1602键盘显示
摘要
在日常生活中，我们经常要通过按键来实现对电子装置的控制，小到手表手机，中到电视电脑，大到各种复杂仪器，都需要通过按键来实现各种操作。本次课程设计作为实践教学的一个重要环节，将以按键控制显示为主题，以1602液晶、MM74C922解码芯片、AT89C52单片机及其接口芯片为核心构造一个键盘控制显示系统，并使用Proteus软件对所设计的电路进行仿真，仿真结果是在1602液晶上显示所按下的键值。
关键词：Proteus仿真AT89C52 1602液晶MM74C922解码芯片
第一章总体设计
1.1电路结构分析
本次设计的目标为单片机控制的键盘识别显示系统，主要采用AT89C52单片机作为核心，由矩阵键盘电路、译码芯片、液晶显示等模块构成，分别对按键信息和显示电路以及软、硬件各个部分进行控制；本设计采用C言编程来实现对单片机的控制。实际运作时，单片机会将检测到的按键信号转换成数字，显示于1602液晶上。系统主要结构可以拆分如下：
①矩阵键盘：按键传送输入信息；此键盘采用的是4X4矩阵键盘，能输入
0~9，+，—，=，空格，返回，清零。
②键盘识别：矩阵键盘连接的是MM74C922解码芯片，通过解码芯片来识
别输入的按键位置。
③AT89C52：采用软件编程来实现按键信息的提取和转换；
④1602液晶：用于显示最终被单片机转换过的按键信息。
由以上构思可以设计此按键显示电路。
1.2总体方案设计
总体电路原理框图：如图 1.2所示
图1.2总体电路原理方框图
本次设计分两步来完成，第一步，解码芯片调试系统，将解码芯片接口连接到矩阵键盘作为AT89C52单片机的输入装置，然后以P2口作为输出端并连接一个数码管观察输出结果。第二步，1602的液晶调试系统，此过程就是将数码管换成1602液晶在进行结果显示。
1.3蜂鸣器模块设计
蜂鸣器模块设计如图 1.3所示
图 1.3 蜂鸣器模块电路图
蜂鸣器的驱动电流比较大一般要500MA~1000MA，所以不能直接接在AT82C52单片机的接口上，需要加一个三极管来进行驱动。
发声源程序如下：
#define BEEP() P1^=0x80 //蜂鸣器定义
void Sounder() //发生函数
{
INT8U i;
for(i=0;i<100;i++)
{
delay(3);BEEP();
}
}
1.4电路图设计
1.4.1解码芯片调试系统电路图如图1.3.1所示：
图 1.4.1解码芯片调试系统电路图
此电路图为解码芯片调试系统电路图，按键位置是由解码芯片进行识别。当按下K0键时，解码芯片进行采集DCBA端输出0000，表示第一个键按下，OA允许输出端为高电平有效，此时蜂鸣器发声提示，数码管则显示0。K9键按下时，解码芯片DCBA端输出0008，表示第九个键按下，OA允许输出端为高电平有效，此时蜂鸣器发声提示，数码管则显示9。KF键按下时，解码芯片DCBA 端输出0015示第九个键按下，OA允许输出端为高电平有效，此时蜂鸣器发声提示，数码管则显示F。仿真结果能完成上述功能，则证明调试成功。
1.4.2 总体电路图如图1.3.2所示
图 1.4.2 总体电路图
此电路为总体电路图设计，当有键按下时，解码芯片会对按键进行识别，并发送相应的代码到P3口，此时蜂鸣器发声提示，经过单片机的处理，按键的值会在1602液晶上进行显示。如果仿真结果能完成上述功能，则证明调试成功。
第二章 硬件电路
2.1 MM74C922解码芯片 2.1.1MM74C922特点及引脚功能
MM74C922具有下列特点：1.功耗低，电压3—5V ；2.三态门输出，与LPTTL 兼容；3.输出锁存按下的最后的键；4.用一个电容器就可以消除键盘抖动；5.两键轮回；6.行具有上拉功能；7.具有芯片内或芯片外时钟；8.最大开关电阻为50K Ω。MM74C922采用18脚双列直插封装，其引脚排列如图2.1.1所示。各引脚功能如下：
Y1—Y4为行键输入端；X1—X4为列键输入端；OSC 为振荡器的外接引线端，可用外部的输入脉冲或电容器；DA —DD 为数据输出端，可与微机直接接口;KBM 为键颤屏蔽端；
OE _____
为数据输出允许端，低电平有效；DA V
为数据输出有效，高电平有效；VCC 为电源端， 接3—5V ；GND 为接地端。
VCC DA DC DD —
OE DA V X1 X2
图2.1.1 MM74C922引脚排列图
2.1.2 MM74C92真值表如表2.1.2所示
键盘扫描可采用外部时钟或外接电容来执行。译码器具有芯片的上拉电阻，使开关电阻可以高达50k Ω。开关矩阵中不需要二极管就可以消除多重开关，内部消颤电路仅需要一个单一电容就可以实现。当有键按下时，数据输出有效为高电平；当键释放后，数据输出有效返回到低电平。即使有另外一个键按下，在正常消颤期间后，数据输出有效返回至高电平表明接受新的键输入。在任何两个开关之间备有两键轮回功能。即使某一键释放，内部锁存器仍然锁存住按下的最后的键值。三态门输出便于总线的扩展和运行。
2.2 1602液晶
2.2.1 1602液晶功能引脚 如图2.2.1所示
图 2.2.1
1602液晶功能引脚
2.2.2 液晶命令集及双行液晶DDRAM 地址 如表2.2.2所示
表2.2.2 液晶命令集及双行液晶DDRAM地址
RS为寄存器选择位RS=0时选择命令寄存/状态寄存器，RS=1时选择数据寄存器I/D=1递增，I/D=0递减
S=0时显示屏不移动，S=1时，如果I/D=1且有字符写入时显示屏左移，否则右移D=1显示屏开开，D=0显示屏关
C=1时光标处现在地址计数器所指的位置，C=0时光标不出现
B=1时光标出现闪烁，B=0光标不闪烁
S/C=0时，RL=0则光标左移，否则右移
S/C=1时，RL=0则字符和光标左移，否则右移
DL=1时数据长度为8位，DL=0时为使用D7~D4共4位，分两次发送一个字节N=0为单行显示，N=1时为双行显示
F=1时为5x10点阵字体，F=0时为5x7点阵字体
BF=1时LCD忙，BF=0时LCD就绪
双行液晶的DDRAM地址
2x20 LCD DDRAM（80~93/C0~E3）
2.2.3基本操作时序
1）.读状态：输入：RS=L，W=H，E=H 输出：DB0~DB7=状态2）写指令：输入：RS=L，RW=L，DB0~DB7=指令码，E=高脉冲
输出：无
3) 读数据：输入：RS=H，RW=H，E=H 输出：DB0~DB7数据
4) 写数据：输入：RS=H,RW=L，DB0~DB7数据，E=高脉冲
输出：无
2.2.3初始化过程
1)延时15ms
2)写指令38H（不检测忙信号）
3)延时5ms
4)写指令38H（不检测忙信号）
5)延时5ms
6)写指令38H（不检测忙信号）
7)（以后每次写指令、读/写数据操作之前均需检测忙信号）
8)写指令38H：显示模式设置
9)写指令08H：显示关闭
10)写指令01H：显示清屏
11)写指令06H：显示光标移动设置
12)写指令0CH：显示开及光标设置
2.2.3读操作时序
读操作时序如图2.2.4所示
图 2.2.4读操作时序
读操作程序如下：
void Read_LCD_Command(INT8U cmd) //读命令
{
LCD_BUSY_WAIT();
RS_0();
RW_0();
P2=cmd;
delay(5);
EN_1();
EN_0();
}
void Read_LCD_Data(INT8U dat) //读数据
{
LCD_BUSY_WAIT();
RS_1();
RW_0();
P2=dat;
delay(5);
EN_1();
EN_0();
}
2.2.5写操作时序
写操作时序图如图2.2.5
图 2.2.5 写操作时序图
写操作程序如下：
void Write_LCD_Command(INT8U cmd) //写命令{
LCD_BUSY_WAIT();
RS_0();
RW_0();
P2=cmd;
delay(3);
EN_1();
EN_0();
}
void Write_LCD_Data(INT8U dat) //写数据
{
LCD_BUSY_WAIT();
RS_1();
RW_0();
P2=dat;
delay(3);
EN_1();
EN_0();
}
2.3 AT89C52单片机
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和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，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，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
AT89C52有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，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52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。实际引脚连线的部分如图2.3
图 2.3 AT89C52单片机
2.4 数码管
译码电路中常用的显示器有LED（数码管）和LCD（液晶显示器）。这两种显示器都具有线路简单、耗电少、成本低、寿命长等优点。本系统输出结果选用1个七段数码管显示。数码管有共阴共阳之分，本系统采用共阴型。LED的外形结构如图2.4，外部有10个引脚，其中GND脚为公共端也称位选端，其余8个引脚称为段选端，当要使某一位数码管显示某一数字((0-9中的一个)必须在这个数码管的段选端加上与数字显示数字对应的8位段选码(也称字形码)，在位选端加上低电平即可。
图2.4 LED数码管结构
如下表2.4即两种数码管中数字显示对应的段码：
表2.4 LED显示段码
第三章解码芯片调试系统
3.1 解码芯片调试系统的4X4矩阵键盘设计，接线图如3.1所示
图3.1 解码芯片调试系统的4X4矩阵键盘设计电路图
3.2 解码芯片的接口设计，如图3. 2所示
解码芯片的A、B、C、D口接P1.0~P1.4, OE口接地始终保持拉低，OA口接P1.7发送允许信号，X1~X4，Y1~Y4,分别与矩阵键盘的X，Y端口相接。
图 3.2 解码芯片接口设计电路图
3.3 数码管的接口设计，如图3.3所示
数码管的a~g端接在P2.0~P2.7端作为输出显示
图 3.3 数码管的接口设计电路图
3.4解码芯片软件流程图
解码芯片软件流程图如图3.4所示
图 3.4 解码芯片调试系统软件流程图
3.5 解码芯片调试系统源程序代码 #include
#define INT8U unsigned char #define INT16U unsigned int
#define BEEP() P3^=0x80 //蜂鸣器定义
#define Key_Pressed ((P1 & 0X80)==0X80) //判断是否有键按下 #define Key_NO (P1 & 0X0F) //判断键值 INT8U code SEG_CODE[]= {
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d, 0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71 };
void delay(INT16U ms) //延时程序
INT8U i,j;
for(i=0;i { for(j=0;j<110;j++); } } void Sounder() //蜂鸣器{ INT8U i; for(i=0;i<100;i++) { delay(5);BEEP(); } } void main() { P1=0XFF; P0=0x00; P2=0X00; P3=0XFF; while(1) { if(Key_Pressed) { P2=SEG_CODE[Key_NO]; //显示键值Sounder(); } } 此程序可以完成4X4矩阵键盘上任意键的显示即0~F的先显示，当有按键按下时，蜂鸣器会进行按键提示。 3.6解码芯片调试系统仿真分析 图 3.6.1 0显示图 当按下K0键时，数码管显示结果 1.基本简介 LCD1602工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行） 1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。 1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。 目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。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：VCC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,高电平（1）时读取信息，负跳变时执行指令。 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。 ⑶特性 3.3V或5V工作电压，对比度可调 内含复位电路 提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能 有80字节显示数据存储器DDRAM 实验三键盘及LED显示实验 一、实验内容 利用8255可编程并行接口控制键盘及显示器，当有按键按下时向单片机发送外部中断请求（INT0，INT1），单片机扫描键盘，并把按键输入的键码一位LED显示器显示出来。 二、实验目的及要求 （一）实验目的 通过该综合性实验，使学生掌握8255扩展键盘和显示器的接口方法及C51语言的编程方法，进一步掌握键盘扫描和LED显示器的工作原理；培养学生一定的动手能力。 （二）实验要求 1．学生在实验课前必须认真预习教科书与指导书中的相关内容，绘制流程图，编写C51语言源程序，为实验做好充分准备。 2．该实验要求学生综合利用前期课程及本门课程中所学的相关知识点，充分发挥自己的个性及创造力，独立操作完成实验内容，并写出实验报告。 三、实验条件及要求 计算机，C51语言编辑、调试仿真软件及实验箱50台套。 四、实验相关知识点 1．C51编程、调试。 2．扩展8255芯片的原理及应用。 3．键盘扫描原理及应用。 4．LED显示器原理及应用。 5．外部中断的应用。 五、实验说明 本实验仪提供了8位8段LED 显示器，学生可选用任一位LED 显示器，只要按地址输出相应的数据，就可以显示所需数码。 显示字形 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b C d E F 段 码 0xfc 0x60 0xda 0xf2 0x66 0xb6 0xbe 0xe0 0xfe 0xf6 0xee 0x3e 0x9c 0x7a 0x9e 0x8e 六、实验原理图 01e 1d 2dp 3 c 4g 56 b 78 9 a b c g d dp f 10a b f c g d e dp a 11GND3a b f c g d e dp 12 GND4 a b f c g d e dp GND1GND2DS29 LG4041AH 234 567 89A B C D E F e 1d 2dp 3 c 4g 56 b 78 9 a b c g d dp f 10a b f c g d e dp a 11GND3a b f c g d e dp 12 GND4 a b f c g d e dp GND1 GND2DS30 LG4041AH 1 2 3 4 5 6 7 8 JP4112345678 JP4712345678JP42 SEGA SEGB SEGC SEGD SEGE SEGG SEGF SEGH SEGA SEGB SEGC SEGD SEGE SEGG SEGF SEGH A C B 12345678 JP92D 5.1K R162 5.1K R163VCC VCC D034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC7 10 RD 5WR 36A09A18RESET 35CS 6 U36 8255 D0D1D2D3D4D5D6D7WR RD RST A0A1PC5PC6PC7 PC2PC3PC4PC0PC1CS 12345678JP56 12345678JP53 12345678 JP52 PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7 (8255 PB7)(8255 PB6)(8255 PB5)(8255 PB4)(8255 PB3)(8255 PB2)(8255 PB1)(8255 PB0) (8255 PC7)(8255 PC6)(8255 PC5)(8255 PC4)(8255 PC3)(8255 PC2)(8255 PC1)(8255 PC0) (8255 PA0) (8255 PA1) (8255 PA2) (8255 PA3) (8255 PA4) (8255 PA5) (8255 PA6) (PA7) I N T 0(P 3.2) I N T 0(P 3.3) 七、连线说明 1602详细资料和实例 1602字符液晶在实际的产品中运用的也比较多了，前几天留意了一下，发现宿舍门前的自动售水机就是采 用的1602液晶进行显示的。而且对于单片机的学习而言，掌握1602的用法是每一个学习者必然要经历的过程。在此，我将使用1602过程中遇到的问题以及感受记录下来，希望能够给初学者带来一点指导，少走一点弯路。 所谓1602是指显示的内容为16*2,即可以显示两行，每行16个字符。目前市面上字符液晶绝大多 数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。 1602液晶的正面(绿色背光，黑色字体) 1602液晶背面(绿色背光，黑色字体) 另一种1602液晶模块，显示屏是蓝色背光白色字体 字符型LCD1602通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样，引脚定义如下表所示： HD44780内置了DDRAM、CGROM和CGRAM。 DDRAM就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。共80个字节，其地址和屏幕的对应关系如下表： 也就是说想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向DDRAM的00H地址写入“A”字的代码（指A的字模代码，0x20～0x7F为标准的ASCII码，通过这个代码，在CGROM中查找到相应的字符显示）就行了。但具体的写入是要按LCD模块的指令格式来进行的，后面我会说到的。那么一行可有40个地址呀？是的，在1602中我们就用前16个就行了。第二行也一样用前16个地址。对应如下：DDRAM地址与显示位置的对应关系。 （事实上我们往DDRAM里的00H地址处送一个数据，譬如0x31(数字1的代码，见字模关系对照表)并不能显示1出来。这是一个令初学者很容易出错的地方，原因就是如果你要想在DDRAM的00H 地址处显示数据，则必须将00H加上80H，即80H，若要在DDRAM的01H处显示数据，则必须将01H 加上80H即81H。依次类推。大家看一下控制指令的的8条：DDRAM地址的设定，即可以明白是怎么样的一回事了），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（无汉字），如下表所示，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）（其实是1个地址），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”。 1602液晶字符显示 1.基本简介 LCD1602工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行） 1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形（用自定义CGRAM，显示效果也不好）。 1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。 目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780写的控制程序可以很方 便地应用于市面上大部分的字符型液晶。 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：VCC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,高电平（1）时读取信息，负跳变时执行指令。 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。 ⑶特性 3.3V或5V工作电压，对比度可调 基于C51单片机的键盘及LCD显示 一、实验目的 1.掌握矩阵式键盘的数字键和功能键的编程方法。 2.掌握LCD的接口技术和编程方法。 3.掌握仪器监控程序设计和调试方法。 二、预习与参考 1. 结合ST7920 控制器系列中文图形液晶模块有关资料手册，详细了解ST7920接口设计技术。 2. 参考资料 1）实验板说明书 2）ST7920 控制器系列中文图形液晶模块资料手册 三、设计指标 利用实验板上提供的键盘电路，LCD显示电路,设计一人机界面，能实现以下功能： 1.LCD上显示“重庆科技学院” 2.按键至少包括0-9的数字键 3.LCD显示按键值 4.电子钟显示：时，分，秒（选作） 四、实验要求 1.以单片机为核心，设计4*4非编码键盘及LCD的硬件电路，画出电路原理图。 2.设计4*4非编码键盘及LCD的控制软件，画出流程图，编写控制程序。 五、实验仪器设备和材料清单 单片机实验板、连接导线、ST7920图形液晶模块、PC机； Keil c51软件 六、实验设计及实施的指导 1.实验课前布置实验任务，提出实验要求，预习相关资料，完成硬件草图设计和软件流程图备查。 2.经指导教师检查，预习达到要求者进入实验室实验。 3.按照设计的电路连线，构建键盘及显示系统，经检查无误方可进入下一步。 4.在指导教师指导下调试LCD显示程序。 5.在指导教师指导下调试按键程序。 6.综合调试直到满足设计要求。 七、实验成绩评定方法 实验成绩包括预习、实验完成质量、实验报告质量4部分组成，各部分所占比例分别为30%、30%、40%。 八、实验报告要求 1．实验报告格式： 一．实验名称 二．实验目的 三．实验内容 四．设计思想 五．硬件设计 六．程序代码 LCD1602自定义显示字符 从CGROM表中可以看到，在表的最左边是一列可以允许用户自定义的CGRAM，从上往下看着是16个， 实际只有8个字节可用。它的字符码是00000000－00000111这8个地址，表的下面还有8个字节，但因为这个CGRAM的字符码规定0－2位为地址，3位无效，4－7全为零。因此CGRAM的字符码只有最后三位能用也就是8个字节了。等效为0000x111，x为无效位，最后三位为000－111共8个。 如果我们要想显示这8个用户自定义的字符，操作方法和显示CGROM一样，先设置DDRAM位置，再向DDRAM写入字符码，例如“A”就是41H。现在我们要显示CGRAM的第一个自定义字符，就向DDRAM写入00000000B(00H),如果要显示第8个就写入00000111(08H)。 从这个指令可以看出指令数据的高2位已固定是01，只有后面的6位是地址数据，而这6位中的高3位就表示这八个自定义字符，最后的3位就是字模数据的八个地址了。例如第一个自定义字符的字模地址为01000000－01000111八个地址。 我们向这8个字节写入字模数据，让它能显示出“℃” 地址：01000000数据：00010000图示:○○○■○○○○ 0100000100000110○○○○○■■○ 0100001000001001○○○○■○○■ 0100001100001000○○○○■○○○ 0100010000001000○○○○■○○○ 0100010100001001○○○○■○○■ 0100011000000110○○○○○■■○ 0100011100000000○○○○○○○○ 字定义字符地址 0x40————0x00 0x48————0x01 0x50————0x02 0x58————0x03 0x60————0x04 0x68————0x05 0x70————0x06 0x78————0x07 程序操作： 1.定义字符数组 uchar code Word1[]={0x15,0x0A,0x15,0x0A,0x15,0x0A,0x15,0x0A};//自定义字符数组 2.写数据到CGRAM中 uchar j; WriteCommandLCD(0x40); for(j=0;j<8;j++) { WriteDataLCD(Word1[j]); } 3.读取数据并显示 WriteCommandLCD(0xC8);//显示在第一行 WriteDataLCD(0x00);//地址 5.自制单片机之五LCD1602的驱动 LCD1602已很普遍了，具体介绍我就不多说了，市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样，定义如下表所示： 字符型LCD的引脚定义 HD44780内置了DDRAM、CGROM和CGRAM。 DDRAM就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。共80个字节，其地址和屏幕的对应关系如下表： 也就是说想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向DDRAM的00H地址写入“A”字的代码就行了。但具体的写入是要按LCD模块的指令格式来进行的，后面我会说到的。那么一行可有40个地址呀？是的，在1602中我们就用前16个就行了。第二行也一样用前16个地址。对应如下： DDRAM地址与显示位置的对应关系 我们知道文本文件中每一个字符都是用一个字节的代码记录的。一个汉字是用两个字节的代码记录。在PC上我们只要打开文本文件就能在屏幕上看到对应的字符是因为在操作系统里和BIOS里都固化有字符字模。什么是字模？就代表了是在点阵屏幕上点亮和熄灭的信息数据。例如“A” 字的字模： 01110 ○■■■○ 10001 ■○○○■ 10001 ■○○○■ 10001 ■○○○■ 11111 ■■■■■ 10001 ■○○○■ 10001 ■○○○■ 上图左边的数据就是字模数据，右边就是将左边数据用“○”代表0，用“■”代表1。看出是个“A”字了吗？在文本文件中“A”字的代码是41H，PC收到41H的代码后就去字模文件中将代表A字的这一组数据送到显卡去点亮屏幕上相应的点，你就看到“A”这个字了。 刚才我说了想要在LCD1602屏幕的第一行第一列显示一个"A"字,就要向DDRAM的00H地址写入“A”字的代码41H就行了，可41H这一个字节的代码如何才能让LCD模块在屏幕的阵点上显示“A”字呢？同样，在LCD模块上也固化了字模存储器，这就是CGROM和CGRAM。 HD44780内置了192个常用字符的字模，存于字符产生器CGROM(Character Generator ROM)中，另外还有8个允许用户自定义的字符产生RAM，称为CGRAM(Character Generator RAM)。下图说明了CGROM和CGRAM与字符的对应关系。 从上图可以看出，“A”字的对应上面高位代码为0100，对应左边低位代码为0001，合起来就是01000001，也就是41H。可见它的代码与我们PC中的字符代码是基本一致的。因此我们在向DDRAM写C51字符代码程序时甚至可以直接用P1＝'A'这样的方法。PC在编译时就把“A”先转为41H代码了。 字符代码0x00～0x0F为用户自定义的字符图形RAM(对于5X8点阵的字符，可以存放8组，5X10点阵的字符，存放4组)，就是CGRAM了。后面我会详细说的。 0x20～0x7F为标准的ASCII码，0xA0～0xFF为日文字符和希腊文字符，其余字符码(0x10～0x1F及0x80～0x9F)没有定义。 那么如何对DDRAM的内容和地址进行具体操作呢，下面先说说HD44780的指令集及其设置说明，请浏览该指令集，并找出对DDRAM的内容和地址进行操作的指令。 共11条指令： 1.清屏指令 功能：<1> 清除液晶显示器，即将DDRAM的内容全部填入"空白"的ASCII码20H; <2> 光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方; <3> 将地址计数器(AC)的值设为0。 2.光标归位指令 功能：<1> 把光标撤回到显示器的左上方; <2> 把地址计数器(AC)的值设置为0; <3> 保持DDRAM的内容不变。 #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code DSY_CODE[]= {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71}; uchar Pre_KeyNO=16,KeyNO=16; void DelayMS(uint ms) {uchar t; while(ms--) { for(t=0;t<120;t++); } } void Keys_Scan() { uchar Tmp; P1=0x0f; DelayMS(1); Tmp= P1 ^ 0x0f; switch(Tmp) { case 1: KeyNO=0;break; case 2: KeyNO=1;break; case 4: KeyNO=2;break; case 8: KeyNO=3;break; default: KeyNO=16; } P1=0xf0; DelayMS(1); Tmp=P1>>4^0x0f; switch(Tmp) { case 1: KeyNO+=0;break; case 2: KeyNO+=4;break; case 4: KeyNO+=8;break; case 8: KeyNO+=12;break; } } void main() { P0=0x00; while(1) { P1=0xf0; if(P1!=0xf0) Keys_Scan(); library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity lcdplay is port(clk,reset,lcdopen:in std_logic; lcd_on,lcd_en,lcd_rw:out std_logic; LCD_Data:out std_logic_vector(8 downto 0) ); end lcdplay; architecture zw of lcdplay is signal clk1hz:std_logic; --signal cnt2:std_logic_vector(4 downto 0); type statetype is(s0,s1,s2,s3,s4,s5,s6,s7,s8,s9,s10,s11,s12,s13,s14,s15,s16,s17,s18,s19,s20,s21,s22,s23); signal pstate,nstate:statetype; begin lcd_on<=lcdopen; process(clk) variable cnt1:integer range 0 to 4999999; begin if rising_edge(clk) then if cnt1=4999999 then cnt1:=0; else cnt1:=cnt1+1; end if; if cnt1<2500000 then clk1hz<='1'; else clk1hz<='0'; end if; lcd_en<=clk1hz; end if; end process; --process(clk1hz) -- begin -- if Reset='0'then -- cnt2<="00000"; --- elsif rising_edge(clk1hz) then -- if cnt2<"10000" then ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;;;;;;;;;;;;;按键控制LED移动实验;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;8个LED接在PE口（PE[0..7]）;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;按下按键则LED循环向右跑一格;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;;2011-5-3 by 追梦;;; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; BIT2 EQU 0X00000004 BIT6 EQU 0X00000040 BIT8 EQU 0X00000100 GPIOE EQU 0X40011800 ;GPIOE 地址 GPIOE_CRL EQU 0X40011800 ;低配置寄存器 GPIOE_CRH EQU 0X40011804 ;高配置寄存器 GPIOE_ODR EQU 0X4001180C ;输出，偏移地址0Ch GPIOE_BSRR EQU 0X40011810 ;低置位，高清除偏移地址10h GPIOE_BRR EQU 0X40011814 ;清除，偏移地址14h IOPEEN EQU BIT6 ;GPIOE使能位 IOPAEN EQU BIT2 ;GPIOA使能位 KEY EQU BIT8 ;按键在PA.8 GPIOA EQU 0X40010800 GPIOA_CRH EQU 0X40010804 ;高配置寄存器 GPIOA_IDR EQU 0X40010808 RCC_APB2ENR EQU 0X40021018 STACK_TOP EQU 0X20002000 AREA RESET,CODE,READONL Y DCD STACK_TOP ;MSP主堆栈指针 DCD START ;复位，PC初始值 ENTRY ;指示开始执行 START LDR R1,=RCC_APB2ENR LDR R0,[R1] ;读 LDR R2,=IOPEEN ORR R0,R2 ;改 LDR R2,=IOPAEN ORR R0,R2 ;改 STR R0,[R1] ;写，使能GPIOA,E时钟 ;PE[0..7] 8个引脚均设置成推挽式输出 LDR R0,=0x33333333 LDR R1,=GPIOE_CRL STR R0,[R1] ;PA.8--KEY 浮空输入 MOV R0,#0X04 LDR R1,=GPIOA_CRH 目录 1 课程设计概述和要求 (1) 1.1 课程设计要求与任务 (2) 1.2 课程设计思路 (2) 1.3 课程设计需要配置的环境 (3) 2 系统设计 (3) 2.1 设计框图 (3) 2.2 元件解析 (3) 2.2.1 LCD12864芯片……………………………………………………………４ 2.2.2 AT89C51芯片 (5) 2.2.3 其他部件 (6) 2.2.4 电路分析 (7) 3 软件设计 (12) 3.1 程序流程图 (12) 3.2 程序代码 (12) 4 系统的仿真与调试 (13) 4.1 硬件调试 (13) 4.2 软件调试 (14) 4.3 软硬件调试 (14) 5 总结 (14) 附录1：程序代码 附录2：12864LCD显示计算器键盘按键实验Proteus仿真图 1 课程设计概述和要求 1.1 课程设计任务与要求 设计任务：利用AT89C51单片机结合12864LCD显示器设计计算器键盘按键。 设计要求1：本设计实现一个12864LCD显示12864LCD显示器设计计算器键盘按键 2.利用AT89C51控制整个电路来实现. 显示12864LCD显示器 设计计算器键盘按键，系统主要包括硬件和软件两部分。重点就 是各部分硬件的连接设计以及程序的编写。本章讲述的就是系统 硬件的设计，其中包括各模块的器件选择和电路设计。将计算器 按键上的信息传送至AT89C51主芯片之中，利用P2端口使之显 示于12864LCD液晶显示屏上。 1.2 课程设计目的思路 1、先把与题目有关的芯片资料找到，熟悉一下芯片资料 2、把此程序的电路图看懂，了解一下它的实现原理，以及实现的功能。 3、分析一下此程序的各部分的功能，各零件的工作原理。 4、对程序进行调试，分析调试结果，观察并得出结论。 1.3 课程设计需要配置的环境 1、一台主机，一台显示器 2、Keil uVision3/Keil uVision4 应用程序软件 3、ISIS 7 Professional 仿真软件 4、老师交给的仿真电路图，及案例 5、纸张，以及一些参考资料 2 系统设计 2.1．设计框图 框图设计是为了能够从整体上把握系统的各个大的模块以及各个模块之间的联系。同时罗列出需要主要使用到的各个器件，以方面系统开发中器件的选取。通过框图设计，让设计者从整体上把握系统的开发。 12864LCD显示计算器键盘按键实验设计框图如下所示 LCD1602显示全部字库字符、看门狗定时器测试 LCD1602液晶内含有192个字符字库，这个程序是分6屏进行显示，整个显示过程长约7秒，看门狗定时器设置时间为8.38秒，刚好显示完全部字符，修改看门狗就可以看到在显示中途重启，比较直观 LCD_E BIT P3.4 ;LCD片选 LCD_RS BIT P3.5 ;指令、数据位 LCD_RW BIT P3.6 ;读、写位 PORT EQU P0 ;端口定义 WDT_COUNT EQU 0E1H ;看门狗 START: LCALL LCD_INIT LCALL WDT_INIT MOV A,#01H ;清屏 LCALL WR_CMD DISP_LOOP: MOV R0,#06H ;循环计数器 MOV R1,#80H ;LCD地址计数器 MOV R2,#00H ;字符表指针计数器 MOV DPTR,#TAB WR_DAT_LOOP: MOV A,R1 ;地址命令 LCALL WR_CMD INC R1 ;地址加一 MOV A,R2 ;表指针 MOVC A,@A+DPTR LCALL WR_DA T LCALL DELAY100MS INC R2 ;表指针加一 CJNE R1,#90H,BIJIAO ;字符是否到16 MOV R1,#0C0H ;到16，换地址 BIJIAO: CJNE R1,#0D0H,WR_DAT_LOOP ;字符数是否到32 MOV R1,#80H ;地址回归 LCALL DELAY1S MOV A,#1B ;清屏 LCALL WR_CMD DJNZ R0,WR_DA T_LOOP MOV WDT_COUNT,#00110111B LJMP DISP_LOOP LCD_INIT: MOV A,#111000B ;8位总线 LCALL WR_CMD MOV A,#10B ;数据指针清零 #include 摘要 本次课程设计是以AT89C52为核心控制器，1602液晶为显示器设计的液晶显示电路。该电路可在1602液晶上显示ASCII码表里的各种字符，通过编程设定的显示方式。设计中采用了二种动态显示方式，第一种是整屏左移操作，先将待显示的内容写入1602RAM 的后面几个存储单元，当内容写入完成后，写入指令，实现指针不动而屏幕动的效果。第二种是将内容一个个写到1602显示，这主要通过延时函数控制写入的两个字符间的时间间隔。1602液晶一次可以显示32个字符，通过编程可以实现不同的动态显示方式。 关键词：AT89C52；1602；动态显示 1 Proteus仿真流程与Keil编译器简介 1.1 Proteus仿真流程 (1)工作界面 Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图1-2所示。包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。 图1.1 proteus操作界面 （2）基本操作 ①图形编辑窗口 在图形编辑窗口内完成电路原理图的编辑和绘制。为了方便作图 坐标系统（CO-ORDINATE SYSTEM）。ISIS中坐标系统的基本单位是10nm，主要是为了和Proteus ARES保持一致。但坐标系统的识别（read-out）单位被限制在1th。坐标原点默认在图形编辑区的中间，图形的坐标值能够显示在屏幕的右下角的状态栏中。 点状栅格（The Dot Grid）与捕捉到栅格（Snapping to a Grid）编辑窗口内有点状的栅格，可以通过View菜单的Grid命令在打开和关闭间切换。点与点之间的间距由当前捕捉的设置决定。捕捉的尺度可以由View菜单的Snap命令设置，或者直接使用快捷键F4、F3、F2和CTRL+F1。 ②预览窗口 该窗口通常显示整个电路图的缩略图。在预览窗口上点击鼠标左键，将会有一个矩形蓝绿框标示出在编辑窗口的中显示的区域。其他情况下，预览窗口显示将要放置的对象的预览。这种Place Preview特性在下列情况下被激活：当一个对象在选择器中被选中、 当使用旋转或镜像按钮时、当为一个可以设定朝向的对象选择类型图标时（例如：Component icon, Device Pin icon等等）、当放置对象或者执行其他非以上操作时，place preview会自动消除、对象选择器（Object Selector）根据由图标决定的当前状态显示不同的内容。显示对象的类型包括：设备，终端，管脚，图形符号，标注和图形。在某些状态下，对象选择器有一个Pick切换按钮，点击该按钮可以弹出库元件选取窗体。通过该窗体可以选择元件并置入对象选择器，在今后绘图时使用。 ③对象选择与放置 通过对象选择按钮，从元件库中选择对象，并置入对象选择器窗口，供今后绘图时使用。显示对象的类型包括：设备，终端，管脚，图形符号，标注和图形。放置对象的步骤如下（To place an object:）根据对象的类别在工具箱选择相应模式的图标（mode icon）。根据对象的具体类型选择子模式图标（sub-mode icon）。如果对象类型是元件、端点、管脚、图形、符号或标记，从选择器里（selector）选择你想要的对象的名字。对于元件、端点、管脚和符号，可能首先需要从库中调出。如果对象是有方向的，将会在预览窗口显示出来，你可以通过预览对象方位按钮对对象进行调整。最后，指向编辑窗口并点击鼠标左键放置对象。 1.2 Keil软件简介 Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机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C编译器、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，通过一个集成开发环境（uVision）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 目录 一．字符型模块的性能???????????????????????????????????????1 二．基本原理???????????????????????????????????????????????2 三．技术参数???????????????????????????????????????????????3 四．时序特性???????????????????????????????????????????????4 五．引脚、指功能???????????????????????????????????????????5 六．使用实例???????????????????????????????????????????????6 七．使用注意事项???????????????????????????????????????????7 1．字符型模块的性能 重量轻：＜100g； 体积小：＜11mm厚； 功耗低：10—15mW； 显示内容：192种字符（5×7点字型）； 32种字符（5×10点字型）； 可自编8（5×7）或许（5×10）种字符； 指令功能强：可组合成各种输入、显示、移位方式以满足不同的要求； 接口简单方便：可与8位微处理器或微控制器相联； 工作温度宽：0—50ｏC 可靠性高：寿命为50,000小时（25ｏC） 2．基本原理 2.1 液晶体 液晶板上排列着若干5×7或5×10点阵的字符显示位,每个显示位可显示1个字符，从规格上分为每行8、16、20、24、32、40位，有一行、两行及四行三类。 2.2 工作电路 图1是字符型模块的电路框图，它由KS0066、KS0065及几个电阻电容组成。KS0065是扩展显示字符用的（例如：16个字符×1行模块就可不用KS0065，16个字符×2行模块就要用1片KS0065）。 图1 接口方面，有8条数据，三条控线。可与微处理器或微控制相连,通过送入数据和指令，就可使模块正常工作，图2是模块和微处理器相连的例子。 1602LCD 分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别 1602LCD 主要技术参数： 显示容量:16×2 个字符 芯片工作电压:4.5—5.5V 工作电流:2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压:5.0V 字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm 引脚功能说明 1602LCD 采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表10-13 所示: 编号符号引脚说明编号符号引脚说明 1 VSS 电源地9 D 2 数据 2 VDD 电源正极10 D 3 数据 3 VL 液晶显示偏压11 D 4 数据 4 RS 数据/命令选择12 D 5 数据 5 R/W 读/写选择13 D 6 数据 6 E 使能信号14 D 7 数据 7 D0 数据15 BLA 背光源正极 8 D1 数据16 BLK 背光源负极 表10-13：引脚接口说明表 第1 脚：VSS 为地电源。 第2 脚：VDD接5V正电源。 第 3 脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，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，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第5 脚：R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS 为低电平R/W 为高电平时可以读忙信号，当RS 为高电平R/W为低电平时可以写入数据。 第6 脚：E端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第7～14脚：D0～D7为8 位双向数据线。 第15脚：背光源正极。 第16脚：背光源负极。 数码管和LCD1602学习笔记 1数码管显示 数码管的显示有四种方法先介绍一下段驱动和位驱动都都使用74HC573锁存器的方式： 数码管共阴极，直接由单片机的P0口驱动 74HC573锁存器真值表如下 D /Q /OE L E 0 1 1 1 在允许输入输 出时，输入和输0 1 0 0 出是一样的。 0 0 任意输出上 一个状 态值， 即已经 所存的 值。 #include wela=1; wela=0; //锁存输入的00 while(1);} 上面的示例是将一个字符显示在一个或者几个数码管上，但是实际的应用却需要在多个数码管上显示出多个字符。这就需要动态扫描以实现静态显示的效果。我们已经可以通过程序让任意一位数码管显示任意一 种字符，这样我们可以以时间为轴，循环显示每个数码管需要的数值，当循环显示的时间比较小时，眼睛就不能分辨出闪烁，而是看到一个静态的数值显示， 2、LCD1602显示 可以显示2*16个字符，每个字符是5*7的点阵 一、实验原理及电路 1、LCD显示器是通过给不同的液晶单元供电，控制其光线的通过与否，从而达到显示的目的。因此，LCD的驱动控制归于对每个液晶单元通断电的控制，每个液晶单元都对应着一个电极，对其通电，便可使用光线通过（也有刚好相反的，即不通电时光线通过，通电时光线不通过）。, 2、由于LCD已经带有驱动硬件电路，因此模块给出的是总线接口，便于与单片机的总线进行接口。驱动模块具有八位数据总线，外加一些电源接口和控制信号。而且还自带显示缓存，只需要将要显示的内容送到显示缓存中就可以实现内容的显示。由于只有八条数据线，因此常常通过引脚信号来实现地址与数据线复用，以达到把相应数据送到相应显示缓存的目的。 实验电路图 二、功能说明 设计并实现一4×4键盘的接口，键盘与1602显示单元连接，编写实验程序扫描键盘输入，并将扫描结果送1602显示，键盘采用4×4键盘。将键盘进行编号记作0—F当按下其中一个按键时将该按键对应的编号在一个1602显示出来，当按下下一个按键时便将这个按键的编号1602上显示出来 实验框图 四、实验代码 #include 1602液晶字符显示
键盘与LED显示实验
1602字符液晶显示原理+实例详解
1602液晶字符显示
根据C51单片机的键盘及LCD显示
LCD1602自定义显示字符
单片机之LCD显示原理
C51实验程序(流水灯、矩阵键盘、动态显示、串行口、1602液晶)
基于FPGA的LCD1602动态显示
STM32 汇编语言,按键控制LED移动实验
06 12864LCD显示计算器键盘按键实验
LCD1602显示全部字库字符
1602液晶显示计算器电路图及程序
1602液晶显示设计
1602LCD字符手册
LCD1602工作原理
数码管和LCD1602
按键及显示实验