STC15系列單片機(jī)與LC0811型液晶屏軟硬件接口的設(shè)計(jì)

師 磊,紀(jì)松波（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，010080）

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STC15系列單片機(jī)與LC0811型液晶屏軟硬件接口的設(shè)計(jì)

師 磊,紀(jì)松波
（內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，010080）

摘要：為了實(shí)現(xiàn)對(duì)單行8個(gè)英文字符或數(shù)字的信息顯示需求，提出了一種基于STC15F2K60S2單片機(jī)的LC0811-LY液晶顯示屏的硬件接口設(shè)計(jì)，并編程實(shí)現(xiàn)信息顯示功能。該系統(tǒng)的軟件部分采用keil4開發(fā)，使用C語言進(jìn)行編寫。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)穩(wěn)定可靠、操作簡便，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；液晶屏；stc15；0811

隨著小型智能化電子產(chǎn)品的普及，普通的LED數(shù)碼管只能用來顯示數(shù)字，如果遇到要顯示英文字母、圖形或漢字時(shí)，則必須選擇使用液晶顯示屏（LCD）。液晶顯示屏基本可分為兩種類型，一種是圖形模式LCD，既能顯示中英字符和數(shù)字，又能顯示圖形，但控制操作較復(fù)雜；另一種為字符模式LCD，專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶顯示屏，它是由若干個(gè)5X7或5X11等點(diǎn)陣字符組成，每一個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，點(diǎn)陣字符位之間的一個(gè)點(diǎn)距的間隔起字符間距和行距的作用。本設(shè)計(jì)方案使用STC15F2K60S2單片機(jī)和LC0811-LY字符屏實(shí)現(xiàn)單行8個(gè)英文字符或數(shù)字的信息顯示功能。

圖1　LC0811-LY接口電路圖

1 硬件組成

液晶顯示系統(tǒng)由STC15F2K60S2單片機(jī)和LC0811-LY液晶顯示模塊構(gòu)成。STC15F2K60S2是宏晶公司最新STCl5系列增強(qiáng)型8051單時(shí)鐘周期芯片，速度比普通8051快8～12倍。LC0811-LY液晶顯示模塊是一種單行的字符型液晶顯示屏，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由8個(gè)5X8的點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有0.7mm的間隔，起到了字符間距的作用。

液晶屏與單片機(jī)的連接方式采用并行連接模式，圖1為液晶顯示屏接口電路圖。使用單片機(jī)的P2口全部和P1口的部分引腳與LC0811-LY液晶顯示屏連接，其中單片機(jī)P1.0接顯示屏的RS，P1.1接R/W，P1.2接E，P2接DB0～DB7。

LC0811-LY的引腳排列如圖1所示，它有16個(gè)引腳外界相連，各引腳功能如下：

1)GND：接地；

2)VCC：接+5V電源；

3)VO：對(duì)比度調(diào)整端；

4)RS：寄存器選擇端，H為數(shù)據(jù)寄存器，L為指令寄存器；

5)R/W：讀寫控制端，H為讀取模式，L為寫入模式；

6)E：使能控制端；

7)DB0～7：數(shù)據(jù)總線；

8)BL VCC：背光正極，接+5V；

9)BL GND：背光負(fù)極，接地；

圖2　LC0811-LY初始化子程序流程圖

表1　LC0811-LY控制指令表

2 軟件設(shè)計(jì)

顯示控制軟件使用keil4開發(fā)，使用C語言編寫。

2.1 LC0811-LY初始化子程序

如圖2所示，在對(duì)LC0811-LY液晶顯示模塊的初始化時(shí)，首先要對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)位數(shù)、顯示行數(shù)和顯示模式的功能設(shè)定；然后設(shè)置顯示、光標(biāo)、光標(biāo)閃爍的開關(guān)；最后設(shè)置液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)或是整屏向左或右移動(dòng)。需要注意的是，LC0811-LY液晶模塊上電后內(nèi)部復(fù)位電路會(huì)自動(dòng)進(jìn)行初始化設(shè)置，BF始終為忙狀態(tài)直到初始化結(jié)束，如需要更改初始化設(shè)置，在輸入功能設(shè)定指令時(shí)不要檢查忙狀態(tài)，之后輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙狀態(tài)。LC0811-LY控制指令如表1所示。

指令功能：

1)輸入模式設(shè)置（默認(rèn)值：0x06）：I/D=1，光標(biāo)右移。I/ D=0，光標(biāo)左移。SH=1，整屏移動(dòng)。

2)顯示開關(guān)設(shè)置(默認(rèn)值：0x08)：D=1，整體顯示開。C=1，光標(biāo)開。B=1，光標(biāo)閃爍開。

3)光標(biāo)或顯示移位：光標(biāo)或顯示移位指令可使光標(biāo)或顯示在沒有讀寫數(shù)據(jù)的情況下，向左或向右移動(dòng),指令不改變DDRAM的內(nèi)容。

4)功能設(shè)定（默認(rèn)值：0x30）：D/L=0/1，4/8位數(shù)據(jù)。N=0/1，單/雙行顯示。F=0/1,5*7/5*10點(diǎn)陣顯示模式

初始化子程序：

void lcd_init()

{

delay_ms(30); //延時(shí)30ms

wr_ctrl(0x38); //工作方式設(shè)置:8位數(shù)據(jù), 2行顯示, 5x8字體

delay_ms(1); //延時(shí)1ms

wr_ctrl(0x38); //工作方式設(shè)置:8位數(shù)據(jù), 2行顯示, 5x8字體

delay_ms(1); //延時(shí)1ms

wr_ctrl(0x38); /*連續(xù)寫3次工作方式設(shè)置指令以確保LCD初始化

寫工作方式設(shè)置指令前不要檢測忙狀態(tài)*/

delay_ms(1);

wr_ctrl_busy(0x08); /*關(guān)顯示，光標(biāo)關(guān)，光標(biāo)不閃爍從關(guān)顯示指令起，

必須檢測忙狀態(tài)，否則要延時(shí)等待*/

wr_ctrl_busy(0x01); //清屏

wr_ctrl_busy(0x06); //輸入方式設(shè)置: 地址自動(dòng)加1,畫面不移動(dòng)

wr_ctrl_busy(0x0c); //開顯示，光標(biāo)關(guān)，光標(biāo)不閃爍

wr_ctrl_busy(0x00|0x80);//設(shè)置LCD顯示地址為00H(第一行第1個(gè)位置)

}

2.2 LC0811-LY顯示子程序

圖3　顯示子程序流程圖

LC0811-LY內(nèi)部有兩個(gè)8位寄存器，分別為指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR），由RS引腳控制寫入的寄存器。如圖3所示，初始化完畢后，通過拉低RS與R/W引腳向DR發(fā)送顯示數(shù)據(jù)。時(shí)序如表2所示。由于STC15F2K60S2為1T單片機(jī)，一條指令時(shí)間小于顯示屏使能端要求的最小延時(shí)，因此在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)需要在使能端拉高適當(dāng)延時(shí)后再將其拉低。

表2　LC0811-LY時(shí)序表

顯示子程序：

void wr_data_busy(uchar dispdata)

{

lcd_busy(); //檢查忙狀態(tài)

LCD_RW = 0; //寫入模式

LCD_RS = 1; //數(shù)據(jù)模式

LCD_BUS = dispdata; //送入要顯示的數(shù)據(jù)

LCD_E = 1; //拉高使能讀取數(shù)據(jù)

_nop_(); //讀取數(shù)據(jù)延時(shí)

LCD_E = 0; //關(guān)閉使能

}

3 總結(jié)

本文以STC15F2K60S2單片機(jī)為開發(fā)平臺(tái)，對(duì)LC0811-LY液晶顯示屏的特性與工作原理進(jìn)行了研究，并提出了液晶顯示系統(tǒng)的硬件接口設(shè)計(jì)。在此系統(tǒng)的硬件平臺(tái)下，對(duì)LC0811-LY液晶顯示屏的時(shí)序與指令系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，進(jìn)而提出了LC0811-LY液晶顯示模塊的初始化與顯示程序的軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)了單行8個(gè)英文字符或數(shù)字的信息顯示功能，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，可為實(shí)際工程應(yīng)用提供參考。

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The design of STC15 Series MCU and LC0811 type LCD screen software and hardware interface

Shuai Lei，Ji Songbo
（College of information, Inner Mongolia University of Technology, 010080）

Abstract：In order to realize the information of single eight English character or number display requirements proposed a hardware interface design based on the STC15F2K60S2 MCU LC0811-LY liquid crystal display screen, and programming to realize information display function. The software part of the system uses keil4 development,the use of C language to prepare.The practical application shows that the system is stable and reliable,easy to operate,and the design requirements are achieved.

Keywords：single chip microcomputer;LCD screen;stc15;0811