西华大学智能化电子系统设计——单片机液晶显示.doc

目录目录 1 前言（绪论）前言（绪论）1 1.1单片机液晶显示设计课题背景1 1.2单片机液晶显示的意义1 1.3课题完成的功能 .2 2 总体方案设计总体方案设计3 2.1 方案比较.3 2.2 方案论证.4 2.3 方案确立.4 3 单元模块设计单元模块设计.5 3.1 各单元模块功能介绍5 3.2 特殊器件的介绍11 3.3 各单元模块的联接12 4 软件设计软件设计 .13 4.1 功能实现.13 4.2 主程序流程图.16 5 系统调试系统调试 .17 5.1 系统硬件调试.17 5.2 系统软件调试.17 5.3 系统仿真调试结果 .18 6 结论结论.19 7 总结与体会总结与体会20 7.1 设计小结.20 7.2 收获体会.20 7.3 致谢.21 8 参考文献参考文献 22 附录附录 1 相关设计图相关设计图23 附录附录 2 元器件清单元器件清单24 附录附录 3 相关设计软件相关设计软件 25 第 页1 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 1 前言（绪论）前言（绪论） 1.1单片机液晶显示设计课题背景单片机液晶显示设计课题背景 单片机液晶显示主要是指单片机以及由单片机驱动的点阵式液晶显示屏所组成的 一个显示系统。液晶显示器与 CRT（cathode-ray tube，阴极射线管)、LED (light- emitting diode，发光二级管)或等离子显示器相比是一种低功耗的平面显示器件。它 在车内广告、在型智能广告、可视电话、仪表盘、空调、洗衣机和其它低功耗电子产 品中得到广泛应用。老式七段 LCD（Liquid Crystal Display 液晶显示屏）显示的字 符数量有限，只能用于简单显示，而对于比较复杂的字符、图形无法表达。然而在现 代工业控制和一些智能化仪器仪表中，越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉 字。由于物探仪器的多功能化、智能化、并且普遍采用人机对话的交互方式，需要能 够显示更丰富信息和通用性较强的显示器，便于开发和应用，并要求其体积小、重量 轻、功耗小。图形点阵式 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，并且可以实现屏幕画面滚动、分区开窗口、反转、闪烁、位操作等功能，可 以显示用户自定义的任意符号以及曲线、图形等，是信息处理、信息输出的重要手段 之一，具有广泛的应用前景。 1.2单片机液晶显示的意义单片机液晶显示的意义 社会意义：液晶显示器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其它显示 器无法相比的优点。近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子 产品中。液晶显示器分为字符型 LCD 显示模块和点阵型 LCD 显示模块。字符型 LCD 是 一种用 5×7 点阵图形来显示字符的液晶显示器。点阵型液晶可显示用户自定义的任意 符号和图形，并可卷动显示，它作为便携式单片机系统人机交互界面的重要组成部分 被广泛应用于实时检测和显示的仪器仪表中。支持汉字显示的点阵型液晶在现代单片 机应用系统中是一种十分常用的显示设备，汉字 BP 机、手机上的显示屏就是点阵型 LCD。点阵型 LCD 是现代单片机应用系统中最常用的人机交互界面之一。 现实意义：我们选择的字符移动显示，是基于 LCD1602 液晶显示屏，在 AT89C52 单 片机实验系统上实现。利用本次课程设计，完成 1602LCD 字符移动显示的设计，我们 希望能够触类旁通，灵活应用其他型号的液晶显示器。将来如果有机会从事这方面的 第 页2 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 工作，要运用的液晶显示器不一定是 LCD1602，但这次毕业设计中学到的东西为此打下 了良好的基础，相信自己能做好这方面的工作。 1.3课题完成的功能课题完成的功能 本设计是基于 AT89C52 芯片单片机为主控芯片，结合 1602 液晶显示模板等外围电 路，通过软件程序，来实现液晶显示移动字符。以及控制显示内容的水平移动。 用 LCD 显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由 6×8 或 8×8 点阵组成，既要找到 和显示屏幕上某几个位置对应的显示 RAM 区的 8 字节，还要使每字节的不同位为“1” ， 其它的为“0” ，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于 内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方 式，根据在 LCD 上开始显示的行列号及每行的列数找出显示 RAM 对应的地址，设立光 标，在此送上该字符对应的代码即可。 第 页3 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 2 总体方案设计总体方案设计 2.1 方案比较方案比较 本设计主要是通过控制 AT89C52 单片同的引脚来控制 LCD1602 显示给定的符号、字 母、数字，以及控制显示内容的垂直移动和水平移动。由于 LCD1602 的字符有相应的 字符代码，不用编写字库，因此在设计时对方案的选择就只考虑单片机与显示器的数 据传送类型，即串行通信和并行通信。 方案一：串行通信 串行通信是反映一个数据的所有位按一定的顺序和方式，一位一位地通过串行输入 /输出口进行传送。由于串行通信是数据的逐位顺序传送，在进行通信时，只需一根传 输线，其传送的数据位多且通信距离长。串行通信方式如图所示。 图 2.1 串行通信方式 方案二：并行通信 采用并行传送方式在微机与外部设备之间进行数据传送的接口叫并行接口。主要特 点：一是同时并行传送的二进位数就是数据宽度；二是在计算机与外设间采用应答式 的联络信号来协调双方的数据操作。传送的数据位 1-128 位，一般为 8 位。单片机与 外部设备之间也通常采用 8 位并行 I/O 接口进行短距离的通信其传输距离近，传送方 式单一，每次传送一个字或一个字节。并行通信方式如图所示。 图 2.2 并行通信方式 第 页4 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 2.2 方案论证方案论证 1.串行传输是将组成字符的各位串行地发往线路。 其主要特点： （1）传输速度较低，一次一位； （2）通信成本也较低，只需一个信道。 （3）支持长距离传输，目前计算机网络中所用的传输方式均为串行传输。 串行数据传输时，数据是一位一位地在通信线上传输的，先由具有几位总线的计算机 内的发送设备，将几位并行数据经并-串转换硬件转换成串行方式，再逐位经 传输线 到达接收站的设备中，并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式，以供接收 方使用。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多，但对于覆盖面极其广 阔的公用电 话系统来说具有更大的现实意义。 2.并行传输是将 字符编码的各位（比特）同时传输。 其主要特点： （1）传输速度快:一位（比特）时间内可传输一个字符； （2）通信成本高:每位传输要求一个单独的信道支持；因此如果一个字符包含 8 个 二进制位， 则并行传输要求 8 个独立的信道的支持； （3）不支持长距离传输:由于信道之间的电容感应，远距离传输时，可靠性较低。 并行通信传输中有多个数据位，同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位 通过 对应的数据线传送给接收设备，还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收 到这些数据，不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。计算 机内的总线结构就是并行通信的例子。这种方法的优点是传输速度快，处理简单。 2.3 方案确立方案确立 由于本设计的传输距离不远，所用 I/O 口不多，所以方案二既可满足课程设计的基 本要求又能充分发挥其优势，电路简单，易控制，所以采用该方案。 图 2.3 系统总体方框图 第 页5 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 3 单元模块设计单元模块设计 3.1 各单元模块功能介绍各单元模块功能介绍 （1）单片机模块 本控制系统以 AT89C52 单片机作为主控制器，因此，对于该单片机的主要结构和功 能必须要有一个详细的了解。下图为 AT89C52 管脚图： E X _L V D /P4.6/R S T 2 31 X 1 19 X 2 18 R E S E T /P4.7 9 P3.7/R D 17 P3.6/W R 16 P3.2/IN T 0 12 P3.3/IN T 1 13 P3.4/T 0/C L K 0 14 P3.5/T 1/C L K 1 15 P1.0/A D C 0/C L C K 2 1 P1.1/A D C 1 2 P1.2/A D C 2/E C I/R X D 2 3 P1.3/A D C 3/C C P0/T X D 2 4 P1.4/A D C 4/C C P1/S S 5 P1.5/A D C 5/M O S I 6 P1.6/A D C 6/M IS O 7 P1.7/A D C 7/S C L K 8 P0.0 39 P0.1 38 P0.2 37 P0.3 36 P0.4 35 P0.5 34 P0.6 33 P0.7 32 P2.0 21 P2.1 22 P2.2 23 P2.3 24 P2.4 25 P2.5 26 P2.6 27 P2.7 28 N A /P4.4 29 A L E /P4.5 30 P3.1/T X D 11 P3.0/R X D 10 IC 7 S T C 12C 5A 16S 2或S T C 89C 52 图 3.1 AT89C52 管脚图 各引脚功能分类介绍： 1. Vcc：电源。 2. GND：地线。 3. P0：是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口时，每个引脚可吸入 8 个 TTL 输入。当把“1”写入 P0 口的引脚时，该引脚可以作为高阻输入。当访问外部程序 存储器和数据存储器时，P0 口也可以作为复用的低 8 位地址/数据总线。在此状态下， P0 口有内部上拉电路。P0 口也在 Flash 编程时，接受代码字节，而在程序校验期间， 输出代码字节。在程序校验期间需要外部上拉电路。 4. P1 口：是一个具有内部上拉电路的 8 位双向 I/O 口。P1 口的输出缓冲器能够吸 入/放出 4 个 TTL 输入。当对 P1 口的引脚写“1”的时候，它被内部上拉电路拉高，并 能够做输入使用。作为输入时，由于内部上拉电路的作用，由外部拉低的 P1 口引脚放 出电流（IIL） 。此外，P1.0 和 P1.1 还可以作为定时器/计数器 2 的外部计数输入 （P1.0/T2）和控制输入（P1.1/T2EX） 。 5. P2 口：是一个具有内部上拉电路的 8 位双向 I/O 口，P2 口 的输出缓冲器能够 吸入/放出 4 个 TTL 输入。当对 P2 口写引脚“1”时，它被内部上拉电路拉高，并能够 第 页6 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 做输入使用。此时，由于内部上拉电路的作用，由外部拉低的 P1 口引脚放出电流 （IIL） 。 当访问外部程序存储器及使用 16 位地址的数据存储器（MOVX DPTR）时，P2 口输出高 8 位地址。在这种情况下，当置“1”时，P2 口使用强大的内部上拉电路。当访问使用 8 位地址的外部数据存储器（MOVX RI）时，P2 口输出 P2 口锁存器的内容。 在 Flash 编程及程序检验期间，P2 口也接收高 8 位地址及一些控制信号。 6. P3 口：是一个具有内部上拉电路的 8 位双向 I/O 口，P3 的输出缓冲器能够吸入 /放出 4 个 TTL 输入。对 P2 口写引脚“1”时，它被内部上拉电路拉高，并能够做输入 使用。此时，由于内部上拉电路的作用，由外部拉低的 P1 口引脚放出电流（IIL） 。 P3 口也提供 AT89C52 各种专用功能。 在 Flash 编程极检验期间，P3 口也接受一些控制信号。 7. RET：复位输入。当振荡器工作时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平将使 系统复位。 8. ALE/PROG：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存）是一个用于锁存地址的 低 8 位字节的输出脉冲。在 Flash 编程期间，此引脚也用于输入编程脉冲（PROG） 。 在正常操作情况下，ALE 以振荡器频率的 1/6 的固定速率发出脉冲，它可以用做对 外输出时钟。然而要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。 9.PSEN：外部程序存储器读选通信号。每当 AT89C52 在对外面程序存储器读取指令 时，每个机器周期将 PSEN 激活两次。在此期间内，每当访问外部存储器时，将跳过两 个 PSEN 信号。 10. EA/VPP ：访问外部程序存储器允许端。为了能够从外部程序存储器的 0000H 至 FFFF 单元中读取指令，EA 必须接地。然而要注意的是，若对加密位 1 进行编程，则 在复位的时候，EA 的状态在内部被锁存。执行内部程序 EA 应接 VCC。当选择 12V 编程 电源时，在 Flash 编程期间，这个引脚可接 12V 编程程序。 11. XTAL1：振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。 12. XTAL2：振荡器反向放大器输出端。 （2） 显示模块 在本设计中，我们采用的是 LCD1602 模块作为显示器。 第 页7 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 图 3.2 1602LCD 管脚图 1602LCD 采用标准的 14 脚（无背光）或 16 脚（带背光）接口，各引脚接口说明如 下图所示: 图 3.3 1602LCD 引脚说明 第 1 脚：VSS 为地电源。 第 2 脚：VDD 接 5V 正电源。 第 3 脚：VL 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度 最高，对比度过高时会产生“鬼影” ，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度。 第 4 脚：RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第 5 脚：R/W 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当 RS 和 R/W 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 RS 为低电平 R/W 为高电平时可 以读忙信号，当 RS 为高电平 R/W 为低电平时可以写入数据。 第 6 脚：E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。 第 714 脚：D0D7 为 8 位双向数据线。 第 15 脚：背光源正极。 第 页8 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 第 16 脚：背光源负极。 1602 液晶模块内部的控制器共有 11 条控制指令，如图所示： 图 3.4 1602LCD 控制指令 1602 液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。 （说明： 1 为高电平、0 为低电平） 指令 1：清显示，指令码 01H,光标复位到地址 00H 位置。 指令 2：光标复位，光标返回到地址 00H。 指令 3：光标和显示模式设置 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S: 屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。 指令 4：显示开关控制。 D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平 表示关显示 C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：控制 光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令 5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 指令 6：功能设置命令 DL：高电平时为 4 位总线，低电平时为 8 位总线 N：低电 平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示 5x7 的点阵字符，高电平时显 示 5x10 的点阵字符。 指令 7：字符发生器 RAM 地址设置。 指令 8：DDRAM 地址设置。 第 页9 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 指令 9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接 收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令 10：写数据。 指令 11：读数据。 图 3.5 读操作时序 图 3.6 写操作时序 第 页10 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 图 3.7 RAM 地址映射 （3）时钟电路模块 在引脚 XTAL1 和 XTAL2 外接晶体振荡器或陶瓷谐振振荡器，构成了内部振荡方式。 由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自积振荡，并产 生振荡时钟脉冲。晶振通常选用 12MHZ 或 11.0592MHZ，如图 4 所示。 振荡周期：晶振的振荡周期，又称时钟周期，为最小的时序单位。 状态周期：振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给片内 CPU 的时钟周期。因 此一个状态周期包含 2 个振荡周期。 机器周期：1 个机器周期由 6 个状态周期 12 个振荡周期组成，是计算机执行一种 基本操作的时间单位。 指令周期：执行一条指令所需的时间。一个指令周期由 1-4 个机器周期组成，依据 指令不同而不同。 （4）复位电路模块 复位引脚 RST 通过一个施密特触发器与复位电路相连，施密特触发器用来抑制噪 声。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。在每个机器周期的 S5P2， 施密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的 信号。本设计选择了按键复位如图, 在系统运行时，按一下开关，就在 RST 断出现一 段高电平，使时钟电路图器件复位。在 RST 上输入返回低电平以后，就退出复位状态 开始工作。 第 页11 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 A0 A1 A2 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0/T2 1 P1.1/T2EX 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C52 C1 22p C2 22p X1 CRYSTAL R1 10k C3 10u 图 3.8 晶振与复位电路 3.2 特殊器件的介绍特殊器件的介绍 （1）设计中使用了 74HC138 片选译码器 74HC138 作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数据传输系统,在 高性能存贮器系统中,用这种译码器可以提高译码系统的效率。将快速赋能电路用于高 速存贮器时,译码器的延迟时间和存贮器的赋能时间通常小于存贮器的典型存取时间, 这就是说由肖特基钳位的系统译码器所引起的有效系统延迟可以忽略不计。HC138 按 照三位二进制输入码和赋能输入条件,从 8 个输出端中译出一个低电平输出。两个低电 平有效的赋能输入端和一个高电平有效的赋能输入端减少了扩展所需要的外接门或倒 相器,扩展成 24 线译码器不需外接门;扩展成 32 线译码器,只需要接一个外接倒相器。 在解调器应用中,赋能输入端可用作数据输入端。 A 1 B 2 C 3 E1 6 E2 4 E3 5 Y0 15 Y1 14 Y2 13 Y3 12 Y4 11 Y5 10 Y6 9 Y7 7 U4 74HC138 第 页12 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 图 3.9 74HC138 管脚图 管脚功能如下： 图 3.10 74HC5138 管脚功能表 （2）74HC573 74HC573 包含八进制 3 态非反转透明锁存器，span是一种高性能硅门 CMOSspan 器件。spanSL74HC573 跟 LS/AL573 的管脚一样。器件的输入是和标准 CMOS 输出兼容 的，加上拉电阻他们能和 LS/ALSTTL 输出兼容。 图 3.11 74HC573 管脚图 下面是 74HC573 各个管脚的功能 图 3.12 74HC573 管脚功能表 第 页13 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 3.3 各单元模块的联接各单元模块的联接 A0 A1 A2 A0 A1 A2 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0/T2 1 P1.1/T2EX 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C52 D0 2 D1 3 D2 4 D3 5 D4 6 D5 7 D6 8 D7 9 Q0 19 Q1 18 Q2 17 Q3 16 Q4 15 Q5 14 Q6 13 Q7 12 LE 11 OE 1 U2 74HC573 A 1 B 2 C 3 E1 6 E2 4 E3 5 Y0 15 Y1 14 Y2 13 Y3 12 Y4 11 Y5 10 Y6 9 Y7 7 U3 74HC138 C1 22p C2 22p X1 CRYSTAL R1 10k C3 10u 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 D7 14 D6 13 D5 12 D4 11 D3 10 D2 9 D1 8 D0 7 E 6 RW 5 RS 4 VSS 1 VDD 2 VEE 3 LCD1 LM016L RV1 POT 图 3.13 电路连接图 4 软件设计软件设计 根据要求在要求在 LCD1602 上显示不断移动的字符串。移动到屏幕中间后，字符闪 烁 3 次，然后在循环移动、闪烁。在 Keil 中进行编程。 4.1 功能实现功能实现 程序如下： #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code table=“XIHUA University“; uchar code table1=“Welcome to You“; uchar code table2=“ “; sbit lcden=P17; /液晶使能端 sbit lcdrs=P15; /液晶数据命令选择端 第 页14 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 sbit rw=P16; /液晶读写选择端 uchar num; void delay(uint z) /延时 uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); void delay1(uint z) /延时 uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=5;y0;y-); void write_com(uchar com) /写命令 lcdrs=0; P0=com; delay(1); lcden=1; delay(1); lcden=0; void write_data(uchar date) /写数据 lcdrs=1; P0=date; delay(1); lcden=1; delay(1); lcden=0; void init() /液晶初始化 P2=0x0; delay(5); lcden=0; rw=0; 第 页15 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 write_com(0x38); /设置 16X2 显示，5X7 点阵，8 位数据接口 write_com(0x0c); /设置开显示，不显示光标 write_com(0x06); /写一个字符后地址指针加 1 write_com(0x01); /显示清 0，数据指针清 0 void flash() /闪烁 init(); write_com(0x80+0x0); for(num=0;num16;num+) write_data(table2num); write_com(0x80+0x40); for(num=0;num16;num+) write_data(table2num); delay1(5000); write_com(0x80+0x0); for(num=0;num16;num+) write_data(tablenum); write_com(0x80+0x40); for(num=0;num14;num+) write_data(table1num); delay1(5000); void display() /字符显示 init(); write_com(0x80+0x10); for(num=0;num16;num+) write_data(tablenum); delay(1); 第 页16 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 write_com(0x80+0x50); for(num=0;num14;num+) write_data(table1num); delay(1); for(num=0;num24;num+) write_com(0x1c); delay(350); void main() display(); flash(); flash(); flash(); 第 页17 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 4.2 主程序流程图主程序流程图 图 4.1 主程序流程 第 页18 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 5 系统调试系统调试 5.1 系统硬件调试系统硬件调试 一个单片机应用系统经过方案论证、硬件设计、印刷版的布局、加工和焊接包括软 件的编制，通常不可能一次成功，不可避免地要出现一些错误，这就要靠调试来解决。 调试的次序一般是先易后难，后面的调试应尽可能采用以前已调好的电路，各单元电 路（或称作单元模块）都调好以后，再进行系统总调。 对于本次设计，其硬件电路的调试可以按如下步骤进行。 1）硬件电路的总体检查 在一块电路试验板上，焊接好电路，按实际电路图插好元器件，连好线。在接上电 源之前，用万用表粗略检查电路的正确性，尤其是要检查电源和地之间的电阻。确保 电源和地无故障之后，再通电，然后检查电源电压数值的正确性。排除可能出现的故 障后，再进行各单元电路调试。 2）单元电路调试 按照前面设计的单片机最小系统和电源，焊接并插上相应的元器件，连好线，检查 正确无误后，接上电源。 5.2 系统软件调试系统软件调试 首先，将源程序进行汇编，若汇编未通过，则汇编程序会提示出错类型，比如操作 码错、缺少操作数、跳转出范围、符号未定义、缺少“， ”等常见错误。经过修改后再 进行汇编，若这时提示汇编成功，保存目标文件，则说明源程序的指令使用没有错误。 但并不表示程序没有错误，还必须经过仿真调试，仿真通过才说明程序设计正确。 接下来要进行实物仿真调试，在电路板上插好仿真头，接好通信电缆，接通电源，运 行仿真程序。在进行实物仿真之前，要选择正确的仿真头、通信口、通信协议和波特 率等，并设置用户程序空间和数据空间所处的位置（用户板上或仿真头） 。然后，装入 显示程序，汇编并执行。检查 LCD 显示器上显示的结果是否正确。 第 页19 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 5.3 系统仿真调试结果系统仿真调试结果 在 Proteus ISIS 编辑窗口中，单击鼠标右键将 AT89C52 单片机选中并单击鼠标左 键，弹出“Edit Component”对话框，在此对话框的“Clock Frequency”栏中设置单 片机晶振频率为 12MHz,在“Program File”栏中单击新建图标，选择先前用 Keil Vision 4 生成的文件。 软件仿真结果如图： A0 A1 A2 A0 A1 A2 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0/T2 1 P1.1/T2EX 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C52 D0 2 D1 3 D2 4 D3 5 D4 6 D5 7 D6 8 D7 9 Q0 19 Q1 18 Q2 17 Q3 16 Q4 15 Q5 14 Q6 13 Q7 12 LE 11 OE 1 U2 74HC573 A 1 B 2 C 3 E1 6 E2 4 E3 5 Y0 15 Y1 14 Y2 13 Y3 12 Y4 11 Y5 10 Y6 9 Y7 7 U3 74HC138 C1 22p C2 22p X1 CRYSTAL R1 10k C3 10u 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 D7 14 D6 13 D5 12 D4 11 D3 10 D2 9 D1 8 D0 7 E 6 RW 5 RS 4 VSS 1 VDD 2 VEE 3 LCD1 LM016L RV1 POT 图 5.1 系统仿真结果 第 页20 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 6 结论结论 经过近三个星期的时间，在老师与同学的帮助想。我们小组成功的完成了本次 1602 LCD 字符移动显示的课程设计。此次设计基本完成了任务要求，成功在 1602 字符 LCD 上第一行显示从左到右不断移动的字符串“XIHUA Unierrsity” ，在第二行显示从 左到右不断移动的字符串“Welcome to you” ，并且字符串移动到屏幕中间后，字符 成功闪烁 3 次后再循环移动、闪烁。 本次设计采用了 LCD1602 液晶显示器，液晶显示器（LCD）具有图形显示功耗低、 体积小、质量轻、超薄等诸多其它显示器无法比拟的优点，被广泛用于智能型仪器和 低功耗电子产品中。 目前，显示器件有很多的种类，在以前的实验中最常用的就是二极管，对液晶显 示器可以说的非常陌生的，但是通过这次毕业设计，使我们了解了液晶显示器的一些 知识。现在对液晶显示器的研究日益增多，其研究范围也非常广泛，包括液晶显示器 的结构设计研究、使用方法研究、应用场合研究等等。就本次设计而言，由于个人水 平所限，尚有许多地方需要改进，主要包括以下几个方面： 1. 需要进一步的调试 由于我们的水平有限，本系统只是完成了硬件和软件的初步的规划和设计，系统 运行还要很多细致而复杂的工作要进一步的研究。这还需要以后继续努力。 2. 应用新的高效率的 CPU AT89C52 虽然有许多优点，但是随着科技的发展，出现了许多高效率的控制器，如 何在以后选择更加功能强大但价格比较低的控制器，并将其应用在液晶显示系统中是 值得研究的。 总之，随着大规模集成电路与液晶显示模块的连接工艺的发展，点阵型液晶显示模 块势必将向彩色化、小型化、低功耗、多功能等方面越来越快的发展。 第 页21 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 7 总结与体会总结与体会 7.1 设计小结设计小结 在本次设计中，由于没有设计经验，走了不少弯路，比如在选择器件上，不懂得综 合各个方面的因素，只是单单考虑某一个方面，所以在设计硬件原理图时进行了多次 修改，花费了不少时间。不过在各方面的帮助下，我们本次的课程设计最后还是完成 了。经过这次课程设计后，我们受益匪浅不仅积累了很多课外知识，而且每个人在这 个过程中一也发现了自己所擅长的地方，大家的共同努力使得这次课设圆满结束！ 7.2 收获体会收获体会 本系统以 AT89C52 为核心，实现了 1602 LCD 字符移动显示的硬件和软件的设计。 现将我这一阶段以来的工作总结如下： 1.了解了液晶显示器的基本原理构成及优缺点。 通过此次课程设计，我们了解了现在液晶显示已经应用于人们生产、生活中的各个 领域。液晶产品是世界上最省电的显示产品。而且具有低电压、低功耗，显示方式灵 活，无闪烁和 X 射线辐射等特点。并且，随着知识经济时代的到来，人类逐步进入了 信息化社会，液晶显示作为重要的平板显示与大屏幕显示技术之一，它的发展将成为 社会发展的一个主流方向。 2.学习了 AT89 系列单片机的结构原理 基于设计的核心控制是由 AT89C52 单片机完成的，我们在已有的 80 系列单片机知 的基础上，认真学习了 ATMEL 公司的 AT89 系列单片机尤其是 AT89C52 的结构功能和原 理。AT89 系列单片机是 8031 单片机和内部 FLASH 存储器的结合体，应用 AT 系列的单 片机就是要充分利用它内部的 FLASH 存储器是可以多次擦写的优点，进行程序存储、 调试、改错等功能。 3.学习使用 Protel 软件进行系统原理图和电路板的设计 以前，对于 Protel 的使用只是知道一点皮毛，真正利用这个软件来设计实用的电 路图和电路板出现的问题有很多。我们在黄老师、师兄的帮助下，一边利学习软件的 指导书 ，一边自己实践绘制原理图和电路板。通过自己的学习总结和亲手操作，终于 对 Protel 这个软件有了比较深的了解，也能利用它进行设计了，这将对我们以后的学 习和工作有一定的帮助。 第 页22 西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告 4.实践了电路板的焊制 由于本次设计是一次软件硬件相结合的课题，所以就必须自己动手焊制电路板。以 前在电子工艺实习时只是学习了一些基本的操作，对一些器件的焊制还不熟悉，比如 排线的制作、跳线的焊接等。这次在同学的帮助下我们学到了很多的东西，在很大程 度上锻炼了我们的动手能力，为我们今后的工作打下了一定的基础。 还体会到了要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要有坚持的毅力。 7.3 致谢致谢 本次课程设计是在 XX 老师的悉心指导下完成的。在我们确定了课程设计实际题目 开始 XX 老师给了我们许多有益的指导和帮助，老师渊博的学识、严谨的治学作风、敏 锐的学术洞察力都给了我们莫大的启迪和鞭策。在此谨向 XX 老师表示诚挚的谢意，老 师孜孜不倦的敬业精神和精益求精的工作态度永远是我们学习的榜样。 在这一段时间里，XX 老师在学习上对我们严格要求、耐心指导，给了我们无微不 至的关怀。同时师兄在这期间也给了我们提供了许多的指导与帮助，为我们指导设计 中遇到的各种难题，为我们分配器件等等。正是 XX 老师及师兄的关心和帮助，以及同 学们的大力相助，我们才能顺利完成本次课程设计。在这里再次对他们这些无私的人 表示