用单片机控制液晶模块显示.pdf

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1、电子科技2 0 0 8 年第1 期(总第2 2 0 期)用单片机控制液晶模块显示马洪芹，吴锡淳(汕头超声显示器有限公司设计部，广东汕头5 1 5 0 4 1)摘要文中从常用的液晶模块类型、接口、内部电路结构入手，深入浅出的介绍用单片机来控制液晶模块的方法，包括电路设计和软件设计，对液晶模块的测试、以及应用有一定的参考价值。关键词单片机编程；液晶显示模块；$6 A 0 0 7 0；A T 8 9 C 4 0 5 1中图分类号T N 4 3 1 2文献标识码A文章编号：1 0 0 7-7 8 2 0(2 0 0 8)0 1-0 0 9-0 5L C DM o d u l eC o n t r o

2、lw i t hM P UM aH o n g q i n，W uX i c h u n(S h a n t o uG o w o r l dD i s p l a yC o L t d，S h a n t o u5 1 5 0 4 1，C h i n a)A b s t r a c tB a s e do na ni n t r o d u c t i o nt ot h et y p e，i n t e r f a c e，a n di n n e re l e c t r i c a ls t r u c t u r eo ft h eL C Dr o o d u l e，t h i s

3、p a p e rd e s c r i b e st h ec o n t r o lo fL C Dm o d u l ew i t hM P U，c o v e r i n gt h eh a r d w a r ea n ds o f t w a r ed e s i g n，m o d u l et e s t，a n di t sa p p l i c a t i o n K e y w o r d sM P Up r o g r a m m i n g；L C Dm o d u l e；$6 8 0 0 7 0；A T 8 9 C A 0 51液晶显示器件在中国已有2 0 多年的

4、发展历史。这期间，液晶显示器件从实验室走向大规模生产，形成了独立的产业部门。液晶显示器件独具的低电压、微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的优点，使他可以直接与大规模集成电路结合开发出一系列具有便携显示功能的产品。这些产品不仅改变了人类生活甚至也改变了社会。例如，液晶显示的电子表、电子计算器、家用电器等等已经成为人们生活的必需品；液晶显示的移动通讯设备和笔记本电脑等已经成为人类经济活动的必备工具；液晶显示的仪器仪表、电器设备等几乎取代了传统的指针式或发光二极管显示的同类产品。也就是说，液晶显示几乎已经应用于生产、生活的各个领域J。1常见的液晶模块液晶显示模块(L E DM O D U L E

5、，简称L C M)是一收稿日期：2 0 0 7 0 1 1 0作者简介：马洪芹(1 9 7 9 一)，女。助理工程师。研究方向：电子设计。吴锡淳(1 9 7 8 一)，男，助理工程师。研究方向：电子设计。种将L C D 显示器件及其驱动电路通过各种形式组合在一起的一种电气部件，对外提供简单的接口，使得各个行业的工程设计人员不需要了解复杂液晶驱动电路原理也可以方便的使用液晶显示器件。液晶显示模块根据显示图形的不同分为以下几种。1 1 段式显示模块段式显示模块主要用于显示数字，或围绕数字显示。在形式上总是围绕数字“8”的结构变化。例如电话的来电显示功能，只需要显示电话号码，这时，使用段式的显示模块

6、就已经足够。段式显示被广泛应用于便携、袖珍设备上，例如各种数字仪表、计时器、计数器等。目前，该类模块的应用已经相当普及，基本上取代了8 段L E D 数码管。1。2 字符型显示模块字符型液晶显示模块是一类专用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块。用于显示57 点阵字符。液晶模块内部具有字符发生存储器(C G R O M)，他存储了两百多个不同的点阵字符图形，根据所带的字库的不同，C G R O M 可以包含里面的字符可以是：阿拉伯数字、英文字母的大小9 万方数据用单片机控制液晶模块显示写，也可以是常用符号、日文片假名或者其他各国的字母。每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“

7、A”的代码是0 1 0 0 0 0 0 1 B(4 lH)，显示时控制I C 自动将4 lH 对应的C G R O M 中的点阵字符图形显示出来，就能在显示屏上看到字母“A”了。这类模块主要应用于比较高级的家用电器、仪器仪表以及便携设备，提供简单的信息显示，实现人机交互功能。1 3 图形点阵显示模块图形点阵显示模块常用于显示图形和文字。该类模块已经广泛应用于手机、M P 3、P D A、数码相机等高端消费类电子产品，实现复杂的图形显示功能和汉字显示功能。使得人机界面变得越来越直观，尤其对于国内大多数需要有汉字和图形显示的用户来说，显示界面的友好与否，将直接影响到其产品的形象和市场竞争力旧】。2

8、 液晶显示模块的接口液晶显示模块将复杂的液晶驱动电路原理集成在驱动I C 上，对外提供通用的电路接口，使得各行各业的工程技术人员能够方便的应用液晶显示模块。从而使液晶显示器件得以广泛的应用。虽然液晶显示模块的种类繁多，但是其接口基本相同，常见的液晶显示模块接口有：M 6 8 0 0，I n t e l 8 0 8 0，1 2 C 等，通过接口与M P U(M i c r oP r o c e s sU n i t)连接，从而控制L C D 显示。M 6 8 0 0 接口：M 6 8 0 0 时序接口各个信号线定义如下。表1M 6 8 0 0 时序接口各个信号线定义名称说明寄存器选择信号，用于选

9、择总线上正在操作的是数据还是指令，即：写入或读出的对象R S是指令寄存器还是数据寄存器。R S=0：表示操作对象为指令寄存器；R S=1：表示操作对象为数据寄存器。读写信号，设置对当前对象的操作是读还是写。R WR W=0：表示进行写操作；R W=1：表示进行读操作；读写操作使能信号，当设定R W 之后操作并没有立刻被执行，也就是说：数据或指令并E没有立刻被读出或被写入。还需要E 使能信号的触发。一般来讲，读写操作在E 信号的下降沿触发。D B 0 一D B 7 数据总线用M P U 控制液晶显示模块时，可以使用汇编语言，也可以使用专用的单片机C 语言K E I L C 5 1来实现，例如：将

10、大写字母A 的代码(0 4 1 H)写入到数据寄存器。表2 使用专用单片机C 语言K E I L C S l 实现情况汇编语言的程序代码为c 语言程序代码为S E T BR SC L RR W _M O VD B 0 4 1 HS E T BEN O PC L RE3“1 6X 2 字符型显示模块本文中使用的液晶显示模块为标准的“1 6 2”字符型液晶显示模块，该模块为两行字符显示，每行为1 6 个5x 7 的点阵字符，带有光标显示。该模块市面上很多，广泛应用于各种通讯设备和仪器仪表上，例如市面上比较高档的来电显示电话机就是使用这种“1 6x 2”字符型液晶显示模块来实现阿拉伯数字和英文字母的

11、显示功能。3 1“16 2”字符型液晶显示模块主要的技术参数表3 液晶显示模块主要的技术参数3 一“1 6x 2”字符型液晶显示模块的接口该液晶显示模块使用的驱动控制器为S A M-S U N G 的$6 A 0 0 7 0 字符形驱动控制I c，对外提供的接口为M 6 8 0 0 时序接口，能够方便地连接到4 位或者8 位的M P U(M i c r oP r o c e s sU n i t)。该模块接口信号如下。表4“1 6 2”字符型液晶显示模块的接口信号引脚符号输入输出功能1V 嚣一0V(地)2V D D一模块电源(+5V)3V OL C D 对比度调节端寄存器选择位，当R S=1，

12、4R S输人选择数据寄存器，当R S=0，选搓指金宣在墨l OE l e c t r o n i cS c i T e c h J a n 1 5。2 0 0 8“：一似d畋却裂昔警 万方数据用单片机控制液晶模块显示5R W6E7 一l OD B 0 一D B 3蛤山读写操作选择位，当R W=1，”读操作，当R W=0，写操作输入读写操作使能信号数据总线0 3，当使用八位数据总线模式是，作为低字节准双向数据总线。使用四位数据总线模式时，空接输输出簇誊簇毫徽拿集1 l 一1 4 D B 4 一D B 7准双向数据总线；使用四位数据总线模式时，用作高字节和低字节数据总线，D E r 7 作为芯片忙

13、信号输入L E D 背光源电源正极(+5V)3 3“1 6 2”字符型液晶显示模块的驱动I C$6 A 0 0 7 0 是一个字符型液晶模块的驱动控制I C，在不扩展的情况下它可以驱动有1 6 行(C O M M O N S)8 0 列(S E G M E N T S)，也就是“1 6 2”共3 2个5 7 点阵字符旧J。$6 A 0 0 7 0 内置两种字符发生器，一种为C G R O M，即固化在I C 中的字符库，对应的字符代码1 0 H F F H，计算机只要写入某个字符的字符代将该字符的点阵信息输出到显示屏上。另一种为C G R A M，即可随时定义的字符库，对应的字符代码为0 0

14、H 一1 F H。这样，用户可以很方便的通过调用字符代码I O H F F H 使用I C 中固有的字符库；如果没有用户想要的字符时，则通过编辑C G R A M 创建字符，然后使用字符代码0 0 H 一0 F H 调用该字符。$6 A 0 0 7 0 还具有显示数据内存D D R A M，用于存储当前所要显示的字符代码。D D R A M 的地址由地址指针计数器A C 提供，计算机可以对D D R A M进行读写操作。D D R A M 与L C D 显示内容有着一一对应的关系，D D R A M 中的每一个字节对应L C D显示屏上的一个5x 7 点阵字符代码。L C D 显示屏上第1 行

15、对应的D D R A M 为0 0 H 一0 F H，其中1 0 H 一2 7 H 未用；第2 行对应的D D R A M 为4 0 H 一4 F H，其中5 0 H 一6 7 H 未用。例如，D D R A M 的地址0 0 H 对应L C D 显示屏上第一行第一个字符，0 2 H 对应第3 个字符。3 4“1 6 2”字符型液晶显示模块的指令集$6 A 0 0 7 0 含有丰富的指令，用来控制L C D 显码，$6 A 0 0 7 0 将以该代码作为字符库的地址寻址，示，格式非常简单，详细如下表5“1 6 2”字符型液晶显示模块的指令集电子科技2 0 0 8 年1 月1 5 日1 1 万方

16、数据用单片机控制液晶模块显示忙信号芯片是否正在进行内部操作能够通过和当前01B FA C 6 A C 5 A C 4A C 3A C 2A C lA C 0 检测忙信号B F 来判断。地址寄存器0u sD D R A M的内容也可以通过该指令获得。地址写数据l。D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 2D O 纂萋毳裂 示数据存储器或字符发生4 3u s读数据1D 7D 6D 5D 4D 3D 21)2D O 集鬟萋据存储器或字符发生器存储4 3m4 单片机实现控制液晶模块显示硬件部分设计考虑到文中的系统比较简单，加之所要控制的“1 6 2”字符型液晶模块接口线比较少，只需要3 根控制线和8

17、根数据线，故选用A T 8 9 系列中的A T 8 9 C 4 0 5 1 单片机，用他来实现控制L C M 显示最简单，成本最低。A T 8 9 C 4 0 5 1 共有2 0 个引脚，带有4k b i t 的F l a s h 存储器、1 2 8 个字节的内存、两个8 位通讯口。其中因为P 3 6 作为内部使用，所以总共有1 3 根I O 线，另外除了P 1 0 和P 1 1 作为模拟信号用之外，其余I O 线都在单片机内部接有一个1 0k Q 的上拉电阻。本文中，将A T 8 9 C 4 0 5 1 的P 1 口作为8 位数据总线。考虑该单片机的硬件结构，在P 1 0 和P 1 1分别加

18、一个上拉电阻。将P 3 7 接到E 信号，将P 3 5 接到R W 信号端，将P 3 4 接到R S 信号端。个1 6 位定时器计数器、6 个中断源、P l 和P 3 两各信号线与M P U 连接如表6 所示。表6 各信号线与M P U 连接文中选用的液晶显示模块工作电压是5V，市面上5V 的直流电源比较少，所以在电源的输入端使用直流稳压I C7 8 0 5 将整个电路的工作电压稳定在直流5V。这样，从外部输入直流9V 或1 2V 的电压均可以得到稳定的5V 电压。考虑到对A T 8 9 C 4 0 5 1I O 口的保护，在每一个I 0 脚上串联一个约5 0 0Q 的电阻，可以防止外界干扰信

19、号影响数据的准确性。另外，为了更好的检测程序运行状态，在P 3 2 增加一个发光二极管作为指示灯，通过程序可以控制指示灯亮与灭，将程序的运行状态反馈出来。电路原理图如图1 所示。图1电路原理图1 2E l e c t r o n i cS c l T e c E J a r L1 5 2 0 0 8 万方数据用单片机控制液晶模块显示5单片机实现控制液晶模块显示软件部分设计用A T 8 9 C A 0 5 1 来控制“1 6 2”液晶显示模块，软件部分设计可以使用汇编语言，也可以使用K E I L C 5 1 单片机C 语言。为使程序更灵活，可读性更强，本次使用K e i l C 51 单片机C

20、 语言来进行软件部分的设计。软件部分设计步骤如下。5 1 定义关键字使用单片机c 语言来进行软件部分设计首先需要定义各个接口信号，程序编译时自动将接口信号的名称自动转化为其硬件地址。软件部分设计时预先定义下面关键字，这样在程序中就可以使用避开A T 8 9 C A 0 5 1 的硬件结构，使用熟悉的关键字来编写程序了，这样做的好处，一是是所编写出来程序可读性更强，二是可移植性更好，关键字定义如下：s f rP 1=0 x 9 0：s b i tR S=0 x B 4；s b i tR W-=0 x B 5；s b i tE=0 x B 7；s b i tL E D 一=0 x B 2；s b

21、i tB U S Y=0 x E 7；5 2 编写相关的子程序当A T 8 9 C 4 0 5 1 和$6 A 0 0 7 0 进行通讯时，需要先检测$6 A 0 0 7 0 的忙信号，判断L C D 驱动控制器是否忙，不忙时才可以进行通讯。表7 相关子程序检测忙信号的程序如下写指令程序如下b i tM 6 8 0 0 _ C h e c k B u s y O r N o t(u n s i g n e dc h a rT i m e s)u n s i g n e dc h a ri；R S=0；R W 一=1；f o r(i=0；i T i m e s；i+)P 1=0 x f f；E=

22、1；A C C=P 1；E=0；i f(B U S Y=O)L E D-=1；r e t u r n(1)；D e l a y _ m s(1 0 0)；L E D 一=0；r e t u r n(0)；写数据程序如下b i tM 6 8 0 0 _ W r i t e D a t a(u n s i g n e dc h a rD a t a T o W r i t e)i f(M 6 8 0 0 _ C h e c k B u s y O r N o t(5)=O)r e t u r n(O)；R S=1；R W _=0；P 1=D a t a T o W r i t e：E=1；E=O：

23、r e t u r n(1)；b i tM 6 8 0 0 _ W f i t e I n s t r u c t i o n(u n s i g n e dc h a rC o m m a n d T o W r i t e)i f(M 6 8 0 0 _ C h e c k B u s y O r N o t(5)=0)r e t u m(O)；R S=0；R W 一=0；P 1=C o m m a n d T o W r i t e；E=1；E=0；r e t u r n(1)；读数据程序如下u n s i g n e dc h a rM 6 8 0 0 _ R e a d D a t

24、a(v o i d)u n s i g n e dc h a rD a m R e a d；i f(M 6 8 0 0 _ C h e c k B u s y O r N o t(5)=0)r e t u r n；R S=1；R W-=1；P 1=O x f f；E=1；D a m R e a d=P 1；E=0；r e t u r n(D a t a R e a d)；5 3 调用子程序实现显示编写了上面各种功能的子程序以后，在第1 行第1 0 个字符显示A 的程序就可以用下面两行代码来实现b i tM 6 8 0 0 j V 矗t e l n s t r u c t i o n(0 x 8

25、 9)；b i tM 6 8 0 0 j t e D a t a(O x 4 1)；这样就实现了控制液晶显示模块显示的简单功能。同样，在L C D 模块的测试和应用中，使用上述电路和软件来控制液晶模块实现显示不失为一个低成本的方案。参考文献 1 李维提，郭强液晶显示应用技术 M 北京：电子工业出版社，2 0 0 3 2 赖麒文8 0 5 1 单片机c 语言彻底应用 M 北京：科学出版社。2 0 0 2 3 丁元杰单片微机原理及应用 M 北京：机械工业出版社。1 9 9 9。电子科技2 0 0 8 年1 月1 5 日1 3 万方数据用单片机控制液晶模块显示用单片机控制液晶模块显示作者：马洪芹，吴

26、锡淳，Ma Hongqin，Wu Xichun作者单位：汕头超声显示器有限公司设计部,广东,汕头,515041刊名：电子科技英文刊名：ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2008，21(1)引用次数：2次 参考文献(3条)参考文献(3条)1.李维提.郭强 液晶显示应用技术 20032.赖麒文 8051单片机C语言彻底应用 20023.丁元杰 单片微机原理及应用 1999 相似文献(3条)相似文献(3条)1.期刊论文 周震.Zhou Zhen 在点阵式液晶模块人机交互界面上实现动态显示效果-电子工程师2005,31(6)在基于单片机系统的智能化仪器仪表

27、中,内藏控制器的中小尺寸液晶显示模块在人机交互界面中的应用日益广泛.为了增强界面的吸引力,在液晶显示中加入和丰富动态显示效果是十分必要的.文中以内藏T6963C控制器的点阵式液晶显示模块为例构建单片机实验系统,介绍了流行的单片机编程语言C51在人机交互界面中的几种动态效果编程的实现方法和注意问题.2.期刊论文 陈伟.杜晓婷.郭红丹 基于MCS-51单片机的预付费煤气表的系统设计-科技信息2008,(30)为了解决当前集中供气计费方式的入户难,工作效率低,窃用煤气等问题,本文实现了一种基于AT89C51具有低功耗、高可靠性供气计费系统的设计方法,从而使煤气的预付费智能控制和精确计量真正结合起来,

28、从根本上解决上述问题.本系统由控制模块、射频卡读写模块、km103液晶显示模块、max706电源电路、24c02掉电保护电路、各种检测和控制电路组成,通过单片机编程,实现射频卡和单片机的双向通信,并具有防伪卡和防作弊,出错声光提示并自动关闭供气通道等功能,通过射频卡进行数据传输,对数据进行管理,计算机系统可将购气情况传入智能表实现实时监控.3.学位论文 刘敏 红外吸收型煤矿甲烷检测仪的研制 2006 本文采用商用红外吸收型甲烷气体传感器IR32BC作为敏感探头，并根据该传感器的特点，设计了合理的光源调制电路和信号调理电路；采用TI公司的16位单片机MSP430F149作为检测仪的核心处理器，完

29、成正弦信号峰-峰值的采集、数字滤波处理、浓度计算等功能；以单片机为基础，设计了温度采集模块、液晶显示模块、数据存储模块、串口通信模块、标准输出模块和报警模块等接口电路，通过对单片机编程实现各模块功能。当甲烷浓度超过预先设定的报警阈值时，则产生声光报警信号；为了防止系统掉电时数据丢失，采用EEPROM保存报警阈值、最新浓度值等重要数据；由于仪表的输出信号为420mA标准制式，可以很方便与其它设备互联，并且在一定程度上提高了信号传输距离；通过单片机内部集成的异步通信模块USART1和计算机串行接口RS-232，检测仪将浓度值和原始信号采样数据实时地传送到计算机，并以数据表的格式保存在数据库中，以满

30、足测试标定时采集和处理大量数据的需要。在实验室条件下，对该检测仪进行了标定，实验结果表明，该仪表实现了在50000ppm范围内对甲烷气体浓度的检测，分辨率为500ppm，精度为733ppm，在误差范围内有较好的重复性。在上述工作的基础上，本文还设计并通过实验对红外吸收型甲烷气体传感器进行了研究，对如何确定红外光源的调制频率和采样气室长度两个关键参数做了探讨，并对传感器的反应时间、稳定性和灵敏度进行了测试和分析。引证文献(2条)引证文献(2条)1.刘健康.高志.宋冬冬 PIC16F877A与YM1602C液晶的接口设计与软件编程期刊论文-仪表技术 2009(2)2.王立文.邵晓根.席建中.黄为勇.高玉芹 LCD1602在温室CO2增施控制器中的应用期刊论文-安徽农业科学2008(33)本文链接：http:/