單片機(jī)計(jì)數(shù)器液晶顯示

1、基于51單片機(jī)的液晶計(jì)數(shù)顯示黃 岡 師 院 物 電 學(xué) 院51單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告項(xiàng)目名稱：基于51單片機(jī)的液晶計(jì)數(shù)顯示專業(yè)年級(jí)： 電子信息工程2010級(jí) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 報(bào)告完成日期 年 月 日目錄摘要1第一章 緒論21.1.系統(tǒng)背景21.2.本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的功能21.3.51單片機(jī)主要的技術(shù)發(fā)展方向2第二章 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)32.1 系統(tǒng)總框圖32.2 系統(tǒng)硬件電路32.3各個(gè)功能模塊設(shè)計(jì)32.3.1單片機(jī)模塊32.3.2 1602液晶模塊42.3.3 電源模塊7第三章 51單片機(jī)的控制程序設(shè)計(jì)8系統(tǒng)主程序流程圖8第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析94.1實(shí)驗(yàn)使用的儀器設(shè)備94.2測(cè)試結(jié)果

2、分析94.2.1.軟件下載94.2.2.仿真結(jié)果分析94.2.3.仿真結(jié)果演示10結(jié)束語(yǔ)11參考文獻(xiàn)11附錄12C語(yǔ)言程序12基于51單片機(jī)的液晶計(jì)數(shù)顯示摘要隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，單片機(jī)作為當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)的核心部分之一，具有體積小、速度快、功耗低、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，在工業(yè)、教育、日用生活等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，例如，在冰箱、微波爐、洗衣機(jī)等家用電器中使用單片機(jī)控制系統(tǒng)，可以使它們更加智能地工作；電話、傳真、打印機(jī)中可使用單片機(jī)系統(tǒng)控制撥號(hào)、打印；單片機(jī)還可以在工業(yè)控制和機(jī)電一體化系統(tǒng)中作為核心控制部件。市場(chǎng)上微型處理器的品種愈來(lái)愈多功能也愈來(lái)愈強(qiáng)，但是51單片機(jī)以其

3、強(qiáng)大的功能和很高的性價(jià)比再加之使用簡(jiǎn)單被絕大多數(shù)電子工程師所青睞，因此51單片機(jī)在非高端嵌入式開發(fā)領(lǐng)域占有絕大部分的市場(chǎng)。本文介紹基于51單片機(jī)的1602液晶滾動(dòng)顯示模塊設(shè)計(jì)，以及相關(guān)軟件來(lái)完成設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： 51單片機(jī)，Keil uVision2,Protel99se, 1602液晶顯示器。第一章 緒論1.1. 系統(tǒng)背景對(duì)于現(xiàn)在流行的嵌入式電子產(chǎn)品，如便攜式儀表、智能電器、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等，顯示輸出模塊是必不可少的。液晶顯示已經(jīng)得到廣泛地應(yīng)用。 液晶顯示器件在中國(guó)已有二十余年的發(fā)展歷史。二十余年來(lái)，液晶顯示器件從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模生產(chǎn)集團(tuán)，形成了獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)部門。現(xiàn)在，液晶顯示幾乎已經(jīng)應(yīng)用于生

4、產(chǎn)，生活的各個(gè)領(lǐng)域，人們幾乎時(shí)時(shí)處處都要與這一神奇而又普通的面孔打交道。 液晶顯示是集單片機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理于一體的新型顯示方式。由于液晶顯示器具有低壓低功耗，顯示信息量大易于彩色化，無(wú)電磁輻射，長(zhǎng)壽命，無(wú)污染等特點(diǎn)。LCD是目前顯示產(chǎn)業(yè)中發(fā)展速度最快，市場(chǎng)應(yīng)用最廣的顯示器件，成為眾多顯示媒體中的佼佼者，在越來(lái)越多的領(lǐng)域中發(fā)揮作用，是目前顯示器件中一個(gè)理想的選擇。1.2. 本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的功能 本課程設(shè)計(jì)主要是為了用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)液晶顯示的控制，通過(guò)改變程序使LCD顯示我們所學(xué)要的字符或者時(shí)間計(jì)時(shí)等。1.3. 51單片機(jī)主要的技術(shù)發(fā)展方向1. 相對(duì)穩(wěn)定的計(jì)算機(jī)內(nèi)核 2. 迅速發(fā)展的外圍

5、技術(shù) 3. 最大化的電路集成 到了網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)代，計(jì)算機(jī)回歸嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)復(fù)蘇后帶有濃重的通用計(jì)算機(jī)色彩?？陀^存在的兩種應(yīng)用模式：電子技術(shù)應(yīng)用模式和計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式。前者主要是對(duì)象領(lǐng)域的電子工程師，后者主要是計(jì)算機(jī)工程師。兩種模式可以互相補(bǔ)充、發(fā)揮專長(zhǎng)。 基于PLD的SoPC的發(fā)展，是從開始的CPLD/FPGA發(fā)展到SoPC。目前都采用IP+PLA的設(shè)計(jì)思路. （這里的IP可不是Internet Protocol啊）SoPC的一般結(jié)構(gòu)是（MCU內(nèi)核+通用外圍）+PLA. 另外通過(guò)MPW服務(wù)進(jìn)行SoC設(shè)計(jì)來(lái)降低成本。第二章 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)總框圖LCD液晶顯示51單片機(jī) P1如圖

6、所示是直接用單片機(jī)來(lái)控制液晶顯示的電路，主要用的C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程。電路分為控制部分和顯示部分，控制部分由8051單片機(jī)來(lái)完成，顯示部分主要是LCD1602液晶顯示。2.2 系統(tǒng)硬件電路2.3各個(gè)功能模塊設(shè)計(jì) 2.3.1單片機(jī)模塊 單片機(jī)電源采用9v蓄電池供電，通過(guò)穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換成5v電源。單片機(jī)晶振采用12MHz,單片機(jī)復(fù)位電路采用電容電阻式。單片機(jī)的P1口與液晶的DBO-DB7連接，單片機(jī)的P3.5接液晶的寄存器選擇端RS,單片機(jī)的P5.6接液晶的讀寫操作選擇端RW，單片機(jī)的P3.7接液晶的使能端E。如圖3-2： 圖3-2 單片機(jī)模塊 2.3.2 1602液晶模塊一、 1602液晶模塊引腳圖16

7、02液晶模塊引腳如圖3-3所示，RAM地址映射如圖3-4所示： 圖3-3 1602引腳 圖3-4 RAM(80字節(jié))地址映射二、 1602字符型液晶顯示器的引腳定 1602字符型液晶顯示器的引腳定義如表3-2所示：表3-2引腳定義引腳號(hào)符號(hào)狀態(tài) 功能 1 VSS 輸入電源地 2 VDD 輸入+5v羅技電源 3 V0 輸入液晶顯示偏壓信號(hào)，接0v-5v調(diào)節(jié)顯示對(duì)比度 4 RS 輸入寄存器選擇1：數(shù)據(jù) 0：指令 5 R/W輸入讀、寫操作選擇1：讀 0：寫 6 E 輸入使能信號(hào) 7 DB0 三態(tài)數(shù)據(jù)總線（LSB） 8 DB1 三態(tài)數(shù)據(jù)總線 9 DB2三態(tài)數(shù)據(jù)總線 10 DB3 三態(tài)數(shù)據(jù)總線 11 D

8、B4 三態(tài)數(shù)據(jù)總線 12 DB5 三態(tài)數(shù)據(jù)總線 13 DB6 三態(tài)數(shù)據(jù)總線 14 DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線（MSB） 15 LEDA 輸入背光接+5v 16 LEDK 輸入背光地 三、 1602字符型液晶顯示模塊的指令集 (1)清屏RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 0 0 0 0 0 0 1 運(yùn)行時(shí)間（250KHz）1.64ms； 功能：清DDRAM和AC值。(2)歸位RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 0 0 0 0 0 1 * 運(yùn)行時(shí)間（250KHz）1.64ms； 當(dāng)AC=0時(shí)，光標(biāo)、畫面回HOME位

9、(3)輸入方式設(shè)置RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 運(yùn)行時(shí)間（250KHz）40us； 功能：設(shè)置光標(biāo)畫面移動(dòng)方式。 I/D=1：數(shù)據(jù)讀、寫操作后，AC自動(dòng)增1。 I/D=0：數(shù)據(jù)讀、寫操作后，AC自動(dòng)減1 S=1：數(shù)據(jù)讀、寫操作，畫面平移。S=0：數(shù)據(jù)讀、寫操作，畫面不動(dòng)。(4)顯示開關(guān)控制RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 0 0 0 1 D C B 運(yùn)行時(shí)間（250KHz）40us； 功能：設(shè)置顯示、光標(biāo)及閃爍 開/關(guān)。 D表示顯示開關(guān)：D=1為開，D=0為關(guān)。

10、 C表示光標(biāo)開關(guān)：C=1為開，C=0為關(guān)。 B表示閃爍開關(guān)：B=1為開，B=0為關(guān)。 (5)光標(biāo)、畫面移位RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 運(yùn)行時(shí)間（250KHz）40us； 功能：使光標(biāo)、畫面移動(dòng) 不影響DDRAM。 S/C=1：畫面平移一個(gè)字符位。 S/C=0：光標(biāo)平移一個(gè)字符位。 R/L=1: 右移；R/L=0:左移。(6)功能設(shè)置RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 1 DL N F * * 運(yùn)行時(shí)間（250KHz）40us； 功能：設(shè)置工作方式（初始

11、化指令）。 DL=1: 8位數(shù)據(jù)接口；DL=0: 4位數(shù)據(jù)接口。 N=1: 兩行顯示； N=0: 一行顯示。 F=1: 5*10點(diǎn)陣字符； F=0: 5*7點(diǎn)陣字符。(7)CGRAM地址設(shè)置RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 00 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0運(yùn)行時(shí)間（250KHz）40us； 功能：設(shè)置CGRAM地址。A5A0=03FH(8)DDRAM地址設(shè)置RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 運(yùn)行時(shí)間（250KHz）40us； 功能：設(shè)置DDRAM地址

12、。N=0,一行，顯示A6A0=00H4FH。N=1,兩行，首行A6A0=00H27H, 次行A6A0=40H67H(9)讀BF及AC值RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 0 1 BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0 運(yùn)行時(shí)間（250KHz）40us； 功能：判斷是否忙碌。BF=1:表示忙。BF=0:表示不忙。AC值意義為最近一次地址設(shè)置（CGRAM或DDRAM）定義。(10)寫數(shù)據(jù)RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB01/0 0 數(shù)據(jù)運(yùn)行時(shí)間（250KHz）40us；功能：將數(shù)據(jù)寫入DDRAM,使L

13、CD顯示相應(yīng)的圖形或間用戶自創(chuàng)的圖形存入CGRAM內(nèi)。(11)讀數(shù)據(jù)RS RWDB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB01/0 1 數(shù)據(jù)運(yùn)行時(shí)間（250KHz）40us；功能：更具最近設(shè)置的地址性質(zhì)，從DDRAM或CGRAM中讀出數(shù)據(jù)。圖3-5 LCD模塊2.3.3 電源模塊 電源部分采用9v蓄電池供電，用78L05穩(wěn)壓管轉(zhuǎn)換成5v供電電壓。 圖3-6電源模塊第三章 51單片機(jī)的控制程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)主程序流程圖在主程序中，是整個(gè)程序的執(zhí)行順序，首先對(duì)LCD1602進(jìn)行初始化，然后對(duì)LCD顯示初始化值，主要是在第一行的字符顯示。在第二行顯示中主要是對(duì)計(jì)數(shù)結(jié)果的顯示。單片機(jī)進(jìn)行的是

14、寫操作，將計(jì)數(shù)的值轉(zhuǎn)換后，輸出到LCD初始化后要顯示的地方。如下圖所示：開始LCD初始化延時(shí)設(shè)置第一行顯示顯示第一行內(nèi)容設(shè)置第二行顯示顯示第二行內(nèi)容結(jié)束第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析4.1 實(shí)驗(yàn)使用的儀器設(shè)備51單片機(jī)開發(fā)板，1602液晶顯示4.2 測(cè)試結(jié)果分析4.2.1. 軟件下載 在進(jìn)行軟件下載前先將單片機(jī)開發(fā)板配備的Atmel單片機(jī)下載器連接到單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)上，然后再把下載器的另一端連接到計(jì)算機(jī)上，按照說(shuō)明書裝好驅(qū)動(dòng)后就可以進(jìn)行軟件下載了。下載軟件為AVR_fighter for USBASP,下載界面如圖4-2： 圖4-2在點(diǎn)擊“裝FLASH”按鈕在彈出的對(duì)話框中找出已經(jīng)編好程序的文件，點(diǎn)擊“

15、打開”即可。再打開開發(fā)板的電源開關(guān)后，點(diǎn)擊“編程”按鈕即開始下載程序到單片機(jī)4.2.2. 仿真結(jié)果分析 在下載完程序后發(fā)現(xiàn)有 第一行顯示 The 1602LCD Test ， 第二行 開始計(jì)數(shù)顯示 并且有 BY GUODONG的字符顯示。本實(shí)驗(yàn)由于沒有進(jìn)行復(fù)位鍵設(shè)置，所以一直在計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到99999為止。如果時(shí)間允許，可以在進(jìn)行按鍵設(shè)置復(fù)位！4.2.3. 仿真結(jié)果演示結(jié)束語(yǔ)本設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)1602液晶顯示器計(jì)數(shù)器顯示，基本實(shí)現(xiàn)了所需功能。由本設(shè)計(jì)的電路連接圖可以看出使用單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)就是其控制功能非常強(qiáng)大，簡(jiǎn)化了外圍電路連接，有本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)可以看出Keil uVision軟件的優(yōu)勢(shì)在于使用簡(jiǎn)單

16、且它包含了豐富的單片機(jī)的常用庫(kù)，特別是單片機(jī)c語(yǔ)言相比較匯編語(yǔ)言在單片機(jī)開發(fā)中的優(yōu)勢(shì)易于移植、降低了對(duì)單片機(jī)指令的要求。編寫程序和調(diào)試的過(guò)程中，遇到了很多麻煩，比如LCD模塊指令的設(shè)置很難一次設(shè)置成功，指令執(zhí)行的時(shí)序圖也很難確定，在查看了相關(guān)書籍和做多次比較調(diào)試的基礎(chǔ)上終于得以解決。在做軟件仿真時(shí)，剛開始由于沒有加延遲函數(shù)導(dǎo)致液晶的顯示很不正常和預(yù)期相差很遠(yuǎn)，經(jīng)過(guò)深入研究，并多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)下才得以解決。另外在編寫程序時(shí)要細(xì)心，一點(diǎn)粗心大意就可能導(dǎo)致無(wú)法調(diào)試出正確的結(jié)果，而且會(huì)浪費(fèi)好多時(shí)間去排錯(cuò)糾錯(cuò)。書到用時(shí)方很少，平時(shí)只學(xué)習(xí)一些書本上的理論知識(shí)，沒有太多檢驗(yàn)實(shí)際學(xué)習(xí)效果的環(huán)境，當(dāng)真正自己去親自著

17、手做一個(gè)實(shí)際的項(xiàng)目系統(tǒng)時(shí)，才發(fā)現(xiàn)有很多知識(shí)沒有學(xué)扎實(shí)，許多知識(shí)點(diǎn)沒有理解透徹，更有很多東西沒有學(xué)，所以以后我會(huì)更努力廣泛涉獵，深刻領(lǐng)悟。參考文獻(xiàn)1.王為青、程國(guó)鋼 編著 2007.單片機(jī)Keil Cx51應(yīng)用開發(fā)技術(shù) 人民郵電出版社2.王守中、聶元銘 編著 2009 .51單片機(jī)開發(fā)入門與典型實(shí)例第二版 人民郵電出版社3.胡燁、姚鵬翼、陳明 編著 2005.Protel 99SE原理圖與PCB設(shè)計(jì)教程 機(jī)械工業(yè)出版社4.譚浩強(qiáng) 編著 2007.11 C程序設(shè)計(jì)教程學(xué)習(xí)輔導(dǎo) 清華大學(xué)出版社5.張俊謨 編著 20117 單片機(jī)中級(jí)教程 北京航空航天大學(xué)出版社附錄C語(yǔ)言程序#include <

18、REGX52.H>#include "LCD1602.h"unsigned char TempBuffer10;void IntToStr(unsigned int t, unsigned char *str, unsigned char n) unsigned char a5; char i, j; a0=(t/10000)%10; /取得整數(shù)值到數(shù)組 a1=(t/1000)%10; a2=(t/100)%10; a3=(t/10)%10; a4=(t/1)%10; for(i=0; i<5; i+) /轉(zhuǎn)成ASCII碼 ai=ai+'0' for(i=0; ai='0' && i<=3; i+); for(j=5-n; j<i; j+) /填充空格 *str=' ' str+; for(; i<5; i+) *str=ai; str+; /加入有效的數(shù)字 *str='0' void Delay1ms(unsigned int