单片机作业

51单片机与LCD液晶显示器
接口电路设计
班级：020914
姓名：姜苏
学号：02091390
摘要
液晶显示是目前单片机技术中广泛应用的功能。

利用功能强大的
A T89S52型单片机和编程软件V i s u a l C++,设计一种新型液晶显示控制电路。

从A T89S52单片机和L M3033B型L C D液晶显示屏的性能特点入手,结合实际经验实现二者之间的接口设计。

经过调试,该控制系统取得了比较满意的设计结果,且系统软硬件设计简单方便、稳定可靠,可广泛应用于智能化仪器仪表及各种宣传场所,为嵌入式控制系统提供高灵活、高性价比的解决方案。

在以单片机为核心的微控制系统中,单片机与显示器件的接口是一个必不可少的环节,具体工作包括选择显示器件的类型,接口采用串行方式还是并行方式等问题。

液晶显示器(L C D)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄、可视面积大,画面效果好、分辨率高,抗干扰能力强等许多其他显示器无法比拟的优点,近几年来被广泛应用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子系统中。

本文针对单片机控制的智能化工业设备对人机对话接口简单、便捷的要求,详细讨论段式液晶模块
L M3033B-0B R3与A T89S52单片机的一种硬件接口电路和软件编程方法。

1. AT89S52 单片机特点
1.1芯片主要特性
A T89S52单片机是A t m e l公司新近推出的高档、增强型产品。

它是一个低功耗、高性能C M O S8位微控制器,片内含通用8位中央处理器和I S P F L A S H存储单元,8k
B I S P的可反复擦写1000次的F L A S H只读程序存储器,片上F L A S H允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。

器件采用A t m e l公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准M
C S-51指令系统及80C51引脚结构,在单芯片上,拥有灵巧的8位C P U和在系统
可编程F L A S H,使得A T89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、高性价比的解决方案。

1.2AT89S52管脚排列
A T89S52单片机有P D I P,P L C C和T Q F P等3种封装形式(常见的P D I P 排列见图)
AT89S52单片机管脚排列图
2. LM3033B-0BR3特点及操作
2.1 字符显示
每屏可显示4行8列共32个16*16点阵的汉字，每个显示R A M可显示1个中文字符或2个16*8点阵全高A S C I I码字符，即每屏最多可实现32个中文字符或64个A S C I I码字符的显示。

内部提供128*2字节的字符显示R A M 缓冲区（D D R A M）。

字符显示是通过将字符显示编码写入该字符显示R A M 实现的。

根据写入内容的不同，可分别在液晶屏上显示C G R O M（中文字库）、H C G R O M（A S C I I码字库）及C G R A M（自定义字形）的内容。

三种不同字符/字型的选择编码范围为：显示自定义字型其代码分别是0000H、
0002H、0004H和0006H共4个，显示半宽A S C I I码字符为02H-7F H，
A1A0H-F7F F H显示8192种G B2312中文字库字形。

字符显示R A M在液晶模块中的地址80H-9F H。

字符显示的R A M的地址与32个字符显示区域有着一一对应的关系，其对应关系如表1所示。

表1 字符显示的RAM地址与32个中文字符显示区域的对应关系
2.2 图形显示
绘图显示R A M提供64*32个位元组的记忆空间(由扩充指令设定绘图R A M位址),在更改绘图R A M时,由扩充指令设定G D R A M位址先设置垂直位址,再设置水平位址(连续写入两个位元组的资料来完成垂直与水平的坐标位址),再写入两个8位的资料到绘图R A M,而位址计数器(A C)会自动加一,整个写入绘图R A M的步骤如下:
a.关闭绘图显示功能，在写入绘图R A M期间，绘图显示必须关闭。

b.先将垂直的位元组(Y)写入绘图R A M位址。

c.再将水平的位元组(X)写入绘图R A M位址。

d.将D15-D8写入到R A M中。

e.将D7-D0写入到R A M中。

绘图RAM与屏幕显示区域的对应关系
2.3 LM3033B-0BR3的操作指令
L M3033B-0B R3提供两套控制命令：基本指令集和扩充指令集。

基本指令集包括了对液晶L M3033B-0B R3的基本操作，如判断控制器忙标志、清除显示、设定显示的地址、写数据和读数据等。

而扩充指令集则包括设置睡眠模式、设置图形显示、设置反白、设置滚动等功能，可以进一步满足低功耗的需求，使显示效果更丰富，为使用者提供更方便的环境。

单片机对L M3033B-0B R3的操作过程为：单片机先确认S T7920内部处于非"忙"状态。

即读取B F位，当B F为0时。

L M3033B-0B R3才可接收新的指令或数据。

在操作时，L M3033B-0B R3在单片机的时钟信号的控制下，数据通过数据线传送给L M3033B-0B R3，当L M3033B-0B R3成功接收到数据后，转入内部时钟控制，封锁I/O口缓冲器，置"忙"标志。

S T7920根据接收数据中的R W和R S位判断所接收到的是数据还是指令，并进行相应的处理。

处理完成后，撤消I/O口缓冲器的封锁，"忙"标志清零"。

2.4 LCD 内部结构图
3. AT89S52单片机与LM3033B-0BR3的接口电路
在实际应用中,液晶模块与单片机的连接方式很多。

从占用I/O口线的多少来分有串行方式和并行方式,其中串行方式速度较慢、占用的I/O口少,并行方式分为4线和8线、速度较快、占用的I/O口多,
实际应用中以并行方式居多
一般液晶显示模块与单片机的接口分为直接访问方式和间接控制
方式，间接控制方式还分为一位串行、4位并行以及8位并行。

本文采用的单片机和液晶L M3033B-0B R3模块的接口电路如图所示。

由于
L M3033B-0B R3采用并口通信，外接电路简单，与单片机连接采用间接连接的方法，即用I/O口直接与L C D数据线和控制线相连，其特点是简单、直观、操作方便。

在此电路中，采用软件模拟液晶的时序，达到正确显示的目的。

AT89S52单片机和液晶LM3033B-0BR3模块的接口电路
及LM3033B-0BR3引脚功能
4. 液晶显示AT89S52程序设计
对L M3033B-0B R3的软件编程采用M e d w i n语言开发，主要包括两部分，一部分是给液晶写指令，另一部分是给液晶写数据。

有了这2个基本的子程序，就可以构造出各种实用的显示子程序。

由于液晶内部自带汉字模块，只需发送汉字对应的代码就可以实现汉字的显示，其代码可以在S T7920模块的资料中查找。

对于图形和曲线显示的原理类似，只需要设置好相应的水平地址和垂直地址，并把相应的图形编码写入液晶模块，就可显示出所要显示的内容。

写命令到L C D：
v o i d W R C M D(u c h a r c m d c o d e)
{
c h k_b u s y();
R S=0;
R W=0;
E=1;
l c d_b u s=c m d c o d e;
E=0;
}
写数据到L C D:
v o i d W R D a t a(u c h a r D i s p d a t a) {
c h k_b u s y();
R S=1;
R W=0;
E=1;
l c d_b u s=D i s p d a t a;
E=0;
}
初始化程序:
v o i d I n i t()
{
R E S=1;
R E S=0;
d e l a y(1);
R E S=1;
d e l a y(1);
W R C M D(0x30);//选择8位并行
W R C M D(0x30);//选择8位并行
W R C M D(0x0c);//开显示(无游标、不反白) W R C M D(0x01);//清除显示
W R C M D(0x04);//s h i f t=0,A C加1
}
主程序流程图
5. 结论
在单片机与液晶的接口中，关键是要满足液晶的时序要求；在软件编程中，关键是要进行正确的初始化、操作及写入显示内容的代码。

以上接口电路和相应的程序已经通过调试，并在实际中得到应用。

由
S T7920构成的L M3033B-0B R3液晶显示模块与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多。

因此，
L M3033B-0B R3液晶显示模块将得到广泛的应。