LCD点阵字符显示屏应用设计)要点.pdf
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1、浙江师范大学数理与信息工程学院课程设计“LCD 点阵字符显示屏应用设计” - 1 - 数理与信息工程学院 课 程 设 计 题目:LCD 点阵字符显示屏应用设计 专业:计算机科学与技术 班级: 姓名:学号: 成绩: ( 2006.6 ) 浙江师范大学数理与信息工程学院课程设计“LCD 点阵字符显示屏应用设计” - 2 - 目录 第 1 节引言.1 1.1 液晶显示模块的介绍1 1.2 液晶显示模块的设计内容1 第 2 节液晶显示的硬件设计.2 2.1 T6963C 控制器模块及其应用2 2.1.1 电路特性 .2 2.1.2 软件特性 5 2.1.3 接口技术 .5 2.2 键盘.7 第 3 节
2、液晶显示的软件设计8 3.1 T6963C 的液晶显示方式.8 3.2 液晶显示实例8 3.3 液晶界面的设计 10 3.4 软件设计 11 3.5 程序流程 11 第 4 节数据的采集及显示 13 4.1 A/D转换器接口的扩展和应用原理13 4.2 采集数据的显示 13 第 5 节结束语 14 参考文献 14 附 1:程序15 浙江师范大学数理与信息工程学院课程设计“LCD 点阵字符显示屏应用设计” - 3 - LCD 点阵字符显示屏应用设计 第 1 节引言 液晶显示器( LCD )具有显示信息丰富、功耗低、体积小、重量轻、超薄等 许多其他显示器无法比拟的优点,近几年来被广泛用于单片机控制
3、的智能仪器、 仪表和低功耗电子产品中。LCD可分为段位式LCD 、字符式 LCD和点阵式 LCD 。 其中,段位式 LCD和字符式 LCD只能用于字符和数字的简单显示,不能满足图形 曲线和汉字显示的要求;而点阵式LCD不仅可以显示字符、数字,还可以显示各 种图形、曲线及汉字,并且可以实现屏幕上下左右滚动、动画、分区开窗口、反 转、闪烁等功能,用途十分广泛。 由于 LCD液晶显示具有显示字符、 字母、汉字和图形的功能,它将用户需要 显示的字符 , 字母或汉字进行编码,再将符合图形液晶显示模块规范的编码输入 图形液晶显示模块,即可得到显示。本文通过应用点阵式液晶图形显示控制器 T6369C与单片机
4、的接口及编程,在液晶屏上实现各种字符、汉字、数字、图形、 曲线等的显示,并实现采集数据的波形曲线在液晶屏上的显示。 11 液晶显示模块的介绍 液晶显示模块具有显示数字、字母、汉字和图形符号的能力,它是由点阵字 符液晶显示器件和专用的行、列驱动器、控制器及必要的连接件, 结构件装配而 成。这种点阵字符模块本身具有字符发生器,显示容量大,功能丰富。功耗小, 另外由于自带扫描驱动,内部另有显示数据寄存器及控制和状态寄存器,使得与 单片机的接口比较方便, 因此图形显示模块在一些低功耗(特别是电池供电的场 合)和人机界面友好的智能设备中应用广泛。 1. 2 液晶显示模块的设计内容 本次设计的液晶显示界面
5、是用于类似手机的界面,通过进行这次课程应用设 浙江师范大学数理与信息工程学院课程设计“LCD 点阵字符显示屏应用设计” - 4 - 计, 了解当今先进科技液晶显示的基本原理和实现方法以及所用的液晶显示 模块的原理、组成、设计方法等内容。 本次设计主要实现的任务是在液晶屏上显示各种字符、数字、汉字、图形, 以及通过采样模块采集电压数据, 并实现将采样到的电压变化的动态曲线显示在 液晶屏上等。 硬件部分主要包括液晶模块、键盘、单片机、采集模块、串口通信等。 第 2 节液晶显示的硬件设计 2.1 T6963C 控制器模块及其应用 2.1.1 图形液晶显示模块的电路特性 本次设计采用了内藏T6963C
6、 控制器的点阵式液晶显示器。 T6369C 是点阵式 液晶图形显示控制器,能直接与51 系列的单片机接口,通过向T6963C 写入命 令和数据就能使其完成相应的控制和显示功能。可以以图形方式、文本方式、图 形与文本合成方式进行显示,以及文本方式下的特征显示。 基于 T6963C 控制器的液晶显示模块由液晶显示控制器T6963C 及其周边电 路、行驱动器、列驱动器、液晶驱动偏压电路、显示存储器以及液晶屏组成。常 用的液晶显示模块一般都是单屏结构,因此我们讨论单屏结构的液晶显示模块。 内藏 T6963C的单屏结构点阵式图形液晶显示模块的方框图如下: 图 1 液晶显示模块的方框图 T6963C 控制
7、器自带一块 64K 的 RAM 。按功能划分, 该 RAM 的数据存储区 浙江师范大学数理与信息工程学院课程设计“LCD 点阵字符显示屏应用设计” - 5 - 被分为三块区域。即字模生成区、图形显示区和文本显示区。 T6963C 的最大特点是具有独特的硬件初始值设置功能,显示驱动所需的参 数。占空比系数,驱动传输的字节数/行及字符的字体选择等均由引脚电平设置, 这样 T6963C 的初始化在上电时就已经基本设置完成,软件操作的主要精力就可 以全部用于画面的设计上了。 一、 T6963C的特点 (1)T6963C是点阵式液晶图形显示控制器,它能直接与80系列的 8位微处理器 接口; (2)T69
8、63C的字符字体由硬件设置,其字体有4种:58、68、78、88; (3)T6963C的占空比可从 1/16到1/128; (4)T6963C可以图形方式、文本方式及图形和文本方式进行显示,以及文本方 式下的特征显示,还可以实现图形拷贝操作等等; (5)T6963C具有内部字符发生器 CGROM,共有 128个字符, T6963C可管理 64K显 示缓冲区及字符发生器 CGRAM。并允许 MPU 随时访问显示缓冲区, 甚至可以进行位 操作。 二、T6963C 的引脚说明及其功能(见下图) 图32 图2 T6963C 管脚外形 以上引脚为 Y6963C 与MPU接口的引脚,时序关系符合8080系
9、列时序 浙江师范大学数理与信息工程学院课程设计“LCD 点阵字符显示屏应用设计” - 6 - T6963C的QFP 封装共有 67个引脚,各引脚说明如下: (1)D0 D7 :T6963C与MPU 接口的数据总线,三态; (2)/RD,/WR :读、写选通信号,低电平有效,输入信号; (3)/CE:T6963C的片选信号,低电平有效; (4)C/D:通道选择信号, 1为指令通道, 0为数据通道; (5)/RESET ,/HALT:/RESET 为低电平有效的复位信号,它将行、列计数器和显 示寄存器清零,关显示;/HALT具有/RESET 的基本功能,还将中止内部时钟 振荡器的工作; (6)DU
10、AL ,SDSEL : DUAL 1为单屏结构, DUAL 0为双屏结构; SDSEL 0为一位串行数据传输方式,SDSEL 1为二位并行数据传输方式; (7)MD2 ,MD3 :设置显示窗口长度,从而确定了列数据传输个数的最大值,其 组合逻辑关系如下: MD3 1 1 0 0 MD2 1 0 1 0 每行字符数32 40 64 80 (8)MDS ,MD1 ,MD0 :设置显示窗口宽度(行) ,从而确定 T6063C的帧扫描信号 的时序和显示驱动的占空比系数,当DUAL 1时,其组合功能如下: MDS 0 0 0 0 1 1 1 1 MD1 1 1 0 0 1 1 0 0 MD0 1 0 1
11、 0 1 0 1 0 字符行2 4 6 8 10 12 14 16 总行数16 32 48 64 80 96 112 128 占空比1/16 1/32 1/48 1/64 1/80 1/96 1/112 1/128 当DUAL 0时,以上设置中的字符行和总行数增至原来的2倍,其它都不变, 这种情况下的液晶屏结构为双屏结构; (9)FS1 ,FS0 :显示字符的字体选择 FS1 1 1 0 0 FS0 1 0 1 0 浙江师范大学数理与信息工程学院课程设计“LCD 点阵字符显示屏应用设计” - 7 - 字体58 68 78 88 (10)XI,XO :振荡时钟引脚; (11)AD0 AD15 :
12、输出信号,显示缓冲区 16位地址总线; (12)D0 D7 :三态,显示缓冲区 8位数据总线; (13)R/W :输出,显示缓冲区读、写控制信号; (14)/CE:输出,显示缓冲区片选信号,低电平有效; (15)/CE0,/CE1:输出, DUAL 1时的存储器片选信号; (16)T1,T2,CH ,CH2 :用来检测 T6063C工作使用情况, T1,T2作为测试信号 输入端, CH ,CH2 作为输出端; (17)HOD ,HSCP ,LODLSCP(CE1 ) ,EDLP ,CDATA ,FR 为T6063C驱动部信号,我 们可以不作太多了解。 2.1.2 图形液晶显示模块的软件特性 T
13、6963C 的初始化设置一般都由管脚设置完成,因此其指令系统将集中于显示 功能的设置上。 T6963C 的指令可带一个或两个参数,或无参数。每条指令的执行 都是先送入参数,再送入指令代码。每次操作之前最好先进行状态字检测。 T6963C 的状态字如下所示: STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0 STA0:指令读写状态1:准备好 0 :忙 STA1:数据读写状态1:准备好 0 :忙 STA2:数据自动读状态 1:准备好 0 :忙 STA3:数据自动写状态1:准备好 0 :忙 STA5:控制器运行检测可能性 1:可能0:不能 STA6:屏读/ 拷贝出错状态
14、 1:出错 0:正确 STA7:闪烁状态检测 1:正常显示 0 :关显示 由于状态位作用不一样,因此执行不同指令必须检测不同状态位。在MPU 一 次读、写指令和数据时,STA0 和STA1 要同时有效 处于“准备好”状态。 当MPU 读、写数组时,判断 STA2 或STA3 状态。 屏读、屏拷贝指令使用 STA6 。STA4 未用 STA5 和STA7 反映T6963C 内部运行状态。 浙江师范大学数理与信息工程学院课程设计“LCD 点阵字符显示屏应用设计” - 8 - 2.1.3 图形液晶显示模块的接口技术 内置 T6963C 的液晶显示模块与单片机的接口方法有两种: 1、直接访问方式; 2
15、、间接访问方式 图 3 AT89C52 与 MGLS240128 模块接口 本次设计采用的是间接访问方式,是将内置T6963C 控制器的液晶显示模块 与计算机系统中的某个并行I/O 接口连接,计算机通过对该I/O 接口的操作间接 的实现对模块的控制。在硬件电路上需要一个8 位并行接口与模块的数据线连 接,作为数据总线, 还需要一个三位并行接口作为时序控制信号线,如本次设计 中的 89C52 的 P2.4 作为 C/D,P2.6 作为/RD,以及 P2.7 作为/WR。由于使用了 专用的并行接口连接模块, 而且该并行接口自身在计算机系统中有相应的片选地 址,所以模块的片选信号可以直接接地作选通态
16、,间接控制方式的接口电路与时 序无关,时序完全靠软件编程实现。模块的V0 端所接的电位器是作为液晶驱动 电源的调节器, 调节显示的对比度。 下图为本次设计中液晶模块与单片机接口的 连接: 图 4 液晶模块与单片机接口的连接 EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 P3.7RD 17 P3.6/WR 16 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P10/T2 1 P11/T2EX 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35
17、 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD/P3.1 11 RXD/P3.0 10 U1 AT89C52 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 J? CON20 DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 FG GND VCC V0 /WR /RD /CE C/D /RST VCC R410K Vout Vo u
18、t/RST 浙江师范大学数理与信息工程学院课程设计“LCD 点阵字符显示屏应用设计” - 9 - EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 P3.7RD 17 P3.6/WR 16 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P10/T2 1 P11/T2EX 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26
19、 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD/P3.1 11 RXD/P3.0 10 U1 AT89C52 Y1 12 M HZ 0 C1 20P C2 20P 4 8 12 1 VCC 5 9 13 2 6 10 14 3 7 11 15 C3 10U R3 10K VCC FG VSS VDD V0 /WR /RD /CE C/D /RST R410K VCC /RST /RD /WR IN-0 26 msb2-1 21 2-2 20 IN-1 27 2-3 19 2-4 18 IN-2 28 2-5 8 2-6 15 IN-3 1 2-7 14 lsb2-8 1
20、7 IN-4 2 EOC 7 IN-5 3 ADD-A 25 IN-6 4 ADD-B 24 ADD-C 23 IN-7 5 ALE 22 ref(-) 16 ENABLE 9 START 6 ref(+) 12 CLOCK 10 U2 ADC0809 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC EOC EOC IRQ /RST /CE Vout A8 A9 A10 A8 A9 A10 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 2 3 4 5 6 7 8 J1 CON8 Vout VCC FG Vss VDD V0 /WR
21、/RD /CE C/D NC /RST FS Vout SLA SLK J3 CON14 JP1 JP8 JP2 JP7 JP3 JP6 JP4 JP5 A0 1 GND 4 A1 2 NC 3 VCC 8 SDA 5 WP 7 SCL 6 U3 CON8 VCCJP1 JP2 JP3 JP4 JP5JP6JP7JP8 1 2 3 4 5 6 7 8 J4 CON8 1 2 3 J5 CON3 R1 10K R2 10K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 J2 CON9 JP1 JP2 JP3 JP4 JP5 JP6 JP7 JP8 VCC C1+ 1 V+ 2 C1- 3 C2+ 4 C2
22、- 5 V- 6 T2OUT 7 R2IN 8 R2OUT 9 T2IN 10 T1IN 11 R1OUT 12 R1IN 13 T1OUT 14 GND 15 VCC 16 U4 MAX232 C5 C6 C4 C7 VCC 1 2 3 J6 CON3 C/D 2.2 键盘 键盘/液晶显示器与单片机的接口电路设计。见附图(总体电路设计) 人机对话功能, 在绝大多数的单片机应用系统中是必不可少的,它起着沟通 操作者与系统之间的联系的重要作用。包括人对应用系统的状态干预与数据输入 以及应用系统向人报告运行状态与运行结果。而人机对话功能模块的最基本组成 就是键盘、显示器两部分。因此,设计一种将键盘
23、、显示两部分融为一体的相对 独立的人机对话功能模块很有必要。对它的设计, 在一定程度上影响着系统的智 能化程度和操作的直观性。 本次设计采用了 44 键盘,与单片机的 P0 口相连,利用键盘实现对液晶屏 幕显示的控制。 这 16个键分别实现的功能表示为: 0-9 十个数字键、 返回、确认、 向上、向下、左移、右移等键。 键盘主要作用有: 1、通过方向键(向上 /向下)来控制光标进行菜单选择 2、在本次设计中,方向键(左移/右移)实现的功能为调节采集速度 3、1-8 这八个数据键用来确定显示八路采集波形曲线中的一路 4、返回、确定键就是实现返回与确定功能 附图(总体电路设计) : 图 5 设计原
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