基于msp430G2533的LCD1602液晶字符串循環(huán)顯示_課程設計.doc

武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 課課 程程 設設 計計 題題 目目 lcd1602 液晶字符串循環(huán)顯示 學學 院院 專專 業(yè)業(yè) 班班 級級 姓姓 名名 指導教師指導教師 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 課程設計任務書課程設計任務書 題目要求題目要求 ： 使用 launchpad 上的板上資源，外接 1602 液晶，編寫程序 使字符串在液晶上循環(huán)移動。 時間安排：時間安排： 2014 年元月 1 日2014 年元月 17 日下午 17：30 指導教師簽名：指導教師簽名： 年年 月月 日日 系主任（或責任教師）簽名：系主任（或責任教師）簽名： 年年 月月 日日 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 目錄 引言1 1 課程設計要求2 2 硬件電路3 2.1 msp430g2553 單片機.3 2.1.1 msp430g2553 單片機特點. .3 2.1.2 msp430g2553 單片機結(jié)構(gòu). .3 2.1.3 msp430g2553 的時鐘系統(tǒng). .4 2.1.4 i/o 寄存器. .5 2.2 lcd1602液晶屏. .5 3 方案設計7 3.1 設計方案7 3.2 方案選擇7 4 程序設計8 4.1 程序結(jié)構(gòu)8 4.2 主程序源程序8 4.3 子程序源程序8 4.4 子程序頭文件.12 5 調(diào)試.13 5.1 ccsv5 編譯軟件13 5.2 調(diào)試過程.13 6 結(jié)束語.15 附錄 1：代碼. .16 附錄 2：實物圖. 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 .22 參考文獻.23 本科生課程設計成績評定表.24 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 1 引言 本次課程設計旨在設計一個基于 msp430 系列微處理器的 lcd1602 液晶 字符串循環(huán)移動。單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù) 把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 cpu 隨機存儲器 ram、只讀存儲器 rom、 多種 i/o 口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈 寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、a/d 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的 一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)，在工業(yè)控制領域廣泛應用。當今時代是一個 新技術(shù)層出不窮的時代，在電子領域尤其是自動化智能控制領域，傳統(tǒng)的分立 元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正在以前所未見的速度被單片機智能控 制系統(tǒng)所代替。單片機的使用隨處可見，而人們的生活也越來越離不開單片機。 液晶是相態(tài)的一種，因為其特殊的物理、化學、光學特性，20 世紀中葉開 始被廣泛應用在輕薄型的顯示技術(shù)上液晶顯示器也被廣泛運用，也發(fā)揮著越來 越大的作用。盡年來，液晶顯示技術(shù)飛速發(fā)展，運用更加廣泛。 本課程設計通過 msp430g2553 單片機控制 lcd1602 液晶顯示器實現(xiàn)一串 字符循環(huán)移動。 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 2 1 課程設計要求 使用 launchpad 上的板上資源，外接 1602 液晶，編寫程序使“wuhan uniwersity of technology welcome you!”在液晶上循環(huán)移動顯示。 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 3 2 硬件電路 2.1 msp430g2553 單片機 2.1.1 msp430g2553 單片機特點 msp430g2 系列是德州儀器近期推出的一款產(chǎn)品，在秉承 msp430 超低功耗， 高集成度的優(yōu)點的同時，具有高性價比的特點。該系列被稱為 valueline，旨 在以 8 位單片機的價格實現(xiàn) 16 位單片機的性能。msp-exp430launchpad 是 ti 推出的又一套用于 msp430 和電路實驗的開發(fā)板。除了學生自主創(chuàng)新實踐外， launchpad 開發(fā)板還可以用于本科低年級課程，如嵌入式 c 語言，電子技術(shù)基 礎，微機原理，單片機等課程的自主實驗環(huán)節(jié)以及課程設計。該套開發(fā)板為單 片機熱愛者提供了一個很好的學習平臺。 2.1.2 msp430g2553 單片機結(jié)構(gòu) 如圖所示是板載一顆msp430g2553單片機的launch pad評估實驗開發(fā)板： 圖1 launch pad 評估實驗開發(fā)板 板上額外資源： (1) 板載 usb 調(diào)試與編程仿真器接口，無驅(qū)動可安裝 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 4 (2) 支持所有采用 dip14 和 dip20 封裝 msp430g2xx 和 msp430f20 器 (3) 紅綠兩粒 led，兩個按鍵 (4) 配套兩款電容觸摸板 (5) 所有管腳在板子兩邊引出 2.1.3 msp430g2553的時鐘系統(tǒng) msp430g2系列單片機的時鐘系統(tǒng)需要支持系統(tǒng)低功耗運行的需要。通過對 三個內(nèi)部時鐘信號的運用，用戶可很容易的選擇功耗最低，效率最高的系統(tǒng)時 鐘方案。在軟件的控制下，msp430g2系列單片機運行時可以不接外接晶振， 也可接一只外接電阻或者接一到兩只外接晶振，也可以外接頻率發(fā)生器。 基本時鐘模塊包括二至四個時鐘源： lfxt1clk：外接低頻或高頻振蕩器，如手表晶振，頻率發(fā)生器，外部時鐘源 (400khz 至16mhz). xt2clk：外接高頻晶振，范圍在400khz 至16mhz dcoclk：內(nèi)部時鐘震蕩 vloclk：內(nèi)部低頻低功耗晶振，標準頻率是12khz 三種時鐘信號可被 cpu 和 外設所使用： aclk：輔助時鐘，aclk 可被軟件配置成從 lfxt1clk 或 vloclk 輸入震 蕩 aclk 可以被1，2，4，8分頻。aclk 可以被選用作為外圍模塊的時鐘輸入。 mclk：主時鐘，主時鐘可以從 lfxt1clk 或 vloclk，xt2clk 或 dcoclk 輸入 mclk 用在 cpu 系統(tǒng)之中。 smclk：輔助主時鐘。smclk 可被選擇從 lfxt1clk，vloclk，xt2clk 或 dcoclk 輸入。smclk 可以被1，2，4，8分頻。smclk 可被選用為外圍 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 5 模塊的時鐘。 2.1.4 i/o 寄存器 和大部分單片機類似，msp430系列單片機也是將8個 io 口編為一組。每個 io 口有四個控制寄存器，p1和 p2還有額外的3個中斷寄存器。寄存器情況可參見 表1。 表1 i/o 寄存器 2.2 lcd1602液晶屏 lcd1602 采用 8 位并行數(shù)據(jù)傳輸，其操作時序如下圖所示： lcd1602 接口由 8 位數(shù)據(jù)線，電源地電源正，液晶顯示偏壓信號（vl） ， 數(shù)據(jù)命令選擇端（rs） ，讀寫選擇端（rw）組成。其接口信號說明如下圖所示： 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 6 圖2接口信號說明圖 可以在 1602 的液晶顯示偏壓信號端接一個可變電阻，調(diào)節(jié)顯示亮度，初 始狀態(tài)時，調(diào)至 1602 上面一排顯示 12 個黑塊為止，lcd1602 電路圖如下圖所 示： 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 7 3 方案設計 3.1 設計方案 方案一：使用 msp430f1612編程控制 lcd1602液晶屏實現(xiàn)實現(xiàn)一串字符左 右交替整屏移動。 方案二：使用 msp430g2553編程控制 lcd1602液晶屏實現(xiàn)一串字符左右交 替整屏移動。 3.2 方案選擇 要完成控制 lcd1602液晶屏實現(xiàn)一串字符左右交替整屏移動， msp430g2553單片機足夠了，而且能夠比 msp430f1612節(jié)省資源，價格低，所 以選擇方案二。 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 8 4 程序設計 4.1 程序結(jié)構(gòu) 該程序主要由主程序源程序 main.c、子程序源程序 cry1602.c 和子程序頭文 件 cry1602.h 構(gòu)成采用這種程序結(jié)構(gòu)，使程序更加清晰，一目了然，減少程序錯 誤的機會，增強了程序的可移植性。在程序設計中 msp430g2553中 p1口作為 并行數(shù)據(jù)輸出端，p2.0、p2.1、p2.2分別作為 lcd1602液晶的 rs、rw、e 端。 4.2 主程序源程序 主程序中使用看門狗定時器進行計時，控制字符串移動的速度。字符串先 左移，再右移，之后循環(huán)移動。程序如下： #include #include “cry1602.h“ #define uchar unsigned char uchar *s1 = “ wuhan university of technology welcome!“; void main(void) wdtctl = wdt_adly_250; /間隔定時器，定時250ms uchar *s2; uchar j,k,l; uchar i = 0; s2 = s1; lcdreset(); while(*s1+ != 0) i+; /計算字符串有效字符個數(shù) while(1) for(j = 0;j #include “cry1602.h“ #define datadir p1dir #define dataport p1out #define busy 0x80 #define ctrldir p2dir #define clr_rs p2out /rs = p2.0 #define set_rs p2out |= bit0; #define clr_rw p2out /rw = p2.1 #define set_rw p2out |= bit1; #define clr_en p2out /en = p2.2 #define set_en p2out |= bit2; void dispstr(uchar x,uchar y,uchar *ptr) uchar *temp; uchar i,n = 0; temp = ptr; while(*ptr+ != 0) n+; /計算字符串有效字符個數(shù) for(i = 0; i build project，進行編譯， 編譯結(jié)果如圖 2 所示： 圖2 程序調(diào)試界面 在調(diào)試過程中，開始時 lcd1602液晶一直沒有顯示，認為是程序出了問題， 不過經(jīng)過檢查和調(diào)試，發(fā)現(xiàn)程序沒問題。不是程序問題，就檢查硬件，最終發(fā) 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 14 現(xiàn)了問題是 lcd1602液晶屏的 v0口與 gnd 間的滑動變阻器沒有調(diào)節(jié)合適，導 致無法觀察到顯示效果。經(jīng)過調(diào)節(jié)滑動變阻器，就可以觀察到課程設計所要求 的效果。如圖3所示： 圖4 lcd1602液晶顯示 在調(diào)試過程中，有時候會出現(xiàn)無法脫機運行的情況，經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)是因 為芯片管腳接觸不良導致的，壓緊芯片即可解決問題。 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 15 6 結(jié)束語 通過完成本次課程設計，我學到了許許多多的知識，獲得了豐富的經(jīng)驗。 在完成課程設計的過程中對 msp430g2553 有了初步的了解，掌握了該單片機 的一些使用技巧，例如：i/o 口寄存器的設置及使用，定時器的使用和中斷的使 用等等。掌握并能夠熟練使用 ccsv5 這個編程軟件，在該軟件上進行編寫程序， 下載并進行調(diào)試，最終完成了本次課程設計。在程序設計、編寫程序到調(diào)試的 過程中，加強了我獨立發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，同時使得實踐能力得到進一 步的提高。 在實踐中，充分將理論知識用于實踐，使自身對知識的理解更進一層，更 加能夠熟練的掌握并使用理論知識。實踐是檢驗真理的唯一標準，只有通過實 踐才能體現(xiàn)出理論知識的價值。 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 16 附錄 1 1 主程序 /* 程序功能：循環(huán)顯示字符串 */ #include #include “cry1602.h“ #define uchar unsigned char uchar *s1 = “ wuhan university of technology welcome!“; void main(void) wdtctl = wdt_adly_250; /間隔定時器，定時250ms uchar *s2; uchar j,k,l; uchar i = 0; s2 = s1; lcdreset(); while(*s1+ != 0) i+; /計算字符串有效字符個數(shù) while(1) for(j = 0;j #include “cry1602.h“ /*宏定義*/ #define datadir p1dir #define dataport p1out #define busy 0x80 #define ctrldir p2dir #define clr_rs p2out /rs = p2.0 #define set_rs p2out |= bit0; #define clr_rw p2out /rw = p2.1 #define set_rw p2out |= bit1; #define clr_en p2out /en = p2.2 #define set_en p2out |= bit2; /* 函數(shù)名稱：dispstr 功 能：讓液晶從某個位置起連續(xù)顯示一個字符串 參 數(shù)：x-位置的列坐標 y-位置的行坐標 ptr-指向字符串存放位置的指針 返回值 ：無 */ void dispstr(uchar x,uchar y,uchar *ptr) uchar *temp; uchar i,n = 0; temp = ptr; while(*ptr+ != 0) n+; /計算字符串有效字符個數(shù) for(i = 0; i n; i+) disp1char(x+,y,tempi); if(x = 0x0f) x = 0; y = 1; /* 函數(shù)名稱：dispnchar 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 18 功 能：讓液晶從某個位置起連續(xù)顯示一個字符串 參 數(shù)：x-位置的列坐標 y-位置的行坐標 n-顯示字符個數(shù) ptr-指向字符串存放位置的指針 返回值 ：無 */ void dispnchar(uchar x,uchar y,uchar n,uchar *ptr) uchar i; for(i = 0; i n; i+) disp1char(x+,y,ptri); if(x = 0x0f) x = 0; y = 1; /* 函數(shù)名稱：locatexy 功 能：向液晶輸入顯示字符位置的坐標信息 參 數(shù)：x-位置的列坐標 y-位置的行坐標 返回值 ：無 */ void locatexy(uchar x,uchar y) uchar temp; temp = x y if(y) temp |= 0x40;/如果在第2行 temp |= 0x80; lcdwritecommand(temp,1); /* 函數(shù)名稱：disp1char 功 能：在某個位置顯示一個字符 參 數(shù)：x-位置的列坐標 y-位置的行坐標 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 19 data-顯示的字符數(shù)據(jù) 返回值 ：無 */ void disp1char(uchar x,uchar y,uchar data) locatexy(x,y); lcdwritedata(data); /* 函數(shù)名稱：lcdreset 功 能：對1602液晶模塊進行復位操作 參 數(shù)：無 返回值 ：無 */ void lcdreset(void) ctrldir |= 0x07; /控制線端口設為輸出狀態(tài) datadir = 0xff; /數(shù)據(jù)端口設為輸出狀態(tài) lcdwritecommand(0x38,0); /規(guī)定的復位操作 delay5ms(); lcdwritecommand(0x38,0); delay5ms(); lcdwritecommand(0x38,0); delay5ms(); lcdwritecommand(0x38,1); /顯示模式設置 lcdwritecommand(0x08,1); /顯示關閉 lcdwritecommand(0x01,1); /顯示清屏 lcdwritecommand(0x06,1); /寫字符時整體不移動 lcdwritecommand(0x0c,1); /顯示開，不開游標，不閃爍 /* 函數(shù)名稱：lcdwritecommand 功 能：向液晶模塊寫入命令 參 數(shù)：cmd-命令， chk-是否判忙的標志，1：判忙，0：不判 返回值 ：無 */ void lcdwritecommand(uchar cmd,uchar chk) if(chk) waitforenable(); /檢測忙信號？ clr_rs; 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 20 clr_rw; _nop(); dataport = cmd; /將命令字寫入數(shù)據(jù)端口 _nop(); set_en; /產(chǎn)生使能脈沖信號 _nop(); _nop(); clr_en; /* 函數(shù)名稱：lcdwritedata 功 能：向液晶顯示的當前地址寫入顯示數(shù)據(jù) 參 數(shù)：data-顯示字符數(shù)據(jù) 返回值 ：無 */ void lcdwritedata(uchar data) waitforenable(); /等待液晶不忙 set_rs; clr_rw; _nop(); dataport = data; /將四顯示數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)端口 _nop(); set_en; /產(chǎn)生使能脈沖信號 _nop(); _nop(); clr_en; /* 函數(shù)名稱：waitforenable 功 能：等待1602液晶完成內(nèi)部操作 參 數(shù)：無 返回值 ：無 */ void waitforenable(void) p1dir /將p1口切換為輸入狀態(tài) clr_rs; 武漢理工大學微機原理與接口技術(shù)課程設計說明書 21 set_rw; _nop(); set_en; _nop(); _nop(); while(p1in /檢測忙標志 clr_en; p1dir |= 0xff; /將p4口切換為輸出狀態(tài) /* 函數(shù)名稱：delay5ms 功 能：延時約5ms 參 數(shù)：無 返回值 ：無 */ void delay5ms(void) uint i = 40000; while(i != 0) i-; 3 子程序頭文件 #ifndef _cry1602_h #define _cry1602_h #defin