基于單片機的LCD顯示終端設(shè)計

王連君

摘 要 我國經(jīng)濟體制改革的不斷推進，促進了我國的工業(yè)發(fā)展。在新的工業(yè)環(huán)境中，工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的LCD顯示技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)新的生產(chǎn)需求。為了適應(yīng)現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)需要，通過漢字和ASCII碼實現(xiàn)對本地遠程命令的要求，提出了采用基于單片機的LCD顯示終端。基于單片機的LCD顯示終端的硬件系統(tǒng)，主要包括微處理機、臨時緩沖區(qū)、通信電路、譯碼電路、LCD模塊接口、字庫、復(fù)位和蜂鳴器發(fā)聲等元素。

關(guān)鍵詞 單片機；LCD顯示；終端設(shè)計

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0026-01

在新的工業(yè)環(huán)境變化過程中，為了適應(yīng)新的工業(yè)生產(chǎn)需求，逐漸開始應(yīng)用基于單片機的LCD顯示終端。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，應(yīng)用基于單片機的LCD顯示終端，可以實現(xiàn)對遠程指令的編碼轉(zhuǎn)換，用ASCII碼或者漢字進行本地遠程命令的顯示。基于單片機的LCD顯示終端系統(tǒng)的實現(xiàn)，需要實現(xiàn)對單片機控制系統(tǒng)和相關(guān)連接芯片或者器件的綜合利用完成。

1 基于單片機LCD顯示終端的功能設(shè)計

基于單片機LCD的顯示終端設(shè)計，主要是為了是因新的工業(yè)環(huán)境中，對工業(yè)生產(chǎn)的新的需要。所以，在設(shè)計基于單片機LCD的顯示終端的時候，一定要具備以下功能。

1）基于單片機的LCD顯示終端在結(jié)合了控制部分之后，可以組成一個比較完整的系統(tǒng)，通過單片機實現(xiàn)對系統(tǒng)的主要控制。LCD終端和控制系統(tǒng)可以接收和發(fā)送遠程控制主機的通信和指令，實現(xiàn)的途徑主要是RS-485芯片。為了保證適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的使用需求，LCD終端的顯示模塊設(shè)計，可以應(yīng)用單色可顯示漢字屏。

2）基于單片機的LCD顯示終端應(yīng)該具備一定的顯示功能，可以顯示1級、2級漢字庫和任意的ASCII碼。實現(xiàn)這一項功能設(shè)計要求，基于單片機的LCD顯示終端應(yīng)該具有外接圖形點陣的信息存儲芯片。在實現(xiàn)對基于單片機LCD顯示終端的設(shè)計的時候，技術(shù)人員應(yīng)該重視這項功能，是提供服務(wù)的主要載體。

3）在設(shè)計基于單片機LCD顯示終端的時候，技術(shù)人員應(yīng)該保證LCD具有一定的緩沖區(qū)，從而可以及時的實現(xiàn)對遠程控制指令的有效執(zhí)行和更新。在LCD終端的運行過程中，遠程指令具有一定的不確定性，實現(xiàn)對緩沖區(qū)的設(shè)置，可以有效的預(yù)防同時涌入終端中大量信息所造成的不良影響。

4）基于單片機LCD顯示終端的設(shè)計，可以引入多任務(wù)處理機制，從而保證LCD顯示終端可以實現(xiàn)對同時執(zhí)行多項需求或者同時對多個模塊進行控制的功能。LCD終端具備這項功能，還可以對系統(tǒng)中多個模塊的獨立開發(fā)和調(diào)試問題進行很好的處理，具有良好的效果。

2 基于單片機LCD顯示終端的硬件設(shè)計

2.1 譯碼電路和LCD顯示模塊的設(shè)計

在LCD顯示終端系統(tǒng)中，包括的硬件主要有：譯碼電路、LCD顯示模塊、字庫、單片機、緩沖區(qū)、蜂鳴器、復(fù)位和看門狗、通信電路。其中，硬件部位的核心是單片機。某基于單片機LCD顯示終端的系統(tǒng)中，硬件的核心部位是AT89C52單片機，這種型號的單片機只能給包括了256B的RAM空間和8KB的ROM空間，基本上可以滿足LCD顯示終端的功能需求。該系統(tǒng)中譯碼器部分的硬件，主要選擇的是GAL16V8D。應(yīng)用這種邏輯編程器件，可以在RTX51實時操作系統(tǒng)中獲得較好的運行，實現(xiàn)對地址的譯碼。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，應(yīng)用基于單片機LCD顯示終端顯示的信息相對比較簡單，基本上應(yīng)用一塊單色的320×240分辨率的LCD模塊，就可以滿足工業(yè)生產(chǎn)的實際需求。這種模塊和單片機可以應(yīng)用SED1335芯片實現(xiàn)二者之間數(shù)據(jù)和指令的傳輸。

2.2 LCD字庫和緩沖區(qū)的設(shè)計

在AT89C52單片機系統(tǒng)中，設(shè)計的字庫應(yīng)該應(yīng)用具有27C020 OTP存儲芯片，這種芯片可以達到256kB的存儲量，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)中使用的點陣漢字庫的存儲。但是，在實際的LCD顯示終端設(shè)計的過程中，應(yīng)用這種芯片，其存儲容量超出了單片機的直接尋址范圍。為了保證LCD終端系統(tǒng)中全部的字庫都可以進行正常訪問，在設(shè)計硬件部分的時候，還需要從單片機進行芯片地質(zhì)線模擬擴展。具體的實現(xiàn)方法，可以應(yīng)用地址轉(zhuǎn)換，使用單片機的一個I/O端口的低4位實現(xiàn)對4-16位轉(zhuǎn)換器的控制進行地址轉(zhuǎn)換。設(shè)計緩沖區(qū)的時候，技術(shù)人員應(yīng)該選用靜態(tài)隨機存儲RAM，應(yīng)用HD62256實現(xiàn)。

2.3 通信電路和復(fù)位部分的控制

基于LCD顯示終端的系統(tǒng)設(shè)計過程中，對通信電路的設(shè)計，主要的作用是實現(xiàn)和遠程控制端的通信，對當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行發(fā)送，接收遠程控制指令。但是，在系統(tǒng)中單片機不能實現(xiàn)和計算機的直接連接，需要應(yīng)用一定的設(shè)備進行轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)中應(yīng)用的轉(zhuǎn)換設(shè)備是一片RS-485芯片，實現(xiàn)了電平轉(zhuǎn)換。對蜂鳴器的設(shè)置，主要是在特定情況下實現(xiàn)蜂鳴。復(fù)位部分的設(shè)計，主要是在系統(tǒng)出現(xiàn)一定的故障或者出現(xiàn)死機情況的時候，可以發(fā)揮有效的作用。

3 基于單片機LCD顯示終端的軟件設(shè)計

本文以RTX51實時操作系統(tǒng)為例，分析基于單片機LCD顯示終端的軟件設(shè)計。在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，應(yīng)用RTX51實時操作系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對MCS0851標準開發(fā)單片機的有效控制。而且，該系統(tǒng)屬于實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，按照實現(xiàn)的功能，對軟件進行分解，主要包括內(nèi)核初始化、系統(tǒng)初始化、操作系統(tǒng)的內(nèi)核調(diào)度和遠程控制指令。

3.1 系統(tǒng)初始化的設(shè)計

在RTX51實時操作系統(tǒng)的運行過程中，按照一定的使用規(guī)則，軟件執(zhí)行任務(wù)的時候需要從0號任務(wù)開始執(zhí)行。所以，系統(tǒng)中的0號任務(wù)被設(shè)定為系統(tǒng)的初始化任務(wù)。在LCD終端系統(tǒng)中，當(dāng)多項任務(wù)同時執(zhí)行的時候，會有較高的RAM需求。而系統(tǒng)在完成對0號任務(wù)的執(zhí)行的時候，會處于空閑狀態(tài)。所以，在系統(tǒng)的軟件設(shè)計過程中，可以將操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)度的看門狗功能的電路控制功能添加到0號任務(wù)中。從宏義的角度來看，0號任務(wù)的定義是：#define TASK_ID_INIT 0。任務(wù)的主要內(nèi)容是對LCD終端系統(tǒng)硬件的初始化，對62256存儲芯片的連接狀態(tài)進行檢查，設(shè)置SED1335的工作模式。

3.2 LCD顯示任務(wù)的設(shè)計

基于單片機LCD顯示終端系統(tǒng)的運行過程中，執(zhí)行完0號任務(wù)之后，會開始執(zhí)行系統(tǒng)任務(wù)，也就是LCD顯示任務(wù)。這項任務(wù)是終端系統(tǒng)運行的核心任務(wù)，因此被設(shè)定為任務(wù)1。系統(tǒng)在執(zhí)行1號任務(wù)的時候，顯示的內(nèi)容和時間都需要遠程控制端決定。所以，在實際執(zhí)行這項任務(wù)的時候，存在很大的不確定性。對該項任務(wù)進行單獨設(shè)定，可以實現(xiàn)對遠程控制顯示命令的有效解釋和及時執(zhí)行，具備一定的LCD屏幕繪制功能。從宏義的角度來看，1號任務(wù)的定義是：#define TASK_DISPLAY 1。

3.3 蜂鳴報警功能的設(shè)計

在LCD顯示終端系統(tǒng)的設(shè)計過程中，蜂鳴報警功能是一項默認的功能。在系統(tǒng)中，實現(xiàn)對單項任務(wù)的設(shè)置，順序執(zhí)行正常的任務(wù)操作模式，可以隨時調(diào)用，實現(xiàn)連續(xù)的蜂鳴報警作用。從宏義的角度來看，蜂鳴報警功能的任務(wù)被定義為：#define TASK_ID_INIT 2。

4 總結(jié)

在工業(yè)的生產(chǎn)過程中，應(yīng)用基于單機LCD顯示終端系統(tǒng)，可以及時、有效的實現(xiàn)對遠程控制端通信和指令的編譯和顯示，全面掌握當(dāng)前生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)，實現(xiàn)對任務(wù)的成功執(zhí)行。這種終端系統(tǒng)的應(yīng)用成本比較低，具有較高的可靠性和穩(wěn)定性，適應(yīng)了新的工業(yè)生產(chǎn)要求，發(fā)揮了重要的作用。

參考文獻

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