基于單片機的液晶顯示模塊的控制設計與實現

湖南理工學院信息與通信工程學院 管瓊

湖北省監利縣尺八鎮農機管理站 李建陽

基于單片機的液晶顯示模塊的控制設計與實現

湖南理工學院信息與通信工程學院 管瓊

湖北省監利縣尺八鎮農機管理站 李建陽

本文對單片機，液晶顯示模塊和軟硬件設計模塊分別做了簡單介紹，并闡述了12864點陣式液晶顯示模塊和模塊與89C51單片機的接口電路，給出了電路示意圖；最后論述了用單片機實現LCD液晶顯示器控制原理的設計思想和軟、硬件調試過程，并進行了系統仿真，效果良好。

單片機；液晶顯示模塊；控制與實現

1 單片機與液晶顯示器簡介

單片機就是在一塊半導體硅片上集成了微處理器（CPU），存儲器（RAM，ROM，EPROM）和各種輸入、輸出接口（定時器/計數器，并行I/O口，串行口，A/D轉換器以及脈寬調制器PWM等），這樣一塊集成電路芯片具有一臺計算機的屬性，因而被稱為單片微型計算機，簡稱單片機。

89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器的單片機。89C2051是一種帶2K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡版本。89C單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案[1]。

在數字電路中，所有的數據都是以0和1保存的，對LCD控制器進行不同的數據操作，可以得到不同的結果。對于顯示英文操作，由于英文字母種類很少，只需要8位（一字節）即可。而對于中文，常用的有6000個以上，于是人們將漢字分布在一個94×94的矩陣中，為了和英文字母的內碼分開，將漢字所在的行號及列號分別加上A0H后，用兩個字節來表示漢字的機內碼。文字在屏幕上顯示涉及到文字的字模，字模雖然也是一組數字，但它的意義卻與數字的意義有了根本的變化，它是用數字的各位信息來記載英文或漢字的形狀[2]。

12864是一種圖形點陣液晶顯示器,它主要由行驅動器/列驅動器及128×64全點陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示8×4個(16×16點陣)漢字[3]。

2 12864點陣型LCD軟硬件設計

硬件原理圖和PCB圖分別如圖1、圖2所示：

圖1 硬件原理圖

圖2 硬件PCB圖

主流程和子流程分別如圖3、圖4、圖5所示：

圖3 主流程圖

圖4 寫指令流程圖

圖5 讀數據流程圖

用本開發板配套的取模軟件來進行漢字的取模[4]，取完要顯示的全部漢字代碼后就可以編程了。

3 系統仿真

（1）設計任務。在12864LCD液晶屏中央顯示“湖南理工學院”字樣。

（2）解題思路。在電路結構上采用模擬時序的控制方法實現，根據漢字取碼和圖形取碼的方法，得到“湖南理工學院”漢字的編碼，從第3行16列為顯示起點，按前面的原理圖連接。

（3）電路設計。從Proteus中選取80C51（單片機）、RES(電阻)、CRYSTAL（晶振）、CAP（電容）、CAP-ELEC(電解電容)、AMPIRE128×64(12864液晶顯示器)等元器件。放置元器件、電源和地，連線得到圖所示開關狀態顯示電路，然后進行電氣規則檢查。

（4）程序設計。利用KeiluVison3編寫源程序，系統仿真如圖6所示。

4 結束語

隨著現代測控技術的發展，儀器儀表的智能化程度越來越高，對儀器可操作性的要求也越來越高，因此，良好的人機界面越來越受到設計者的重視。本文所用的液晶顯示模塊的功能、顯示方法及編程的技巧在測控領域有著廣泛的實用價值。

圖6 系統仿真圖

[1]張毅剛.新編MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,2007:15-60.

[2]求是科技.單片機典型模塊設計實例導航[M].北京:人民郵電出版社,2004:50-120.

[3]外配QPYD系列控制板的點陣圖形液晶顯示模塊使用手冊[Z].北京精電蓬遠顯示技術有限公司,2002:50-62.