毕业设计（论文）基于51单片机的液晶显示技术.doc

摘要液晶显示在当前电子行业中的应用越来越广泛，其种类也越来越多，重最初5*7的1602，发展到各种高分辨率小体积，甚至带触屏功能本文所用到的KS0713是一种小型的大规模集成并带有驱动器和控制器的点阵型液晶模块它的外观尺寸为42mm×39mm，有20个外部引脚它直接受单片机控制，接收8位串行或并行数据， 同时可将数据显示，并将数据存储在模块同的数据存储器中（DDRAM）由于DDRAM中的数据显示单元与液晶屏的点阵单元存在一一对应关系，并且KS0713液晶模块数据的读写操作不受外部时钟的控制，因而KS0713的显示具有很高的灵活性KS0713液晶模块带有液晶必需电源驱动电路，这样可用最小的元件和最小的功耗实现模块的功能关键词：液晶模块 单片机 波形 汉字目录摘要 1目录 2一 液晶显示的优点 31.显示质量高 32.数字式接口 33.体积小、重量轻 44.功耗低 4二 系统方案比较论证 4方案一：1602字符型LCD显示系统 4（1）1602LCD的基本参数及引脚功能 5（2）1602LCD主要技术参数 6（3）引脚功能说明 6（4）1602LCD的指令说明及时序 7（5）HD44780相兼容的芯片时序表 8（6）1602LCD的RAM地址映射及标准字库表 9（7）1602LCD的一般初始化（复位）过程 11（8）1602LCD的软硬件设计实例 11（9）硬件原理图 12方案二：带中文字库的12864液晶 131.基本特性 132.模块接口说明 143．并行接口 144.控制器接口信号说明 155.指令说明 165.应用举例 19附录：程序清单 21一 液晶显示的优点1.显示质量高由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新新亮点。

因此，液晶显示器画质高且不会闪烁2.数字式接口液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便3.体积小、重量轻液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多4.功耗低相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多二 系统方案比较论证方案一：1602字符型LCD显示系统字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器为例，介绍其用法一般1602字符型液晶显示器实物如图：图10-53 1602字符型液晶显示器实物图（1）1602LCD的基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如下图10-54所示：图10-54 1602LCD尺寸图（2）1602LCD主要技术参数显示容量:16×2个字符芯片工作电压:4.5—5.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm（3）引脚功能说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极表10-13：引脚接口说明表第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”，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7～14脚：D0～D7为8位双向数据线第15脚：背光源正极第16脚：背光源负极4）1602LCD的指令说明及时序序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM）10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容指令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5）HD44780相兼容的芯片时序表读状态输入RS=L，R/W=H，E=H输出D0—D7=状态字写指令输入RS=L，R/W=L，D0—D7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H，R/W=H，E=H输出D0—D7=数据写数据输入RS=H，R/W=L，D0—D7=数据，E=高脉冲输出无表10-15：基本操作时序表图10-55 读操作时序图10-56 写操作时序（6）1602LCD的RAM地址映射及标准字库表液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。

要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，下图是1602的内部显示地址例如第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1所以实际写入的数据应该是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如图10-58所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”图10-58 字符代码与图形对应图（7）1602LCD的一般初始化（复位）过程延时15mS写指令38H（不检测忙信号）延时5mS写指令38H（不检测忙信号）延时5mS写指令38H（不检测忙信号）以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号写指令38H：显示模式设置写指令08H：显示关闭写指令01H：显示清屏写指令06H：显示光标移动设置写指令0CH：显示开及光标设置（8）1602LCD的软硬件设计实例在1602LCD第一行显示网站名：在第二行显示联系：0571-85956028。

实验前应先将显示切换开关切换到LCD工作状态图10-59 1602LCD实验演示图（9）硬件原理图1602液晶显示模块可以和单片机AT89C51直接接口，电路如图10-60所示图10-60 硬件原理图图10-61 软件流程图方案二：带中文字库的12864液晶带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面可以显示8×4行16×16点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块1.基本特性（1）、低电源电压（VDD:+3.0--+5.5V）（2）、显示分辨率:128×64点 （3）、内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字(简繁体可选) （4）、内置 128个16×8点阵字符 （5）、2MHZ时钟频率（6）、显示方式：STN、半透、正显 （7）、驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS （8）、视角方向：6点 （9）、背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10 （10）、通讯方式：串行、并口可选 （11）、内置DC-DC转换电路，无需外加负压 （12）、无需片选信号，简化软件设计（13）、工作温度: 0℃ - +55℃ ,存储温度: -20℃ - +60℃2.模块接口说明（1）如在实际应用中仅使用串口通讯模式，可将PSB接固定低电平，也可以将模块上的J8和“GND”用焊锡短接。

2）模块内部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空3）如背光和模块共用一个电源，可以将模块上的JA、JK用焊锡短。