基于msp430G2533的LCD1602液晶字符串循環(huán)顯示課程設(shè)計報告書

1、 PAGE24 / NUMPAGES27課 程 設(shè) 計題 目LCD1602液晶字符串循環(huán)顯示學(xué) 院專 業(yè)班 級姓 名指導(dǎo)教師課程設(shè)計任務(wù)書題目要求 ：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：2014年元月1日2014年元月17日下午17：30指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目錄引言11 課程設(shè)計要求22 硬件電路32.1 MSP430G2553單片機32.1.1 MSP430G2553單片機特點32.1.2 MSP430G2553單片機結(jié)構(gòu)32.1.3 MSP430G2553的時鐘系統(tǒng)42.1.4 I/O

2、寄存器5 2.2 LCD1602液晶屏53 方案設(shè)計7 3.1 設(shè)計方案7 3.2 方案選擇74 程序設(shè)計84.1 程序結(jié)構(gòu)84.2 主程序源程序84.3 子程序源程序84.4 子程序頭文件125 調(diào)試135.1 CCSv5編譯軟件135.2 調(diào)試過程136 結(jié)束語15附錄1：代碼16附錄2：實物圖22參考文獻23本科生課程設(shè)計成績評定表24引言本次課程設(shè)計旨在設(shè)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)

3、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(lǐng)域廣泛應(yīng)用。當今時代是一個新技術(shù)層出不窮的時代，在電子領(lǐng)域尤其是自動化智能控制領(lǐng)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(xué)、光學(xué)特性，20世紀中葉開始被廣泛應(yīng)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(shè)計通過MSP430G2

4、553單片機控制LCD1602液晶顯示器實現(xiàn)一串字符循環(huán)移動。1 課程設(shè)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。2 硬件電路2.1 MSP430G2553單片機2.1.1 MSP430G2553單片機特點 MSP430G2系列是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

5、于MSP430和電路實驗的開發(fā)板。除了學(xué)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(chǔ)，微機原理，單片機等課程的自主實驗環(huán)節(jié)以與課程設(shè)計。該套開發(fā)板為單片機熱愛者提供了一個很好的學(xué)習(xí)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：板載 USB 調(diào)試與編程仿真器接口，無驅(qū)動可安裝支持所有采用 DIP14 和 DIP20 封裝 MSP430G2XX 和 MSP430F20 器紅綠兩粒 LED，兩個按鍵配套兩款

6、電容觸摸板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?；緯r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，圍在400kHz至16MHzDCOCLK：部時鐘震蕩VLOCLK：部低頻低功耗晶振，

7、標準頻率是12kHz三種時鐘信號可被CPU和外設(shè)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

8、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：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：3 方案設(shè)計3.1 設(shè)計方案 方案一：使用MSP430F1612編程控制LCD1602液晶

9、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。4 程序設(shè)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(shè)計中MSP430G2553中P1口作為并行數(shù)據(jù)輸出端，P2.0、P2

10、.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 charuchar *s1 = Wuhan University of Technology Welcome!;void main(void)WDTCTL = WDT_ADLY_250; /間隔定時器，定時250msuchar *s2;uchar j,k,l;uchar i = 0;s2 = s1;LcdReset(

11、);while(*s1+ != 0) i+; /計算字符串有效字符個數(shù)while(1)for(j = 0;j i;j+)l = j;for(k = 0;k 16;k+)if(l i)Disp1Char(k,0,s2l+);elseDisp1Char(k,0, );IFG1 &= WDTIFG; /清除中斷失效標志while(!(IFG1 & WDTIFG);IFG1 &= WDTIFG;4.3 子程序源程序子程序中包含一些宏定義，使程序可移植性增強，還包含一些對LCD1602液晶的操作程序與延時程序。程序如下：#include #include cry1602.h#define datadir

12、 P1DIR#define dataport P1OUT#define busy 0 x80#define ctrldir P2DIR#define CLR_RS P2OUT &= BIT0; /RS = P2.0#define SET_RS P2OUT |= BIT0;#define CLR_RW P2OUT &= BIT1; /RW = P2.1#define SET_RW P2OUT |= BIT1;#define CLR_EN P2OUT &= BIT2; /EN = P2.2#define SET_EN P2OUT |= BIT2;void DispStr(uchar x,uchar

13、 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 = 0 x0f) x = 0; y = 1; void DispNChar(uchar x,uchar y,uchar n,uchar *ptr) uchar i; 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

14、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)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(dǎo)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(shè)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(dǎo)致的，壓緊芯片即可解決問題。6結(jié)束語通過完成本次課程設(shè)計，我學(xué)到了許許多多的知識，獲得了豐富的經(jīng)驗。在完成課程設(shè)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(shè)置與使用，定時器的使用和

15、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(shè)計。在程序設(shè)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。附錄11 主程序/*程序功能：循環(huán)顯示字符串*/#include #include cry1602.h#define uchar unsigned charuchar *s1 = Wuhan University

16、 of Technology Welcome!;void main(void)WDTCTL = WDT_ADLY_250; /間隔定時器，定時250msuchar *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 i;j+)l = j;for(k = 0;k 16;k+)if(l i)Disp1Char(k,0,s2l+);elseDisp1Char(k,0, );IFG1 &= WDTIFG; /清除中斷失效標志while(!(IFG1 & W

17、DTIFG);IFG1 &= WDTIFG; 2 子程序源程序#include #include cry1602.h/*宏定義*/#define datadir P1DIR#define dataport P1OUT#define busy 0 x80#define ctrldir P2DIR#define CLR_RS P2OUT &= BIT0; /RS = P2.0#define SET_RS P2OUT |= BIT0;#define CLR_RW P2OUT &= BIT1; /RW = P2.1#define SET_RW P2OUT |= BIT1;#define CLR_EN

18、P2OUT &= BIT2; /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

19、= 0 x0f) x = 0; y = 1; /*函數(shù)名稱：DispNChar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 = 0 x0f) 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

20、坐標返回值 ：無*/void LocateXY(uchar x,uchar y) uchar temp; temp = x&0 x0f; y &= 0 x01; if(y) temp |= 0 x40;/如果在第2行 temp |= 0 x80; 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 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);/*

21、函數(shù)名稱：LcdReset功 能：對1602液晶模塊進行復(fù)位操作參 數(shù)：無返回值 ：無*/void LcdReset(void) ctrldir |= 0 x07; /控制線端口設(shè)為輸出狀態(tài) datadir = 0 xff; /數(shù)據(jù)端口設(shè)為輸出狀態(tài) LcdWriteCommand(0 x38,0); /規(guī)定的復(fù)位操作 Delay5ms(); LcdWriteCommand(0 x38,0); Delay5ms(); LcdWriteCommand(0 x38,0); Delay5ms(); LcdWriteCommand(0 x38,1); /顯示模式設(shè)置 LcdWriteCommand(0

22、x08,1); /顯示關(guān)閉 LcdWriteCommand(0 x01,1); /顯示清屏 LcdWriteCommand(0 x06,1); /寫字符時整體不移動 LcdWriteCommand(0 x0c,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; CLR_RW; _NOP(); dat

23、aport = 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液晶完成部操作參 數(shù)：無返回值 ：無*/void WaitForEnable(void) P1DIR &= 0X00; /將P1口切換為輸入狀態(tài) CLR_RS; SET_RW; _NOP(); SET_EN; _NOP(); _NOP(); while(P1IN & busy) != 0); /檢測忙標志 CLR_EN; P1DIR |= 0 xff; /將P4口切換為輸出狀態(tài)/*函數(shù)名稱：De