Bn!BH!Ba!nH!Ba!B!t!S!t!n!f!nn!t!n!B!a!BH!Bn!B!i!n!Ba!Bn!n!t!n!Hn!R!n9!Rn!K!S!n!En!BH!B!Bn!Kn!B!S!S!t!S!n!S!n!f!n!Ba!B!Bn!BBC- e e e CQ e a ，c ，c 。 ，c 心。山弋。o e r. c b 。(。e o e o，c oo o o o。yp o coco 。c o c oyyog e eFiEi五融五丘说无簸E簸玄簸五価融五石街 注西云莎请Wi融远E沅融議E簸云簸E五药街五価莎i議云莎斥更玄宙丘叵義五丘 请 注籲E簸云丽頁注莎佰五街iE融五硕注亦義菽勺 副

19、谢E谢曰谢E樹谢E协总谢別总谢倉谢矽E別E谢E谢谢私谢E谢超E谢E谢E册谢册谢创僅朋E宙谢E谢册册谢E册囲宙谢E谢册用谢僅逐谢 iiuitiiiiuaiuasa:?!5!?!5!5!2!?保frB像a；KS：H；Ka：Ka：U：KU；UH：&tS：U：U；8：S!a：K；Kai&S：KS：U：KU：S：&：KH：UU；S：；S：S；S：S：KS：K；KS；Ka：S；S：a：Ua：S：a：K；8；KH：K；SU：KS ；Ba!B9!a!Bn!Bi!B!BS!nn!t!n!S!B9!Ka!B!Ba!Ba!B9!n!BS!t!S!RiBn!t!Q!RS!a!Ka!B9!B!Ba!Ba!BWH!t!S

20、!B3!B!BQ!nn!Bs!Bn 偽甲0好3好齊現掘谭丐到坯河廻F掘好現FIFE炉列掘滲好谭好0好浮好現F掘坯更问炉獰 少滲円严呼谆孕刃 iB!BSiB!BS!i!HB!Ba!f!BB!B5iB!BS!BB!BSi5iBS!BS!BiS!Bn!i!Bi5!BSiBS!BiBBiBB!BS!S!BaiBS!B!B5iKSiB!SB!t!5!BBiBiBS!Ba!B!S!9iBnc c。c 。-y coooDon.coe oe。& 。co co 。-o coo c。捏示申取蓮方式爭修改囹像冷锲拟动圜弘望数诰置申退出程序2014/4/1816:54:05 K口文亨输入区|点阵生舷医|简介迟便创ee

21、渥底邂軽m密mm邂密m邂込邂密孕却mm運渥创煞邂坯迟邂密m却切艷図邂匡邑国还m鄧耳運邂殛密匡却ee邂込m逻込ee邂烹込mm 画呂呂亘呂亘至目亘型目呂回亘呂亘呂回目呂亘型目呂回豆越呂呂回亘型亘目亘呂回目型亘呂回亘呂更呂亘至呂亘呂亘呂回亘呂亘型目至型目呂亘呂回目呂亘呂亘至越亟 两佰无丘莎任汪厉注五注药 血 五尽亦融玄$注莎価竄更iE丘佰无切E无云西五五药屈莎角五屈亦莎角丘亦巫簸E无E簸議辰莎角 无云汪亦五无玄亦融玄五尽莎血亦无壬“便密割亘密嬰密旦密舉!昌!里昌密昌!里密判亘敷割割里密黒密!鼻昌!亘舉!鼻敷敷亘割里昌密密黒!亘敷亘割割割亘密密舉!鼻昌密黒密敷亘割里密昌密黒!亘旦昌!E !9!nnin

22、n!nn!S!S!nit!S!H!Hn!2!Bn：nn!n!n!nn：nn!H!Kn!t!n!Kn!S!S!iS!2!n!t!S!i!n!2!n!Kn!nn!B!Hn!n!t!2!n!n!n!H!t!n：n!S!S!n!BB 咛甲現灣御0好掘好0弊灣迥岂冈0耳坯弊好阿卩谆好戸好“好掘好好耳应冋好掘好2浮甞河FP好“灣好現卩戸好丫孕刊炸掘好齊廻縊 fifiifiififiiiiiiiifiiiifiiiifiiiiifiifiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiifiiiiiiiiiiiifiiiiiiiififiiiiiiifiiiiifiiiifiiiiiiifiiiii I”U图 4

23、-2 Zimo214.3汉字图形显示函数用字上图软件将我们要输出的汉字与图像转化成十六进制代码，在LCD上可 以用程序调用来展示出来。程序主要包括这几个函数，分别为：写命名和读数据函数，测试LCD忙闲状 态和写显示数据函数，设定列或行和写12864图片函数以及写8X8和16X16 汉字函数和延迟函数及播放音乐函数。汉字显示子函数hz_16o另外两个子函数WriteByte数和hz_88分别被调用， Column. Lin为液晶显示器的列和页，指针类型即参数W,数组的首地址被它指 向。8X8点阵汉字函数：void hz_88(unsigned char lin,unsigned char col

24、umn,unsigned char *w, unsigned int address)/写8X8点阵汉字函数的功能 unsigned char i；if(column16) return； if (column8) SelectScreen(1) ； /当列数8(0,1.2,3,4,5,6.7)写在第一屏幕 else SelectScreen (2): 否则写在第二屏幕column=column & 0x07；/防止越界SetLine(lin)；SetColumn(column3):/columX8 0 8 16 24 -120for (i=0；i8；i+) writebyte(waddres

25、s+i)；16X16汉字控制函数void hz_16(unsigned char lin,unsigned char column,unsigned char*p,unsigned int m)lin=linl； /lin*2,个汉字占两页hz_88(Linf Column,p,m*32);hz_88 (1 in,column+1,ptm*32+8)；hz_88(lin+l,column,p,m*32+l6)；hz_88 (1in+1,co1umn+11 p,m*32+24)；)write image(unsigned char *dat )unsigned char i,j；SelectSc

26、reen(1);低 64 左半平面for(i=0；i8；i+) SetLine(i):/设置起始页地址07SetCo 1 umn (0) ；/设定第0列为开始列for(j=0；j64；j+)WriteByte (*(dat+i*128+j) ； /LCD写数据按照纵向下高上低的顺序 SelectScreen(2) ； /髙 64 在左半平面for(i=0；i8；i+)SetLine(i): /设置起始页地址07SetCo 1 umn (0): /设定第0列为开始列for(j=64；j128；j+)WriteByte(*(dat+i*128+j); /LCD写数据按照纵向下高上低的顺序第五章系统

27、整机调试及功能测试本单片机系统主要用到Proteus绘图仿真软件和Keilc编译软件，下面就介 绍一下这两种软件的使用入门。5. 1 Proteus ISIS仿真系统基本知识5. 1. 1系统概述Proteus软件是英国LABCENTER公司设计出的一种用来开发单片机，绘制原 理图的专业型软件。我们可以利用Proteus软件设计出各种模拟电子电路系统、 数字电子电路系统、专用的各种芯片的结构。最大的特点是用户可以利用它进行 电路系统的仿真测试，人们再也不用购买实物进行电路焊接来进行电路的测试 了。有效地降低了设计者的时间和设计资金的投入。Proteus软件在进行电路系 统仿真的流程中，能够让我

28、们以最大程度上的体会到视觉体验。它的诞生，为电 子产品的开发与研究和电子系统工程创造了一种全新的手段和便捷的途径。它有 两个功能分别是：研究电路分析和实物仿真软件。它可以再Windows操作系统上 运行，它可用来仿真、分析(SPICE)各种各样的集成电路和模拟器件，这种软件 的优点分别是：它完成了单片机仿真和SPICE电路仿真互相组合。拥有模电仿 真、数电仿真、SPI调试器、单片机及其外围电路构成的系统的仿真、I2C调试器、 RS232动态仿真、键盘和LCD系统仿真的功能；还有各类虚拟仪器，例如信号发生 器、逻辑分析仪、示波器等。赞成主流单片机系统的仿真。拥有软件调试功 能。它在硬件仿真系统里

29、可以全速、单步、设置断点等一系列调试功能，并且还 可以看到各个变量、寄存器等的目前形态，所以在此软件仿真系统中，一样要拥 有这种功能；一并赞成第3方的调试环境与软件编译，例Ke订C51 uVision2等这 些软件。拥有巨大的原理图绘制功能。Proteus软件所供给的三十多个元器件 库，数以千计的元器件。元器件触及到模拟与数字、直流与交流等。关于一个实 验室或者仿真软件来讲，权衡实验室是否及格的一个非常关键要素是测试的仪器 仪表的数目、类型和质量。总而言之，此仿真软件功能极为巨大。在和其它单片机仿真软件相比， Proteus不但可以仿真单片机CPU的工作状况，还可以仿真单片机外围电路或者 无单

30、片机参加的其它电路的运行状况，这是它的不同之处。所以在进行程序调试 和仿真时，我们注意的是在工程的视觉上，可以方便看出程序工作和电路运行的整个过程和结果，相反不会用某些语句实行时，单片机的寄存器与存储器容是否 发生变化，在对这样的仿真实验，在特定意义上来说，是从工程的角度直接看程 序运行与电路工作的进程和成果。5. 1. 2 进入 Proteus ISIS 界面用鼠标点击ISIS 7专业的桌面图标后，会出现如图5-1所示的界面，这就 正式进入了 Proteus ISIS X作环境。DE5IGMSUITEElectronics DesignFram ConceptISIS Professiona

31、l v7.10SPO. ?Labcenter Electronics 1989-2011图5-1启动时的屏慕5. 1. 3 Proteus工作界面及窗口说明Proteus工作界面如下图5-2所示。皿、细a h图5-2 Proteus工作界面各个窗口的说明如下1 图形编辑窗口：在蓝色方框用元器件绘制原理图，当点击蓝色里面时，有 滚动条，滚轮可以用来放大缩小让原理图在我们的的可视围。2. 预览窗口：它可以显示你已经选中元器件的预览图，当不需要选择元器件 时，这个时候窗口显示整原理图的缩略图。3. 绘图工具栏：从顶部到底部功能排序为，选择和元件、终点模式，连线标 号和文本脚本模式，总线模式，子电路和

32、终端模式，元件引脚和图表模式，录音 机和激励源模式，电压电流探针和虚拟仪器模式，2D图形连线、框体、圆形弧 线、闭合路线、文本、符号、标记模式。4. 对象选择：单击按钮P会出现如图5-3对话框图5-3对象选择界面在关键字中输入自己绘图中所需要的元器件型号，当输入型号的时候如 AT89C51会出现如图5-4对话框，然后再中间结果下选中绘图时所需要的元器件 并点击它，最后按右下脚的确定键关闭所示对话框。这可以在原始列表，选择左 AT89C51,在原理图编辑窗口，点击左键，这时AT89C51将在原理图编辑窗口。 同样的方法放置其他元器件。E2 Sck 0eicw矢 1TF.师血 砂缺盘E0! ann

33、raWiKfMMVl L：子朋rIMMA肋IBMATEJC51 EUS W：5Etfi1 ATKCSlPfi?ATKC11R82EUS KCSOCI dTKC 引 82ATKCWRC2BUS MZSOC1 ATKCS1FO?ATKC51FD?aUS MZSttCIOKI Nss*屮花 6/ HQ: 2b1&lrr-.： UT|W5t 炕如晒 |1O8 皿W.旺如 1 rw.初&忖 Tw. UAT|MHINiJCOiHAMnUBccda *4： 3右血 2“ -M6U lWfiT| (051 MNTccrt?k1(iW rw. uaftT|W31型BccA H2 ViAd：4jIrM 3M6M Trat IWfiTI(051 Npccon ME ccd?心他1 re-厂当前元件不昼与仿真厂阱加层次模块厂当前元件不用于PCB制版厂隐龜元件共同引脚使用文本方式编辑所有属性编辑元件Jf性图5-6添加十六进制文件界面在program f订e中单击浏览图标，找到本次绘图时所需要的.hex文件单击 确定就可以了。5.2程序编译环境Ke订uVisual4本设计的软件程序使用C语言编写，并在开发环境为Keil uVision4下进行编译、 调试。Ke订uVis