单片机课程设计——字符液晶显示器

目录

1课程设计的目的与要求 (1)

1.1课程设计目的： (1)

1.2课程设计要求： (1)

1.3知识点链接 (1)

2 系统硬件设计及说明 (3)

2.1硬件设计思想 (3)

2.2主要元器件介绍 (3)

2.3硬件功能电路电路图 (4)

2.4 核心芯片 AT89C51的介绍 (5)

2.5 MSP430单片机的介绍 (6)

3系统软件设计 (6)

3.1程序及程序描述 (6)

3.2程序流程图 (10)

3.3功能演示 (11)

4总结 (12)

5 参考文献 (12)

1课程设计的目的与要求

1.1课程设计目的：

1巩固和加深对单片机原理和接口技术知识的理解；

2培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和文献资料的能力；

3学会方案论证的比较方法，拓宽知识，初步掌握工程设计的基本方法；

4掌握常用仪器、仪表的正确使用方法，学会软、硬件的设计和调试方法；

5能按课程设计的要求编写课程设计报告，能正确反映设计和实验成果，能用计算机绘制电路图和流程图。

1.2课程设计要求：

单片机控制LCD1602液晶显示器滚动显示字符

1.3功能简介：

1、内容：利用LCD1602液晶显示器滚动显示字符' ZHU NI YI SHENG PING AN'

2、目标：

（1）掌握单片机控制LCD1602液晶显示器显示字符技术，包括程序设计和电

路设计，本任务的效果是让LCD1602液晶显示器滚动显示字符' ZHU NI YI SHENG PING AN'。

（2）用PROTEUS进行电路设计和实时仿真

3、知识点链接

（1）数字符LCD 模块是一种专用显示字符、数字或符号的液晶显示模块。这种模块每一个符号由5×7、5×8 或5×11 的点阵像素排列组成的，字符间隔为一个点距，行间隔为一个行距，模块本身附有显示驱动控制电路，可以与单片机的I/O 口线直接连接，使用方便。目前广泛使用的字符LCD 模块其显示驱动控制电路多是HD44780 或兼容品，其接口信号、操作指令相同。本实验选用的字符LCD 模块是香港精电公司生产的规格为16×1 的字符LCD 模块，可以在一行上显示16 个字符。

（2）字符LCD模块的接口信号：

① GND、VCC：电源，VCC=+5V。

② Vee：液晶显示对比度调节电压输入。可以通过调节LCD 左上角的多圈电位器RW2 来调节。

③ DB7~ DB0：数据总线，三态。用于与模块之间传送信息。这里连接P1.0～P1.7。以下3 个信号为控制信号：

④ RS：寄存器选择信号，输入。这里连接P3.3(INT1)。模块中有两类寄存器，一类是指令寄存器，用于写入指令；另一类是数据寄存器，用于写入的数据。RS=0，选择指令寄存器。RS=1，选择数据寄存器。

⑤ R/W ：读/写信号，输入。这里连接P3.4(T0)。R/W =1，读操作； R/W =0，写操作

⑥ E：使能信号，输入。模块的读/写控制信号。这里连接P3.5(T1)。读操作时，E 为高电平时，模块的数据或状态输出至DB7~DB0 上，供单片机读取；写操作时，E 信号的下降沿将单片机送至数据总线上的数据或指令写入模块中。这里3 个控制信号，均通过单片机的I/O 口线产生。

2 系统硬件设计及说明

2.1硬件设计思想

硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。本任务的效果是让LCD1602液晶显示器滚动显示字符' ZHU NI YI SHENG PING AN'。

2.2主要元器件介绍

1.单片机：AT89C51

2.液晶显示器：LCD1602

3.上拉电阻1个

4.电源1个（5V）

2.3硬件功能电路电路图

硬件的总设计图如图2.1

图2.1 总设计

硬件的主要元器件（1）液晶显示器：LCD1602如图2.2 （2）单片机：AT89C51如图2.3 （3）排阻如图2.4

2.2 液晶显示器

2.4 核心芯片 AT89C51的介绍

AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 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，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，T89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash

存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

2.５MSP430单片机的介绍

MSP430系列是一个16位的单片机，采用了精简指令集（ＲＩＳＣ）结构，具有丰富的寻址方式（７种源操作数寻址，４种目的操作数寻址），简洁的２７条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令；有较高的处理速度，在８ＭＨＺ晶体驱动下指令周期为１２５ｎｓ．这些特点保证了可编制出高效率的源程序。

3系统软件设计

3.1程序及程序描述

RS BIT P1.2 ;这3位是液晶屏的控制信号,连接方式由具体硬件而定

RW BIT P1.1

E BIT P1.0

ORG 00H

AJMP MAIN

ORG 30H

MAIN:

mov R0,#24;设置循环次数

ACALL INITIAL;调用液晶屏初始化子程序

ACALL DISPLAY;调用液晶显示子程序

AJMP MAIN

;-------液晶显示---------------------------------------

DISPLAY:

MOV A,#80H ;指令10写数据

ACALL WR_CMD ;调用写液晶指令的子程序

MOV DPTR, #LINE1 ;数据指针指向LINE1第一个地址

ACALL PR_STR ;调用写行字符子程序

ACALL WR_DATA ;调用写液晶数据子程序

DISP1:

MOV A,#1CH ;字符左移命令（注：实物中左移命令字为18H）ACALL WR_CMD ;调用写液晶指令的子程序

ACALL D05S ;调用延时子程序

DJNZ R0,DISP1 ;R0减1循环24次

RET

;---液晶屏初始化-------------------------------------------------

INITIAL:

MOV A, #01H;指令1清屏

ACALL WR_CMD;调用写液晶指令的子程序

MOV A, #38H;指令6功能设置，数据位为4位，双行显示，字形大小为5x7点阵ACALL WR_CMD

MOV A, #0CH;指令4显示开关控制，开显示，不显示光标，不闪烁

ACALL WR_CMD

MOV A, #06H;指令3光标和显示模式设置，光标向右移动，内容不移动

ACALL WR_CMD

RET

;----写液晶指令的子程序------------------------------------------

WR_CMD:

MOV P3, A;指令数据写入P3口

CLR RS ;写入控制命令

CLR RW

CLR E

ACALL DELAY

SETB E

RET

;----写液晶数据---------------------------------------------

WR_DATA:

MOV P3, A

SETB RS ;写入数据

CLR RW

CLR E

ACALL DELAY ;判断液晶模块是否忙?

SETB E

RET

;-----写行字符--------------------------------------------------------------- PR_STR:

CLR A ;清零A

MOVC A, @A+DPTR ;将LINE1第一个数据送给A

JZ END_PR ;A=0则跳转到END_PR

ACALL WR_DATA ;写入数据

INC DPTR ;地址指针+1

AJMP PR_STR ;跳转到PR_STR，循环写入24个字符

END_PR:

RET

;----查看液晶忙碌信号--------------------------------------------------------- DELAY:

MOV P3,#0FFH ;判断液晶显示器是否忙的子程序

CLR RS ;RS置0

SETB RW ;RW置1

CLR E ;E置0

NOP ;空操作

SETB E ;E置1

JB P3.7,DELAY ;如果P3.7为高电平表示忙就循环等待

RET

;----0.5S延时(按12MHZ算)----------------------------------------------------------------- D05S:

MOV R6,#25

MOV R5,#100

MOV R4,#100

DJNZ R4,$

DJNZ R5,$-4

DJNZ R6,$-8

RET

;-------------------------------------------------------------------------------------- LINE1:

DB ' ZHU NI YI SHENG PING AN',00H

END

3.2程序流程图

程序流程图如图3.1

3.3功能演示

滚动显示功能演示如图3.2

图3.2 演示1

图3.3 演示2

4总结

实验是一个知识巩固与自我提升的过程。在试验中我们会遇到很多自己匪夷所思的问题，这也就表明了我们对所学的知识还有很多错误和不足之处。经过实验，我们对所实验的内容，所使用的方法及其涉及的各方面知识等有了更深刻更全面的了解。同时，实验也是一个发现自我，认识自我，改正自我，完善自我的过程。

通过此次液晶LCD显示实验，我真正领略到了科技的神奇性与伟大性，同时又伴随着无尽的乐趣。虽然实验中遇到了很多问题与挫折，但我所体会到的是探索中的神秘感与各种问题解决后的成就感，这就使我们有了继续深究下去的决心和毅力，推动着我们一步步走向成功。

5参考文献

[1]张阳,吴晔.MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发[M]电子工业出版社,2011.

[2]郭天祥.51单片机C语言教程[M]中国水利水电出版社,2009.

[3]张毅刚,彭喜元.单片机原理与应用[M]高等教育出版社2012.

[4]刘娟,梁卫.单片机C语言与PROTUES仿真技能实训[M]中国电力出版社，2010.