单片机与显示模块的软硬件接口技术

1、液晶与显示第 !" 卷 第 # 期#$% 年 & 月;.2 <!"，=.< #>:0 < ，#$%()*+,+ -./0*12 .3 4)5/)6 07,812, 1*6 9),:217,!文章编号：!$? #?"（$ #$%）$# $!#A $A单片机与液晶显示模块的软硬件接，术（化工学院 自动化系&%$?%，BC1)2：7(3!$ D!E% < F.C）摘 要：仪器仪表操作的智能化是的要求，结合某大型化工厂的温差检测仪，提出了一种利用 "$!GEH 单片机和液晶显示模块将其仪表改造成智能化的高精度温差检测

2、仪的方法。了它与液晶显示模块 IJ4K !#$%#> 的接口原理及其应用，并对设计中的有关问题进行说明。从现场运行的情况来看，该仪表显示清晰、实时、直观、节能 作。：单片机；液晶显示模块；汉字点阵量大，大大方便了操号：L="?% <G%；L=G! <?#文献标识码：>引言温差检测系统基本原理!#随着仪表的智能化以及人们对显示不断提高，数字显示已远不能将纷杂的的要求传递清温差检测系统原理框图如图 ! 所示。该系统由前端检测处理电路（如图中虚线所框部分）、中心控楚。图形液晶显示模块的应运而生，可以生动直观地显示图形、汉字及字符。而且现在大部分液晶显制处理单元单元、

3、外设单元组成。温差检测系统是通过热敏电阻 O8E$来感应温度，然后通过恒流示模块都自带器，这些器由大规模 IMK源将电阻值转换成单片机可以的电压值，这部电路制耗小、工作电压低，只要 # N %; 即可工分工作由前端检测处理电路完成。中心处理单元为"$!GEH%，&，主要用来处理作，且有比较统一的总线规范，使之很容易与大规模 集成电路接口。因此它也正在以其特有的优势广泛 地应用于各种仪器仪表中!，#。某大型化工厂的高精度温差检测仪的人机接口部分最初使用数码管显示，许多信号都采用符 号和数字表示，由于功能多，需要记忆的东西太多，工人操作起来非常不方便，经常出现操作失误，使产的数据

4、，对采样 开 关 及 外 部 器 件 发 出 各 种 控制信号单元两个：OK9%$# 和串品报废率增高，造成一些不必要的损失。而且，有许多需要的无法反应出来，该迫切需要一个更智能化的温差检测仪。我们利用"$!GEH 单片机和液晶显示模块 IJ4K!#$%#>，按该企业的要求研制开发了配套系统。由于该系统的 软硬件开发都实行模块化，因此，只要稍作改动，就可以将其广泛地应用于各种类似的场合。图 !温差检测系统硬件结构框图P)Q<!R106S10+ ,80/F8/0+ .3 8+C:+018/0+ 6)33+0+*8)12 C+1,/0+C+*8 ,7,8+C收稿日期：#$#$

5、G!G；修订日期：#$#!G行 !"#$%，前者整个系统的，后者一：&()、表 )设置页地址指令些需要在线更改的参数。外设单元主要液晶显示模块。A6BCD L:M+7NO+89: 9E MD+8:P 6QQ7DMM 9E R6PD# H I 3-( , 4 = *2-页地址（- G *）-2-222显示部分硬件及其工作原理*硬件接口及其工作原理在温差检测系统中，液晶显示部分主要用来显! S )图形液晶显示模块与单片机示检测到的外冷器温度温度与出口温度%/01.2-*&->2),T> 接口原理如图 所示。单片机与内置之差出错、操作指示菜单及 "+,

6、- 电阻.温驱动器的图形液晶显示模块有两种连度参数的浏览。系统的键盘操作及液晶显示菜单采1!24-接方式。一种为直接方式，一种为间接方用现今流行的下面详细模式，使用起来非常简捷方便。式。由于间接方式的电路简单，时序可以通过液晶显示模块及其与单片机间的接编程来实现；又 由于公司的位单片机口、工作原理。!"#图形液晶显示模块 $%&(#)*!)+图形液晶显示模块 %/01.2-*34是著名L:+DC2,&->2),T> 带有多种可编程 L H $ 功能部件，其功能强大，L H $ 操作方便，极大地简化了用户的系统设计工作。因此方式。以 &->2)

7、,T> 为处理器，采用间接商精电（5678+79:8;）公司生产的，它每屏点阵数为 2- < *（ 列< 行），若显示 2, < 2, 点阵的汉字，则每屏能显示 行汉字，每行可显示 ( 个汉字，即每屏能显示 2= 个汉字。特别值得提醒的是：%/01.2-*3 的管脚编号与的管脚编号不同，在画 ">? 图时一定要注意这一点，否则会带来不必要的麻烦。%/01.2-*3 主要由两片器 1!24- 和一片液晶屏，显示屏共分 = 页，显示数据格式及显示屏的页、行和列的分布情况如表 2 的对应表 # $%&(#)*!)+ 的数据格式 A6BCD 2 6+6

8、E97F6+ 9E %/01 2-*3。页地址（二进制）左半片显示屏右半片显示屏行号数据第 - 页第 2 页第 页第 * 页第 - 页第 2 页第 页第 * 页- -2 G &- G (- 2) G 2,- G (图 显示系统硬件连接框图2 -2( G =- G (U8PSK67QV67D 8:+D7E6OD 9E +WD Q8MRC6X8:P MXM+DF2 24 G *列- G (号由图可看出，液 晶模块与2 G ,-,2 G 2-%/01.2-*3&->2),T> 的接口非常简单，单片机的 " S , 作为液晶显 示 模 块 的信 号，决 定 单 片

9、 机3-该表结合时序图对于理解 1!24- 液晶显示驱动器的 2* 种显示指令很有帮助，如设置页地址指令（见表 ）首先要清楚页的概念，%/01.2-*3 液晶显示模块的页是指每 & 行为一页。在向 1!24- 写输出的是对数据进行操作令字或数据（3- J 2）还是输出分别接使能信号命令字（3- J -）；" S - 和" S (!2!，决 定和哪一片1!24-；K1- S 4 接 # H I，决定单片机对显示模块是进行读操作还是写操作；"2 端口接 %/01.2-*3 的- G (，用于二者之间传送数据。此指令时，# H I J -，3- J -，则设置第

10、 - G * 页令字分别为 -?&K，-?)K，-?3K，-?K，其他的指令请参照说明书，并严格按照说明书上的指令格式来操作。显示菜单界面及其流程图! S !主要液晶显示部分实现的功能，其显示内（<）内置显示 C>6 中的 ; 位数据液晶屏上容的主要流程如图 ! 所示。一个点的亮灭状态，“;”表示对应点亮，“=”表示对应点暗。因此在仅清除一个字时，可以在不清除全屏情况下，在将要被清除的那个字的位置上置 ;B D ;B 个二进制 = 就可将那个字覆盖掉，并可再写入要显示的内容。（!）液晶显示模块自身不具备字符库，因此要根据显示屏的内容，确定字符库和汉字库中要存放的字符和汉字。

11、中，为了避免人工造字速度慢、不美观，我们使用了字模提取字模提取E<%;，它可以从 1FF0：G G 2)+A;% H*/1 % 3*F 上。需要特别指出的是：由于 9?;A<= 显示 C>6 固有的特性，我们不能将此得出的子符和汉字的点阵数据提出来直接使用，而需要将其处理后再取其点阵数据使用。因为由该获得的字节数据与 8I中显示 C>6 数据相差 J=K。如屏幕上要显示一个“大”字，由得到“大”字后，要先将其顺时针旋转图 !系统主菜单流程图J=K成“”后再取其字节数据代码，方可在液晶屏幕"#$%! &()*+ ,-(.$/01 (, 2/#3 2*34

12、上正常显示“大”字。（5）汉字显示编程说明我们在大量的实验中发现，在汉字显示编程时，一定要注意 6789;<=!<> 模块的操作时序，否则会导致数据显示紊乱，即便是偶尔配合显示事实上，图 ! 也是液晶显示部分的的流程图，图中的每一个方框就是液晶显示的内容，也就是能实现的几个主要功能。其箭头方向是按“菜单”键后屏幕显示的内容。按“确认”键可进入各 个菜单的子菜单，按“取消”键可以退回至上一级菜 单，依此类推，向上最终可以退回到“欢迎使用 按菜单键修改”这一界面，且每一个菜单的子菜单都可以 通过按“取消”键回到主菜单，并最终回到“欢迎使用 按菜单键修改”这一界面；向下可以进入“开

13、始测量”这一菜单。由于篇幅有限，本文只提供主要提示界面，即系统主菜菜单从略。（/）5应用 6789 ;<=!<> 的几个难点在应用内置 9?;A<=驱动器图形液晶显示模块 6789:;<=!<> 时，必须注意以下几点，以便灵活编程。（;）要清楚地了解 6789:;<=!<> 图形液晶显示（L）时序图。（/）写指令代码时序图；（L）写显示数据时序图。M#2#3$ N#/$/2（% /）O#F#3$ )(22/3N F#2#3$ N#/$/2；（L）O#F#3$ N/F/ F#2#3$ N#/$/2%图 5模块的工作原理。它的驱动电路使用

14、了两片9?;A<="=> 级联，其中一个工作在主工作方式下，另一个工作在从方式下。主工作方式 9?;A<="=>负责上半屏 ;B 行的驱动和左半屏的 B= 列驱动，从工作方式 9?;A<="=> 负责下半屏;B 行的驱动和右半屏的 B= 列驱动。使能信号 ?;，?< 用来区分是控"#$%5制"=>。正常，但在关机重新上电或者中途再运行程序很难保证显示正常。修改程序后，下降沿处，数据或指令被锁存进 8A:!;< 内部的数据或指令寄存器。在 高电平期间，数据或状态字被读到数据总线之上。（!）要深

15、刻理解 8A:!;< 液晶显示驱动器的 :=种显示指令才能灵活编程，达到预期效果。（B）如当软硬件调试完毕，液晶仍不显示汉字时，就应检查一下 5678:;<=;> 的工作电压是否为C ;% =D，查一下引脚 !< 与 6EA 之间的电压是否达到其工作电压的要求。编程!系统程序采用模块化结构设计，主要由主程序、中断服务程序和子程序组成。在此主要给出 :B F:B 点阵中文字符写入子程序流程图（见图 !）。写指令子程序、写数据子程序、初始化、清屏子程序从略，因为资料上都有相关程序且都是的例子。一个:B F :B 点阵的汉字字模数据格式是前 :B 个字节为上半部 :B F G

16、 点阵字模数据，后 :B 个字节为下半部 :B F G 点阵字模数据。因此图 ! 中 3-*/.的值就是表示一个汉字的上半部或下半部字节数。结束语B实践证明，该系统从硬件电路到设计满足现场要求，显示的字符及汉字清晰、直观，该技术对需要有液晶显示的智能化仪器仪表具有广泛的参考价值。图 !中文字符写入子程序"#$%! &( )*+,-.#/( -0 1,#.#/$ 2#/()( 34,43.(,56789:;<=;> 的写指令代码时序与写显示数据时序列如图 ? 所示。从图中可以看出，在 参 考 文 献：:H 89G=< 在液晶显示技术中的应用I% 液晶与显示，;

17、<<，:（J ;）：:;G9:=G %H 汽车导航仪中显示器的选择与应用I% 液晶与显示，;<<:，:（B ?）：=:;9=:J %;=?!% K/.(L :B 为单片机5%航空航天大学，:MMG，:9;<< %，孙开放讠是% 5289MB 系列单片机原理及应用技术5%：华中理工大学，;<<<，;:=9;JG % 液晶显示应用技术5%工业，;<<:，=<B9=;G %!"#$%&( &)* +&*%&( ,)$(#&-( .(-/)"0"12 #&quo

18、t; !3)10(4-/35 &)*63783* 92:$&0 ;3:50&2 <"*80(!" #$%&%()，*+" ,-%(（ !"#$%& () *$&(+"&,(-，.$/"- 0-1&,&$&2 () 3/2+,#"% 42#/-(%(5，.$/"- ./001/，3/,-"，67+",%：/)200 3 24/ 8 #(+）=>:$&-$+(5677-)6(5 -(859$:6(5

19、-8 ;6:%(;6; -( 5<-8 %)6 = >?:-(-() 5<6 56:A69%5$96&-696(5-%7 -(859$:6(5 9?: % B695%-(#$6- ><6:-B%7 C9?$A，5<-8 A%A69 -(59?;$B6; % :65<?; 5? 96B?(859$B5 -5 -(5? -(5677-)6(5 ?(6 D E0>2F4G>，% 8-()76&B<-A B?:A$569 %(; 7-H$-; B9D85%7 ;-8A7%D :?;$76，IC*J&2K0/KL = M

20、<6 -(569%B6 5<6?9D ? 5<6 8-()76&B<-A B?:A$569 %(; 7-H$-; B9D85%7 ;-8A7%D :?;$76，%8 N677 %8 -58 %AA7-B%5-?(，-8 ;N6776; ?( = J?:6 A9?76:8 5<%5 :%D 6 B?$(5696; ;$9-() 5<6 ;6O67?A&-() A69-?; %(; 8<?$7; 6 A%-; :?96 %556(5-?( 5? %96 6PA7%-(6; -( ;65%-78 = Q9?: 5<6 ?A69%5-?(

21、 B?(;-5-?( -( 8-5$，-5 -8 8<?N(5<%5 5<-8 -(859$:6(5 <%8 %;O%(5%)68 8$B< %8 ;-8A7%D-() -( ?B$8，96%7&5-:6，O-8$%7，6B?(?:-R-() ?( 6(69)D，:?96 -(?9:%&5-?( %(; ?A69%5-() :?96 B?(O6(-6(57D 5<%( 6O69 =?(2 %"*:：8-()76&B<-A B?:A$569；7-H$-; B9D85%7 ;-8A7%D :?;$76；><-(

22、686 B<%9%B569 ;?5 :%59-P作者简介），女人化工学院自动化系研究生，主要从事电力技术、微机测量技术的研2F1S究与开发。!, 基本量的名称名称符号长度质量时间电流热力学温度物质的量发光强度米千克（公斤） 秒安培 开尔文摩尔:U)8LG:?7坎B;说明：2V 圆括号中的名称是它前面的名词的同义词。KV 无方括号的量的名称与名称均为：方括号中的字，在不致引起、误解的情况下可以省略；去掉方括号中的字即为其名称的。单片机与液晶显示模块的软硬件接术作者： 作者刊名：，化工学院,自动化系,：,430073液晶与显示英文刊名： 年，卷(期)：次数：JOURNAL OF LIQUID

23、 CRYSTALS AND DISPLAYS2003，18(2)15次-液晶与显示 2002(2)1.S-8330在液晶显示技术中的应用-液晶与显示 2001(4)2.汽车导航仪中显示器的选择与应用3.Intel 16位单片机 19984.孙开放.MCS-96系列单片机原理及应用技术 20005.(讠是).液晶显示与应用技术 20011.LIU Gang.WANG Jian 图形点阵式液晶显示模块与96单片机的接口 -微处理机2005,26(1)本文了图形点阵式液晶显示模块MSP-G12864DYLY的特性和工作原理,以及与80C196KB单片机的接口编程,讨论了单片机的屏幕显示技术.最后提出

24、了关于图形点阵式液晶显示模块与MCS-96系列单片机接口问题的几点建议.2.军.ZHANG Kaijun.L(U) Li 单片机及液晶显示模块在数字化角度测量装置中的应用 -工2007,33(7)在简述单片机及液晶显示模块工作原理及技术特点的基础上,叙述了其在雷达天线座机械角度数字化零位测量零位调整装置中的应用,了其工作原理和系统软硬件实现,给出了测量装置的单片机系统主程序和液晶角度分离显示算法.使用结果表明采用AT89C51单片机与液晶显示模块配合的角度零位测量零位调整装置测量角度实时性好,动态显示效果优良,系统性好.3.淮俊霞.LI Zhi-guang.LI Xiao-quan.HUAI

25、Jun-xia 中文图形12864点阵液晶显示模块与51单片机的并行接口电路及C51程序设计 -现代显示2008(7)讨论如何利用LM3033B-0BR3液晶显示模块时序,采用C51语言编程,驱动液晶模块实现并行传输方式的字符、汉字以及图形显示.具体阐述了LM3033B-0BR3液晶显示模块与单片机AT89S52的并行接口电路和编程.4.XU Peng 图形液晶显示模块NS12864与AVR单片机接口设计 -重庆工学院学报（自然科学版）2007,21(11)了以ST7920为器的NS12864-12液晶显示模块的内部结构及器操作方式,完成了以AVR单片机ATMEL Mega16L为驱动电路的硬

26、件和设计,并进行了测试,测试结果表明:该LCD驱动模块能够地显示汉字、数字等字符.器的液晶显示模块5.顾.ZHANG Ai-xue.GU Hui-fen 液晶显示模块与8031单片机的接口电路及编程 -仪表技术2005(3)QPYD-03点阵式液晶显示模块和模块与8031单片机的接口电路,给出了电路示意图.同时,液晶显示模块的特点,详细阐述了液晶显示器清屏、中西文显示等功能的程序设计.6.格.ZHAO Qing-ge.CHEN Zi-li 单片机和液晶显示模块接口及驱动设计 -科学技术与工程2007,7(23)了液晶显示模块SPRT12864M与单片机PHILIPS80C552的硬件设计及设计

27、,同时给出了初始化,写指令,读数据,汉字显示,图形显示等通用子程序,可方便地移植于其他51系列单片机.7.ZHANG Jia-ding.GENG Xie-yao.LIN Fu-yan 89C52单片机与液晶显示模块SG19264的接口设计 -机电工程技术2006,35(11)本文系统地了SG19264图形液晶显示模块的结构组成和指令系统,设计了SG19264与89C52单片机的硬件接口电路,编写了程序.8.石城.YANG Ying-.SHI Cheng.JIANG Ai-xiang.LI Zhen-hua 图形点阵液晶显示模块与51系列单片机的接口设计 -现代显示2006(5)讨论如何在研究液晶显示模块SYB12864K-ZK时序的基础上,采用C51编程语言编程,驱动液晶模块实现串行传输方式的字符显示和图形显示.将程序写入单片机很好地驱动了该液晶模块,得到了很显示效果,从而证明了该驱动程序和电路的可行性.9.芳.液晶显示屏上线段生成算法的研究 -工业计算机2009,22(7)从应用的角度出发,在了点阵液晶显示模块HY-1286484的内部电路结构的基础上,讨论了其与单片机的接口电路,研究了在液晶显