基于LCD1602液晶显示屏的单片机课程设计
唐山学院
单片机原理课程设计
题目点阵式YLF1602D液晶显示屏应用系 (部) 智能与信息工程学院
班级 13电本 2班
姓名李凯
学号 4130208205
指导教师张国旭江蓓蕾王春生
2016年6 月 20 日至 6 月 30 日共 2 周
2016年 6月 30 日
课程设计成绩评定表
出勤情况出勤天数缺勤天数
成绩评定出勤情况及设计过程表现（20分）课设答辩（20分）
设计成果（60分）
总成绩（100分）
提问
（答辩）
问题
情况
综
合
评
定
指导教师签名：
年月日
目录
1引言 (1)
2 LCD液晶显示屏功能 (2)
2.1 简介 (2)
2.2 管脚功能 (2)
2.3 操作控制 (2)
2.4 字符集 (3)
3系统硬件设计 (4)
3.1 课题设计目标 (4)
3.2 课程设计的主要工作 (4)
3.3 设计要求 (4)
3.4 系统电路图 (5)
4软件设计 (6)
4.1系统框图 (6)
4.2 LCD 显示程序框图 (6)
课程总结 (7)
致谢 (8)
主要参考资料 (9)
1引言
早在1888年，人们就发现液晶这一呈液体状的化学物质，象磁场中的金属一样，当受到外界电场影响时，其分子会产生精确的有序排列。如果对分子的排列加以适当的控制，液晶分子将会允许光线穿越。位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当液晶显示器中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来，这就是液晶显示器显示技术。
液晶显示器(LCD)英文全称为Liquid Crystal Display，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。它是一种采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。液晶显示器是一种功耗极低的显示器件。在袖珍中应用越来越广泛。液晶显示技术近几年来发展很快，各种规格的LCD显示班名目繁多，其专用驱动芯片也都相互配套，使LCD在控制和议表系统中广泛应用提供了极大的方便。
各种规格的LCD显示班名目繁多，其专用驱动芯片也都相互配套，使LCD在控制和议表系统中广泛应用提供了极大的方便。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单显示,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、曲线及汉字,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。
2 LCD液晶显示屏功能
2.1 简介
工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）
注：为了表示的方便，后文皆以1表示高电平，0表示第电平。
2.2 管脚功能
1602采用标准的16脚接口，其中：
第1脚：VSS为电源地
第2脚：VDD接5V电源正极
第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。
第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。
第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端。
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端。
第15～16脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。
2.3 操作控制
操作
读状态
写指令
读数据
写数据
输入
RS=0，RW=1，E=1
RS=0，RW=0，
D0~7=指令码，E=H脉冲
RS=1，RW=1，E=1
RS=1，RW=0，
D0~7=数据，E=H脉冲
2.4 字符集
1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。
因为1602识别的是ASCII码，试验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如'A’。
以下是1602的16进制ASCII码表地址：
读的时候，先读左边那列，再读上面那行，如：感叹号！的ASCII为0x21，字母B的ASCII为0x42（前面加0x表示十六进制）。
[编辑本段]指令集
1602通过D0~D7的8位数据端传输数据和指令。
显示模式设置： (初始化)
0011 0000 [0x38] 设置16×2显示，5×7点阵，8位数据接口；
显示开关及光标设置： (初始化)
0000 1DCB D显示(1有效)、C光标显示(1有效)、B光标闪烁(1有效) 0000 01NS N=1(读或写一个字符后地址指针加1 &光标加1)，
N=0(读或写一个字符后地址指针减1 &光标减1)，
S=1 且 N=1 (当写一个字符后，整屏显示左移)
S=0 当写一个字符后，整屏显示不移动
数据指针设置：
数据首地址为80H，所以数据地址为80H+地址码(0-27H，40-67H)
其他设置：
01H(显示清屏，数据指针=0，所有显示=0)；02H(显示回车，数据指针=0)。
3系统硬件设计
3.1 课题设计目标
课程设计是在校学生素质教育的重要环节，是理论与实践相结合的桥梁和纽带。单片机课程设计，要求学生更多的完成软硬结合的动手实践方案，解决目前学生课程设计过程中普遍存在的缺乏动手能力的现象。《单片机课程设计》是继《电子技术》、和《单片机原理与应用》课程之后开出的实践环节课程，其目的和任务是训练学生综合运用已学课程“电子技术基础”、“单片机原理及应用”的基本知识，独立进行单片机应用技术和开发工作,掌握单片机程序设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。
3.2 课程设计的主要工作
（1）对系统的各个模块的各个功能进行深入分析和研究，在对课题所采用的方案进行可行详细的研究后设计具体功能电路。
（2）熟悉所选芯片的功能并完成具体电路设计。
（3）对系统的最终指标进行测试，针对系统的不足，进行分析并提出一些改正方法。
3.3 设计要求
利用89C51驱动液晶显示器工作，液晶显示器的型号自己确定（可以用1602或者12864）要求显示出自己的基本信息。
1、要求设计出硬件系统的电气原理图；
2、要求设计出程序流程图和程序；
3、要求设计出实物或者仿真调试；
3.4 系统电路图
整个电路系统由外部显示电路系统和最小系统两个部分组成。
液晶显示系统原理图如图3-4所示：
图3-4液晶显示系统原理图
在外部显示电路系统中，由于我们使用的LCD液晶显示屏尺寸较大，所以我们使用了8个10千欧姆的上拉电阻，使LCD液晶显示屏能够驱动；同时我们还使用了10千欧姆的定位器。
最小系统包括晶振电路和复位电路两个部分，复位电路中接入了一个复位按钮。
4软件设计
4.1系统框图
本课题的程序设计是在C语言的基础之上的，可分为两大模块，分别是：（1）IIC协议；
（2）LCD显示。
（3）程序总体框图如图4-1：
图4-1程序总体框图
4.2 LCD 显示程序框图
程序编写的基本思路（如图4-2）：
开始→初始化→延时程序→写入指令→写入地址→读取地址→写入数据→读取数据→返回
图4-2lcd显示程序框图
课程总结
本次的课程设计已经基本完成，基本也达到了预期的目的与要求，但是在系统的调试方面还不够健全，对汉字与图片的显示方面无法实现。
从选题到现在已有近半个月的时间，这个程序的设计主要经历了以下几个过程：广泛查阅资料、总体思路确定、方案具体化及讨论修改、方案的确定、程序编写、软件调试，当让还有论文的定稿。
课程设计是一个非常紧密的过程，前期的结果是为后期奠定基础。在这过程中，我不仅对LED控制系统有了一定的了解，也掌握了更多的专业知识，熟悉了单片机开发软件Keil和仿真软件Proteus的使用，更学会了系统模块设计的基本思想。
总之，通过本次课程设计，我在理论、实践与思想方面都有很大的收获。
致谢
这次课程设计，凝结了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。
首先，要感谢老师的耐心细致的指导，作为一个初次做课程设计的学生，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，想要完成这个设计是难以想象的。其次，学校在这方面也给我们提供了很大的支持和帮助，每个设计小组配有专门的指导老师，帮助我们能顺利完成整个设计。最后，还要感谢同学这半个月来对我的关心与支持，感谢各位老师在此期间对我的严格要求。同时也要感谢身边朋友的热心帮助，没有你们的关心与支持，我不可能这么快完成我的此次课程设计！这半个月是我学习过程中很有价值的一段时光，也将会成为我以后的美好回忆。
主要参考资料
李朝青．单片机原理及接口技术（第三版）[M]．北京：北京航空航天大学出版社， 2006．12:P194-P296
楼然苗．单片机课程设计指导[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2007．7:P166-P276
何立民．单片机实验与实践教程[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2004．7P198-P305
朱定华．单片微机原理与应用[M]．北京：清华大学出版社，2003．6:P167-P225