能力拓展训练基于液晶显示单元的单片机实验和C语言开发

1、武汉理工大学能力拓展训练课程设计说明书目 录摘要1 循环移位液晶显示系统概述11.1 课程设计基本要求11.2 LCD12864功能11.3 液晶显示系统前景22 仿真软件Proteus和Keil简介32.1 Proteus简介32.2 Keil简介33 系统工作原理分析53.1 12864 LCD结构53.2 AT89C52模块83.3 字模提取软件104 程序流程图设计125 Proteus仿真原理图136 课程设计体会14参考文献15附：源程序代码162摘 要在信息显示技术中，人们发现了信息数字化的重要作用和意义。数字化的信息更加准确，同一性，更易传输和识别。很多信息可以直接由数字表示，

2、从而数字化信息显示又成为信息显示的又一个重要内容。又从数字化显示发展到字符显示，它把人类特有的语言文字用于显示，这种显示与数字显示合在一起用途更广用量更大。在这同时，人们还希望用图形和图像进行显示，且显示的内容为五彩缤纷，并且可以实时活动和具有三维立体效果。这零零总总的各类显示正为你做着各种各样的服务，相信在不久的将来显示技术的发展将会为人类做出更大的贡献。关键词：信息显示 数码管 显示技术 LED1 循环移位液晶显示系统概述1.1 课程设计基本要求围绕Proteus仿真结合C语言开发的应用方向，进行设计一种字符（或图形）液晶显示显示的电路，并实现循环移位显示给定字符串（或自行设计动态显示方式

3、）。要求进行电路实验或仿真，并使用C语言进行程序的开发。本次选用了OCMJ4X8C(128X64)LCD显示器,它是128 (列)×64(行)点阵的LCD显示模块。在该系统中,通过单片 机输入输出接口,利用单片机C语言编程模拟出LCD资料传输和显示所需时序,以实现对LCD的控制,使其显示各种复杂动态变化的图形。1.2 LCD12864功能LCD12864分为两种，带字库和不带字库的，个人比较喜欢不带字库的，因为显示汉字的时候可以选择自己喜欢的字体，而带字库的液晶，只能显示GB2312的宋体，当然了，也可以显示其他的字体，不过不是液晶本身字库中带的了，而是用图片的形式显示。不带字库的L

4、CD12864，现就以Proteus中的LCD12864为例进行讲解，Proteus中AMPIRE128*64，如下图所示，该液晶驱动器为KS0108，我在网上搜了好就都没找到它的datasheet，不过我们可以找到类似的芯片的手册，它的控制逻辑和HD61202是类似的，我们可以网上下载它的datasheet进行参考。与带字库液晶不同，此块液晶中含有两个液晶驱动器，一块驱动器控制64*64个点，左右显示，这就是为什么AMPIRE128*64引脚有CS1和CS2的原因。学习液晶主要看的它的指令系统，再次先说明一下“页”的概念，此液晶有8页，一页有8行。68/8=8。1.3 液晶显示系统应用前景L

5、CD显示器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等 其它显示器无法比拟的优点,近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。LCD可分为段位式LCD、字符式LCD和点阵式LCD。其中段位式LCD和字符式LCD只能用于字符和数字的简易显示,不能满足图形曲线和汉字显示的要求;而点阵式LCD不仅可以显示字符、数字,还可以显示各种图形、曲线和汉字,并且可以实现屏幕上下左右滚动,动画功能,分区开窗口,反转,闪烁等功能,用途十分广泛。 LCD 技术的发展已历经两代，第一代技术以小型化、轻量化和薄型化为主攻方向，主要应用对象是笔记本电脑；第二代技术则以高亮度、高色再现性和宽视角为代表，

6、主要应用领域是电视机和监视器。目前的发展阶段介于第二代和第三代之间，其技术开发的重点是：突破LCD 自身的各种局限性，提高其作为多媒体电视显示器的动画显示性能，并大力简化制造工艺以确保其在价格上具有竞争力。随着LCD显示器产品价格的下降，LCD显示器产品的利润也在逐渐下降，显示器厂商必将会寻找新的利润增长点，而宽屏LCD显示器产品就是厂商所选定的目标。在对宽屏进行了两年多的市场预热后，未来众多显示器厂商都将加大宽屏LCD显示器产品的研发以及市场推广的力度，以求促进宽屏LCD显示器销量的增长。随着LCD显示器产品价格的下降，LCD显示器产品的利润也在逐渐下降，显示器厂商必将会寻找新的利润增长点，

7、而宽屏LCD显示器产品就是厂商所选定的目标。在对宽屏进行了两年多的市场预热后，未来众多显示器厂商都将加大宽屏LCD显示器产品的研发以及市场推广的力度，以求促进宽屏LCD显示器销量的增长。2 仿真软件Proteus和Keil简介2.1 Proteus简介Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与仿真软件。该软件的特点是：集原理图设计、仿真和PCB设计于一体，真正实现从概念到产品的完整电子设计工具，具有模拟电路、数字电路、单片机应用系统、嵌入式系统（不高于ARM7）设计与仿真功能，具有全速、单步、设置断点等多种形式的调试功能，具有各种信号源和电路分析所需的虚拟仪表，支持Keil C

8、51 uVision2、MPLAB等第三方的软件编译和调试环境，具有强大的原理图到PCB板设计功能，可以输出多种格式的电路设计报表。拥有PROTEUS电子设计工具，就相当于拥有了一个电子设计和分析平台。2.2 Keil简介KeilSoftware公司推出的uVision3是一款可用于多种8051MCU的集成开发环境(IDE)，该IDE同时也是PK51及其它开发套件的一个重要组件。除增加了源代码、功能导航器、模板编辑以及改进的搜索功能外，uVision3还提供了一个配置向导功能，加速了启动代码和配置文件的生成。此外其内置的仿真器可模拟目标MCU，包括指令集、片上外围设备及外部信号等。uVisio

9、n3提供逻辑分析器，Keil C51是Keil Software公司出品的51系列兼容C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。3 系统工作原理分析3.1 12864 LCD结构本次课程设计使用128

10、64LCD实现。 12864LCD是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8×4个(16×16点阵)汉字。下面以12864液晶显示器为例，介绍其用法。12864M汉字图形点阵液晶显示模块，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（GDRAM）。主要技术参数和显示特性: 电源：VDD3.3V+5V(内置升压电路，无需负压)；显示内容：128列×64行显示颜色：黄绿 显示角度：6：00钟直视LCD类型

11、：STN 与MCU接口：8位或4位并行/3位串行配置LED背光 多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等：图3-1 12864模块结构3.2 AT89C52模块 AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。图3-2

12、AT89C52引脚图 AT89C52提供以下标准功能：8k字节Flash闪速存储器，256字节内部RAM，32个IO口线，3个16位定时计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 AT89C52单片机的内部结构与MCS-51系列单片机的构成基本相同。CPU是由运算器和控制器所构成的。运算器主要用来对操作数进行算术、

13、逻辑运算和位操作的。控制器是单片机的指挥控制部件，主要任务的识别指令，并根据指令的性质控制单片机各功能部件，从而保证单片机各部分能自动而协调地工作。它的程序存储器为8K字节可重擦写Flash闪速存储器，闪烁存储器允许在线+5V电擦除、电写入或使用编程器对其重复编程。数据存储器比51系列的单片机相比大了许多为256字节RAM。AT89C52单片机的指令系统和引脚功能与MCS-51的完全兼容。 图3-3 AT89C52内部结构AT89C52具有以下标准功能：8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，3个16位定时器/计数器，一个响亮2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外

14、，AT89C52可降至0HZ静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。AT89C52单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且廉价的方案。故此选用AT89C52单片机。3.3 字模提取软件字模提取软件是一款方便用户在编程中轻松算模的软件,该软件界面简洁，操作方便，而且深受到使用的人的极大表扬。可以自定义大小，能精准提取字模，用来提取字模的工具，很容易使用。轻松的生成C51或者A51的格式。图3-4 数码管显示模块仿真图

15、制作字模提取工具的原理，其实方法都大同小异。从字模库中直接提取。该方法受限于字模库，比如你需要16*16的字模和20*20的字模，你就必须去找到这2个字模库。 从ttf库中直接提取。该方法提取出来的字模很光滑，效果很好。同样你需要一个ttf库，它是矢量的，可以支持不同的大小。 在内存的位图上画出文字，然后生成字模。该方法写出来的程序不需要额外的字库文件，依赖于操作系统中的字体。但是一般操作系统中都带有大量的字体，足够我们使用，还可以很自由的选择自己喜欢的字体、大小等等。4 程序流程图设计程序流程图：图4-1程序流程图当有不同按键，进入不同的服务子程序，同时在查询的时候判断是不是整点，有没有到达

16、闹铃设置的时间，进入服务子程序采用的是查询的模式。在汇编语合中，用助记符代替操作码，用地址符号或标号代替地址码。于是汇编语言亦称为符号语言。使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序，汇编程序是系统软件中语言处理系统软件。5 Proteus仿真原理图列出元件连线仿真，如图：图5-1移位显示系统总图从点阵生成区取出字模数据，粘贴到程序中去即可。将程序（见附录）使用Keil进行编译，生成HEX格式文件。将HEX文件烧写进单片机，点击运行进行仿真。6 课程设计体会单片机这么课程在电子信息工程专业中，是极为重要的一门，有些理论在课上没

17、有完全的融会贯通，在此次课程设计当中，一方面可以自己动手实践，另一方面也能学到一些课本上没有的东西，通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵，在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。学到很多很多的东西，还可以巩固了以前所学

18、过的知识，同时学到了很多在书本上所没有学到过的知识。 我相信在今后社会的发展和学习实践过程中，我一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟

19、，会面对需要面对的事情。我学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。参考文献1徐煜明，韩雁.单片机原理及接口技术,电子工业出版社2万光毅，严义,邢春香.单片机实验与实践教程,北京航空航天大学出版社3张迎新.单片机中级教程，北京航空航天大学出版社4丁元杰.单片机原理与应用，机械工业出版社5孙育才.MCS-51系列单片微型计算机及其应

20、用，东南大学出版社附：源程序代码#include <reg51.h> #include <absacc.h>#define DISPON 0x3f#define DISPOFF 0x3e #define FIRSTROW 0xc0 #define SETY 0xb8#define SETX 0x40#define LLCD_CMD_WR XBYTE0xf4f0#define LLCD_DAT_WR XBYTE0xf5f0#define LLCD_CMD_RD XBYTE0xf6f0#define LLCD_DAT_RD XBYTE0xf7f0#define RLCD_C

21、MD_WR XBYTE0xf8f0#define RLCD_DAT_WR XBYTE0xf9f0#define RLCD_CMD_RD XBYTE0xfaf0#define RLCD_DAT_RD XBYTE0xfbf0sbit K1 = P10;sbit K2 = P11;void delay(unsigned char timer)unsigned char i;while(-timer)for(i=0;i<100;i+);code unsigned char logo=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x

22、00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x80,0x40,0x40,0x40,0x40,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x40,0x40,0x40,0x40,0x80,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0x40,0xC0,0x00,0x38,0xE0,0x00,0x00,0x

23、00,0x20,0x60,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xC0,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0xC0,0x40,0x60,0x20,0xE0,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0x40,0xE0,0x20,0x20,0x20,0x00,0xE0,0x90,0x10,0x08,0x88,0xF8,0x48,0x48,0x08,0x04,0x04,0xFC,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x

24、00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x60,0x10,0x10,0x08,0x04,0x04,0x02,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x02,0x04,0x04,0x08,0x10,0x10,0x60,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x02,0x02,0x06,0x44,0xC4,0x06,0x02,0xF2,0x

25、82,0xC2,0x02,0x02,0x02,0x3F,0xE2,0x82,0x02,0x02,0x02,0x02,0x06,0x04,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x61,0x83,0x06,0x00,0x00,0x80,0xC1,0x07,0x0C,0x18,0xF0,0xE0,0xB8,0x07,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x18,0x08,0x0B,0xFC,0x06,0x02,0x80,0x00,0x03,0x02,0x80,0xC0,0x47,0xFC,0x46,0x42,0x42,0x02,0x

26、03,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x60,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x00,0x20,0x20,0x30,0x10,0x08,0x08,0x08,0x0C,0x04,0x0C,0x08,0x08,0x10,0x10,0x00,0x00,0x80,0x00,0x40,0x40,0x40,0x20,0x30,0x10,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x10,0x30,0x20,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x03,0x0C,0x10,0x60,0x80,0x

27、00,0x00,0x00,0x00,0x63,0x20,0x10,0x1F,0x0C,0x06,0x03,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x03,0x06,0x0C,0x10,0x30,0x3C,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x61,0x10,0x0C,0x26,0x23,0x20,0x38,0x0C,0x07,0x01,0x00,0x01,0x06,0x0C,0x18,0x30,0x20,0x20,0x00,0x00,0x00,0x60,0x30,0x18,0x0F,0x06,0x03,0x01,0x40,0x60,0x20,0x

28、20,0x10,0x10,0x3F,0x10,0x10,0x10,0x10,0x30,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF8,0x07,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0xC0,0x30,0x18,0x0E,0x03,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x

29、00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x07,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0xC0,0x40,0x40,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x00,0x

30、00,0x02,0x04,0x88,0x84,0xC4,0x5C,0x30,0x30,0x10,0x18,0x14,0x16,0x13,0x20,0x20,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x0C,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x06,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x

31、80,0xC0,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xE0,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x02,0x02,0x02,0x02,0x83,0xE1,0x1F,0x01,0x09,0x39,0x61,0x81,0x01,0x01,0x

32、01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x47,0x46,0x43,0x41,0x21,0x22,0x62,0xF2,0x2E,0x20,0x20,0x20,0x20,0x22,0x22,0x22,0x23,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x06,0x08,0x30,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x03,0x06,0x0C,0x30,0x60,0x40,0xC0,0x80,0x80,0x80,0x00,0x00,0x00,0x80,0xC0,0x

33、40,0x60,0x30,0x18,0x08,0x04,0x06,0x03,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xC0,0x30,0x08,0x06,0x01,0x00,0x00,0x00,0x10,0x10,0x10,0x18,0x08,0x08,0x08,0x08,0x04,0x04,0x07,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x08,0x18,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x0C,0x06,0x03,0x00,0x

34、00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x81,0x83,0x46,0x44,0xC8,0x98,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x0D,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x06,0x08,0x08,0x10,0x20,0x20,0x40,0x80,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x

35、00,0x00,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x80,0x40,0x20,0x20,0x10,0x08,0x08,0x06,0x01,0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x80,0xE0,0x60,0x20,0x30,0x10,0x30,0xE0,0x00,0x03,0xFE,0x00,0x00,0xC0,0x78,0x0C,0x04,0x04,0x04,0x0C,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x

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37、00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x02,0x02,0x02,0x02,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x02,0x02,0x02,0x02,0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x30,0x30,0x2C,0x26,0x23,0x20,0x20,0x0E,0x1B,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x1C,0x07,0x60,0x3E,0x03,0x00,0x00,0x0F,0x08,0x08,0x

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