单片机与液晶显示器

单片机与液晶显示器第一页，共六十七页，编辑于2023年，星期日1.多位LED显示2.键盘管理模块3.点阵、字符液晶显示器4.字模提取软件第二页，共六十七页，编辑于2023年，星期日LED的工作原理(a)典型的七段式LED器件(b)共阳极LED(c)共阴极LED第三页，共六十七页，编辑于2023年，星期日四位数七段LED数码管模块

(左为正面图、右为背面图)第四页，共六十七页，编辑于2023年，星期日第五页，共六十七页，编辑于2023年，星期日LED数码管和单片机的连接1

单片机P2.0P2.7abcdefgdp+5v+5vabcdefgdpP0.0P0.7编程：（以共阳极为例）MOV P2,#11111001B(0F9H)MOV P0,#10100100B(0A4H)SJMP $第六页，共六十七页，编辑于2023年，星期日LED数码管和单片机的连接2

单片机P2.0P2.7abcdefgdpP0.0P0.1P0.2P0.3想一想：和静态连接的区别在哪里？第七页，共六十七页，编辑于2023年，星期日

单片机

P2.0P2.7abcdefgdpP0.0P0.1P0.2P0.3电路的接法决定了必须采用逐位扫描显示方式。即从段选口送出某位LED的字型码，然后选通该位LED，并保持一段延时时间。然后选通下一位，直到所有位扫描完。怎样实现显示呢？第八页，共六十七页，编辑于2023年，星期日静态、动态显示方式总结静态显示连接所有LED的位选均共同连接到+VCC或GND，每个LED的8根段选线分别连接一个8位并行I/O口。原理简单；显示无闪烁；占用I/O资源较多。动态显示连接所有LED的段选线共同连接在一起共用一个8位I/O口而每个LED的位选分别由一根相应的I/O口线控制。因此必须采用动态扫描显示方式。第九页，共六十七页，编辑于2023年，星期日例：74ls164+led(proteus)

第十页，共六十七页，编辑于2023年，星期日独立键盘第十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期日case0x01: key1();//键盘1功能函数。break; case0x02: key2();//键盘2功能函数。 break; case0x04: key3();//键盘3功能函数。break; case0x08: key4();//键盘4功能函数。 break; case0x10: key5();//键盘5功能函数。break; case0x20: key6();//键盘6功能函数。 break; case0x40: key7();//键盘7功能函数。break; case0x80: key8();//键盘8功能函数。 break; default:break;}}}}说明：采用轮询方式查询P1口，采用延时法消除键盘抖动－－－－－－－－－－－－－－－－*/#include<reg51.h>/********************************函数名称：delay()功能：用于键盘消抖的延时函数说明：无入口参数：无返回值：无********************************/voiddelay(){unsignedchari;for(i=400;i>0;i--);}//主函数main()voidmain(void){unsignedcharkey;while(1){P1=0xff;//要想从P1口读数据必须先给P1口写1key=P1;//读入P1口的数据，赋值给变量keyif(key!=0x00)//判断是否有键按下，当没有键按下时，P1口的数据为0x00 {delay();//延时去抖key=P1;//再次读入P1口的数据，赋值给变量key if(key!=0x00)//再次判断是否有键按下switch(key) {第十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期日矩阵式键盘控制第十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期日4x4键盘的内部结构第十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期日市售一体成型的4x4键盘第十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期日低电平扫描－按下“0”键第十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期日X3 X2 X1 X0Y3 Y2 Y1 Y0动作按键1 1 1 01 1 1 0Key01 1 0 1Key11 0 1 1Key20 1 1 1Key31 1 0 11 1 1 0Key41 1 0 1Key51 0 1 1Key60 1 1 1Key71 0 1 11 1 1 0Key81 1 0 1Key91 0 1 1KeyA0 1 1 1KeyB0 1 1 11 1 1 0KeyC1 1 0 1KeyD1 0 1 1KeyE0 1 1 1KeyFx x x x1 1 1 1无按键按下低电平动作键盘动作分析表第十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期日高电平扫描－按下“0”键第十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期日X3 X2 X1 X0Y3 Y2 Y1 Y0动作按键0 0 0 10 0 0 1Key00 0 1 0Key10 1 0 0Key21 0 0 0Key30 0 1 00 0 0 1Key40 0 1 0Key50 1 0 0Key61 0 0 0Key70 1 0 00 0 0 1Key80 0 1 0Key90 1 0 0KeyA1 0 0 0KeyB1 0 0 00 0 0 1KeyC0 0 1 0KeyD0 1 0 0KeyE1 0 0 0KeyFx x x x0 0 0 0无按键按下高电平动作键盘动作分析表第十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期日4×4键盘扫描电路第二十页，共六十七页，编辑于2023年，星期日基本原理：分行扫描检查是否有键按下若有，确定哪个键被按下1.行扫描法的原理第二十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期日判断哪一个键被按下的流程第二十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期日

P1=0xfe;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xfe;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(0);break;

case(0xd0):display(1);break;

case(0xb0):display(2);break;

case(0x70):display(3);break;

}

}

}

P1=0xfd;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xfd;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(4);break;

case(0xd0):display(5);break;

case(0xb0):display(6);break;

case(0x70):display(7);break;

}

}

}

P1=0xfb;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xfb;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(8);break;

case(0xd0):display(9);break;

case(0xb0):display(10);break;

case(0x70):display(11);break;

}

}

}

P1=0xf7;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xf7;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(12);break;

case(0xd0):display(13);break;

case(0xb0):display(14);break;

case(0x70):display(15);break;

}

}

}}

voiddisplay(unsignedchari){

unsignedchartable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};

P2=0xfe;

P0=table[i];

}第二十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期日2.行反转法的原理行线、列线分别接并行口行线输出，列线输入列线输出读得的值，行线输入第二十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期日行反转法的流程

第二十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期日ucharkeyscan(void)//键盘扫描函数，使用行列反转扫描法{ucharcord_h,cord_l;//行列值P3=0x0f;//行线输出全为0cord_h=P3&0x0f;//读入列线值if(cord_h!=0x0f)//先检测有无按键按下{delay(100);//去抖if(cord_h!=0x0f){cord_h=P3&0x0f;//读入列线值P3=cord_h|0xf0;//输出当前列线值cord_l=P3&0xf0;//读入行线值return(cord_h+cord_l);//键盘最后组合码值}

此处仿真第二十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期日测控系统中必不可少的组成——人机界面图1测控系统的组成部分第二十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期日液晶显示器的原理字符型液晶（1602）

方法：通过向指定显示位置对应的DDRAM中写数据来显示字符。 例如：在第2行第2列显示字符‘a’，查表1可知a对应的代码为01100001即0x31,则可向地址0x41中写入数据0x31即可显示。图21602的显示地址与DDRAM地址第二十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期日点阵型液晶（12864）在点阵型LCD上显示一幅图片或是字符，如上图所示，只需黑色的部分点亮，空白的点置0即可。可以将LCD看成128*64个LED灯来帮助理解。第二十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期日正面图背面图第三十页，共六十七页，编辑于2023年，星期日12864分类128×64点阵液晶显示屏有三种控制器，分别是KS0107（KS0108）、T6963C和ST7920，三种控制器主要区别是：KS0107（KS0108）不带任何字库、T6963C带ASCII码，ST7920带国标二级字库（8千多个汉字）。第三十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期日图312864的DDRAM地址第三十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期日XY地址计数器实际上是作为DDRAM的地址指针，X地址计数器为DDRAM的页指针，Y地址计数器为DDRAM的Y（列）地址指针。X地址计数器没有记数功能，只能用指令设置。Y地址计数器具有循环记数功能，各显示数据写入后，Y地址自动加1，Y地址指针从0到63。从上图可以看出数据按字节在屏幕上是竖向排列的。上方为低位，下方为高位。因此在横向上(也就是Y)就一共是128列数据。分为CS1和CS2两个64列来写入。在竖方向上(也就是X)一字节数据显示8个点，竖向64个点分为8个字节，称做8页(X=0-7)。了解这些后我们就知道要满屏显示一张图就要从y=0…127、X=0…7一共写128×8=1024个字节的数据。同样在AT89S51中存一张图就要1024个字节的空间。

第三十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期日图片在12864上的显示简单来说，主要分为两步：1）将一幅图片转化为一系列二进制数据2）将数据按字节（8位）写入液晶对应的DDRAM

由图3可知，12864的DDRAM有128*8=1024个 地址，只需将图片转化的数据按字节写入这其 对应的DDRAM地址即可。

第三十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期日字符在12864上的显示 上图中，汉字为16*16点阵，ASCII码为8*16点阵，同图片一样，一个汉字（ASCII）由16*2（8*2）个字节数据组成，字符显示原理与图片一致，只需将字符代码写入相应DDRAM地址。字体大小可以根据需要改变。第三十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期日小结简而言之，无论是字符型还是点阵型LCD，其基本原理都是通过将数据写入所对应的DDRAM地址中来显示所需要的图形或是字符。12864点阵型液晶对应的DDRAM有1024个地址，当需显示的字符或图片已转为二进制数据时，确定将数据写入对应的DDRAM地址就是你所要做的工作！第三十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期日单片机与液晶显示器的硬件连接液晶显示器（12864）主要包含了以下接口（图6）：1）使能E（51的RD和WR经或非门接LCD的使能E）2）片选CS1（左半屏）、CS2（右半屏），见图33）命令/数据选择RS（0——命令，1——数据）4）读/写选择R/W（0——写，1——读）5）数据总线DB0~DB76）负压产生和负压输入（对比度）调整7）复位RST8）电源与地和背景光电源第三十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期日软件编程 注意：程序的编写与硬件是分不开的。以图6为例，A11~A8对应CS2、CS1、R/W、RS，未用的地址线为高。见图5

则当向12864的左半屏（CS1=1,CS2=0）写（R/W=0）数据（RS=1）时，总线地址为0x1111010111111111。即0xF5FF。

C文件中定义如下：#defineWD1XBYTE[0xF5FF]

定义了总线地址后，对外部地址的操作变得非常简单。 如向左半屏写数据0xFF : WD1=0xFF

读左半屏数据 ： data=RD1（data存储读取到的数据）第三十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期日举例下面简单介绍程序编写的流程1）定义所有总线地址#defineWI1XBYTE[0xF4FF] //向左半屏写命令#defineWD1XBYTE[0xF5FF] //向左半屏写数据#defineRI1XBYTE[0xF6FF] //读左半屏命令#defineRD1XBYTE[0xF7FF] //读左半屏数据#defineWI2XBYTE[0xF8FF] //向右半屏写命令#defineWD2XBYTE[0xF9FF] //向右半屏写数据#defineRI2XBYTE[0xFAFF] //读右半屏命令#defineRD2XBYTE[0xFBFF] //读右半屏数据第三十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期日2）编写底层程序（查忙，写数据，读数据）查忙（读BF标志即DB7总线，亦即读命令)

BF=1表示模块在内部操作,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；

b=RI1

或者b=RI2，观察b中最高位是否为0，否则忙。写数据a WD1=a 或者 WD2=a读数据到data data=RD1 或者 data=RD2

注意：无论是写数据还是读数据一定要先查忙（对左右半屏读命令），只有在BF=0时才能对LCD进行操作第四十页，共六十七页，编辑于2023年，星期日3）LCD初始化 包含开显示（0x3F），起始行（0xC0)，设置起始页地址（0xB8）和Y地址（0x40），即分别向LCD的左右半屏写命令。可按括号内的数据进行初始化。具体可查阅12864的PDF资料。4）清屏（向DDRAM所有地址写0） 显示一幅新图片前必须清屏，否则之前显示的数据仍存在于液晶上。第四十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期日5）指定位置显示一个ASCII码 首先将起始页地址和起始Y地址设置好，写入ASCII码的上半部分（8个字节数据） 重新设置起始页地址和起始Y地址，写入ASCII码的下半部分（另8个字节数据） 注意：在对DDRAM进行读写操作后，Y地址指针自动加1，指向下一个DDRAM单元。第四十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期日6）指定位置显示汉字

同显示ASCII码基本相似，只是上下部分分别有16个字节数据需要写入DDRAM。 7）显示一张图片

对于图片，必然从第0页第0列开始，可以一页一页（不分左右屏）显示，也可以先写左半屏后写右半屏。所谓的两种方法差别正在设置的起始页地址和Y地址的不同。图3

第四十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期日小结12864点阵型液晶对应的DDRAM有1024个地址，无论是显示字符还是图片，灵活设置起始页地址和Y地址，可以达到想要的结果。C语言中用到总线操作必须添加头文件“absacc.h”，另如使用仿真器，需在debug中的setting里选择使用xbus（数据总线）。可使用取字模软件将字符或图片转为一系列二进制数据。第四十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期日写程序：附件第四十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期日3）写数据datvoidWriteData(uchardat,bitside){ CheckBusy(side); if(side==Left) WD1=dat; else WD2=dat;}写命令cmd（side——0为左，1为右）voidWriteCmd(ucharcmd,bitside){ CheckBusy(side); if(side==Left) //Left=0（宏定义） WI1=cmd; else WI2=cmd;}第四十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期日读操作时序第四十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期日1）查忙程序voidCheckBusy(bitside) //side——0为左1为右{unsignedcharbuf=0xFF; while(buf){ if(!side) buf=RI1;//单片机命令 else buf=RI2; buf&=0x80; //取D7若为1则忙，忙则buf!=0(LCD回信号) }}第四十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期日初始化：第四十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期日第五十页，共六十七页，编辑于2023年，星期日4）初始化程序voidLCD_Init(){ WriteCmd(0x3F,Left);//显示开

WriteCmd(0x3F,Right); WriteCmd(0xC0,Left);//起始行

WriteCmd(0xC0,Right); WriteCmd(0xB8,Left); WriteCmd(0xB8,Right);//起始x,y坐标(0,0) WriteCmd(0x40,Left); WriteCmd(0x40,Right);}第五十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期日5）清屏（一般dat=0）voidLCD_Clear(uchardat){ uchari,j; for(i=0;i<8;i++){ WriteCmd(0xB8+i,Left); WriteCmd(0xB8+i,Right); WriteCmd(0x40,Left); WriteCmd(0x40,Right); for(j=0;j<64;j++){ WriteData(dat,Left); WriteData(dat,Right); } }}第五十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期日总结理解12864是如何显示字符和图形的知晓单片机与12864的硬件连接根据硬件接线，确定所有的总线地址（8个）明白如何通过总线操作对12864进行数据与命令的交换参考12864的命令字进行软件编程学会如何使用取字模软件第五十三页，共六十七页，编辑于2023年，星期日图6AT89C51与12864的硬件连接第五十四页，共六十七页，编辑于2023年，星期日LCD12864模块的20个引脚定义如下：1.Vss

逻辑电源地

2.VDD逻辑电源正5v

3.V0LCD驱动电压

4.RS数据/指令选择：高电平为数据，低电平为指令

5.R/W读/写选择：高电平为读数据，低电平为写数据6.E读写使能，高电平有效，下降沿锁定数据

7.DB0数据输入输出引脚

8.DB1数据输入输出引脚

9.DB2数据输入输出引脚

10.DB3数据输入输出引脚

11.DB4数据输入输出引脚

12.DB5数据输入输出引脚

13.DB6数据输入输出引脚

14.DB7数据输入输出引脚

15.CS1片选择号，低电平时选择前64列

16.CS2片选择号，低电平时选择后64列

17.RET复位信号，低电平有效。

18.VEE输出－15v电源给V0提供驱动电源

19.A背光电源LED正极

20.K背光电源LED负极图5.LCD引脚图第五十五页，共六十七页，编辑于2023年，星期日带字库12864带字库的12864的基本特性：（1）显示分辨率:128×64点（就是64行，每行128个点）（2）内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字（12864内部有一个CGROM，内容掉电可以存储，所以汉字字库会存放在里面。满屏最多显示4*8=32个汉字）。（3）内置128个16×8点阵ASCII字符（12864一次最多可以显示4*16=64个ASCII字符）。（4）通讯方式：串行、并口可选（数据写入和读出可以是以串行的方式，也可以是以并行的方式。）第五十六页，共六十七页，编辑于2023年，星期日第五十七页，共六十七页，编辑于2023年，星期日所以只要我们写入指令0x01，整个屏幕就被清空了。LCD初始化：一般用指令0x0c，开显示，关闭光标既可以控制扩展功能，又可以控制绘图显示的指令！用0X30，基本指令集第五十八页，共六十七页，编辑于2023年，星期日指令0X06光标右移第五十九页，共六十七页，编辑于2023年，星期日1.汉字显示坐标显示汉字一屏可以显示4*8=32个16*16的汉字。实物图对照下，把地址也表到实物图上去了。第六十页，共六十七页，编辑于2023年，星期日操作的具体流程：A进入基本指令模式（指令16，指令为0x30）B写入xy地址（地址需要查上表，用指令8，也就是写入DDRAM）C写入欲写入的汉字的编码（一般定义一个数组，直接把汉字存放在里面即可，存储的时候它就是以编码的形式。例如：ucharcodedis1[]=“南京师范大学";）例程代码：ucharcodedis3[]={“南京师范大学"};voiddisplay_hz(){ UcharI; Write_comd(0x30);//基本指令 Write_comd(0x80);//写在第一个位置上 For(i=0;i<8;i++) { Write_da(dis3[i]);//把数据送到端口 Delay_ms(5);//延时一会}}第六十一页，共六十七页，编辑于2023年，星期日2.ASCII显示坐标：它的坐标和汉字的坐标是一样的，只不过一个汉字的位置可以放两个ASCII码字符。因为前者为16*16后者为16*8，这样一行可以显示16个ASCII码了。在显示一串字符穿的时候，给一个起始地址，屏幕就会依次显示出来（自动加一功能）。操作的具体流程：A进入基本指令模式（指令16，指令为0x30）B写入xy地址（地址需要查上表，用指令8，也就是写入DDRAM）C写入欲写入的汉字的编码（一般定义一个数组，直接把ASACII码存放在里面即可，存储的时候它就是以编码的形式。例如：ucharcodedis1[]="SH";）第六十二页，共六十七页，编辑于2023年，星期日例程代码：ucharcode