1、單片機的漢字顯示控制系統 摘 要：LCD液晶顯示器由于顯示質量高、沒有電磁輻射、可視面積大、畫面效果好、體積小、質量輕、功耗低等優點，已經成為各種便攜式電子產品的理想顯示器。本設計以單片機作為LCD液晶顯示控制器為主線，首先描述了系統硬件工作原理，重點對單片機和液晶顯示模塊分別做了詳細介紹,同時也對部分芯片和外圍電路進行了介紹和設計，并附以系統結構框圖加以說明。軟件系統是以單片機的C語言進行設計，既可以簡單的實現對顯示內容的調整，又方便在Proteus中進行仿真。其次闡述了部分程序的流程圖和實現過程。撰寫本文的主導思想是軟、硬件相結合，以硬件為基礎，進行程序的編寫。最后對LCD液晶漢字顯示原理

2、、設計思想和軟、硬件調試作了詳細的論述。設計方案簡單、成本低，具有廣泛的應有價值。關鍵詞：AT89S52；TS-12864；液晶漢顯Chinese character display control system of SCMAbstract：LCD liquid crystal displays have become the ideal display of portable electronic products because of their high quality, visual area, picture effect, small size, light weight, lo

3、w power consumption and there is no electromagnetic radiation. The design uses SCM as the main line of LCD liquid crystal display system controller. First of all, it describes the working principle of the hardware system and put emphasis on the single chip and liquid crystal display modules. At the

4、same time, a part of chips and external circuits are introduced, the design uses the block diagram to illustrate the system. The system is based on the C language of SCM to design, which is convenient to realize the simple display of adjustment and simulate in the Proteus. Secondly, it describes the

5、 flow chart of some procedures and implementation process. This article is written by the leading ideas of hardware and software combination and it is based on hardware to carry out the preparation procedures. Finally, LCD liquid crystal display principle，design， the software and hardware debugging

6、are discussed in detail. The design is used broadly because of its simple and low cost.KeyWords：AT89S52;TS-12864; LCD character display引言LCD液晶顯示技術作為人機交互的主流方式，正廣泛應用于家電、手機、個人電腦等顯示終端。隨著電子技術的發展，單片機技術的應用產品日益增多，研究以單片機作為主控制器的LCD液晶顯示器控制系統意義重大。展望未來，急速的響應速度將會成為個性化LCD的發展趨勢，越來越多的單片機正如雨后春筍般涌現。 本設計由軟件和硬件兩部分構成，硬件部

7、分以89S52單片機為控制核心，構成主控制電路，以18624構成顯示電路。軟件部分由單片機編程實現，采用C語言進行設計1。1.設計方案的選擇和論證1.1設計要求 （1）顯示全部漢字、英文字符及一些簡單的圖片。（2）顯示（4*8）32個漢字。（3）完成程序編寫、調試、仿真，并做出硬件電路產品。1.2單片機芯片的選擇和論證方案一: 采用AT89C51芯片作為硬件核心，采用Flash ROM，內部具有4KB ROM 存儲空間,能于3V的超低壓工作,而且與MCS-51系列單片機完全兼容,但是運用于電路設計中時由于不具備ISP在線編程技術2, 當在對電路進行調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需

8、要燒入程序時，對芯片的多次拔插會對芯片造成一定的損壞。方案二: 采用AT89S52,片內ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底壓工作；同時也與MCS-51系列單片機完全該芯片內部存儲器為8KB ROM 存儲空間，同樣具有89C51的功能，且具有在線編程可擦除技術3，當在對電路進行調試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時，不需要對芯片多次拔插，所以不會對芯片造成損壞4。1.3 顯示模塊的選擇和論證方案一：采用LED顯示,LED一般都是數碼顯示，管雖價格相對比較低,但其顯示內容少，耗電量大，控制比較復雜。方案二：采用LCD顯示，LCD價格適中，顯示的內容比較多，耗電低，

9、控制簡單，可以顯示字符、圖片等等。LCD液晶顯示模塊TS12864A-2自帶漢字庫、內嵌先進的智能拼音輸入法、串行接口控制、128*64漢字顯示。綜上各方案所述,對本設計的方案選定: 采用AT89S52作為主控制系統; LCD液晶模塊TS12864A-2做為顯示電路。2.系統的硬件設計與實現2.1 電路設計方框圖圖 1 系統方框圖2.2 系統硬件概述 本設計硬件電路主控系統采用AT89S52單片機4，顯示電路采用自帶漢字庫、內嵌先進的智能拼音輸入法、串行接口控制、128*64漢字顯示液晶模塊TS12864A-2來實現單片機開發系統中的漢字顯示。2.3 主控系統電路AT89S52單片機為40引腳

10、雙列直插芯片,有四個I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51單片機共有4個8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），每一條I/O線都能獨立地作輸出或輸入5。單片機89S52的時鐘信號有兩種形式4：一是內部時鐘方式；另一種是外部時鐘方式。內部時鐘方式是在單片機的XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體6。這就構成了自激振蕩并在單片機內部產生時鐘脈沖信號，其中晶振頻率一般是1.2MHz-12MHz。外部時鐘方式是把外部已有的時鐘信號引到單片機內，該方式常用于多片單片機，同時工作，以便各單片機同步。故本設計選擇內部時鐘方式，晶振頻率選擇12MHz。圖2 單片機晶振電路單片機89S52的REST引

11、腳引入高電平并保持兩個周期時，單片機內部就執行復位操作。在實際應用中，復位操作有兩種基本形式：一種是上電復位，另一種是上電和按鍵均有效的復位7。本設計選擇上電和按鍵均有效的復位，這樣便于控制一些。圖3 單片機復位電路單片機的最小系統8如下圖所示,18引腳和19引腳接時鐘電路,XTAL1接外部晶振和微調電容的一端,在片內它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和微調電容的另一端,在片內它是振蕩器倒相放大器的輸出。第9引腳為復位輸入端,接上電容,電阻及開關后夠上電復位電路,20引腳為接地端,40引腳為電源端9。 圖4 主控制系統電路2.4 LCD液晶顯示電路設計圖5 液晶顯示電路2.4.1

12、 點陣LCD的顯示原理 在數字電路中2，所有的數據都是以0和1保存的，對LCD控制器進行不同的數據操作，可以得到不同的結果。對于顯示英文操作，由于英文字母種類很少，只需要8位（一字節）即可。而對于中文，常用卻有6000以上，于是我們的DOS前輩想了一個辦法，就是將ASCII表的高128個很少用到的數值以兩個為一組來表示漢字，即漢字的內碼。而剩下的低128位則留給英文字符使用，即英文的內碼。那么，得到了漢字的內碼后，還僅是一組數字，那又如何在屏幕上去顯示呢？這就涉及到文字的字模，字模雖然也是一組數字，但它的意義卻與數字的意義有了根本的變化，它是用數字的各位信息來記載英文或漢字的形狀2。12864

13、是一種圖形點陣液晶顯示器,它主要由行驅動器/列驅動器及12864全點陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示84個(1616點陣)漢字10。12864引腳11說明如下表：表1 12864LCD引腳說明管腳號管腳名稱LEVER管腳功能描述1VSS0電源地2VDD+5.0V電源電壓3V0-液晶顯示器驅動電壓4D/I(RS)H/LD/I=“H”，表示DB7DB0為顯示數據D/I=“L”，表示DB7DB0為顯示指令數據5R/WH/LR/W=“H”，E=“H”數據被讀到DB7DB0R/W=“L”，E=“HL”數據被寫到IR或DR6EH/LR/W=“L”，E信號下降沿鎖存DB7DB0R/W=“H”，E

14、=“H”DDRAM數據讀到DB7DB07DB0H/L數據線8DB1H/L數據線9DB2H/L數據線10DB3H/L數據線11DB4H/L數據線12DB5H/L數據線13DB6H/L數據線14DB7H/L數據線15CS1H/LH:選擇芯片(右半屏)信號16CS2H/LH:選擇芯片(左半屏)信號17RETH/L復位信號,低電平復位18VOUT-10VLCD驅動負電壓19LED+-LED背光板電源20LED-LED背光板電源2.4.2 12864LCD的指令系統及時序 12864液晶顯示模塊的指令系統比較簡單，共有七種。其指令如表2所示：表2 12864指令表指令名稱控制信號控制代碼R/WRSDB7

15、DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0顯示開關0000111111/0顯示起始行設置0011XXXXXX頁設置0010111XXX列地址設置0001XXXXXX讀狀態10BUSY0ON/OFFRST0000寫數據01寫數據讀數據11讀數據3.系統的軟件設計3.1 系統程序流程圖本設計的硬件電路相對來說比較簡單，其功能的實現主要由軟件完成。本程序的軟件部分采用單片機C語言編程12。系統程序流程主要包括：圖6 程序流程圖4.制作與調試4.1 硬件電路的布線與焊接 本設計的電路設計比較簡單，應用Proteus軟件在原理圖的基礎上生成PCB板，經轉印、腐蝕做成電路板13。在焊接電路板時，以電路原理

16、圖為參照，對電路板進行仔細檢測，防止短線、錯線的產生；同時對元器件進行測量，防止使用已損壞的元器件14。4.2 硬件測試本設計的電路焊接并不是太多，不過電路系統的任何一處錯誤，都將導致整個設計的失敗，所以在完成整個電路板焊接后，要進行相關的硬件測試15。主要包括一下幾個部分：（1）單片機及其晶振、復位電路能否正常工作，特別是復位電路是否能拉低電平使單片機復位。（2）12864液晶模塊能否正常工作。調整電位器阻值以調節液晶顯示屏的亮度。4.3 軟件測試 本設計的軟件編寫比較復雜16，在程序編寫和作品性能調試時，出現了比較多的問題，主要是12864的控制字和時序問題。在此期間得到了指導老師和同學們

17、的幫助，最終成功完成了軟件部分的調試。 4.4 測試結果分析與結論在測試中如發現單片機及其外圍電路不能正常工作，要仔細觀察是否存在漏焊、虛焊、或者元器件損壞。液晶顯示屏出現不顯、閃屏或顯示不全的情況時注意檢查排線是否有問題，電位器阻值是否過大等。經過多次的仿真、測試與分析，在對系統電路原理、功能充分理解和熟悉的基礎上，反復修改程序，最終完成了對本設計的最終調試。結論 51系列單片機，體積小、重量輕、抗干擾能力強，對環境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好。本設計以51單片機為主控系統，實現了單片機的漢字顯示與控制。隨著電子技術的發展，LCD液晶顯示作為人機交互的重要方式正應用于各種電子產品，

18、以單片機作為主控制器的LCD液晶顯示器控制系統的應用必將越來越廣泛。參考文獻1 陳大欽電子技術基礎實驗-電子電路實驗設計仿真M 北京：高等教育出版社，20022 閻石數字電子技術基礎M北京：高等教育出版社，1997：2402603 何立民單片機高級教程M北京：航空航天大學出版社，2000：25264 陳光東單片微型計算機原理與接口技術M武漢：華中理工大學出版社，1997：110112.5 張毅剛.MCS-51單片機應用設計M.哈爾濱：哈爾濱工業大學出版，1997：123125.6 王沛民，熊立扉.微型計算機原理及接口技術M.西安：西北電訊工程學院出版社，1985：99101.7 楊子文.單片機

19、原理及應用M.西安:西安電子科技大學出版社， 2006: 77102.8 王法能.單片機原理及應用M.北京: 科學出版社， 2004:112135. 9 李朝青.單片機原理與接口技術M.北京：航空航天大學出版社，1997：217218.10 李全利.單片機原理及應用M.北京: 清華大學出版社， 2006:7196.11 孫涵芳，徐愛卿.MCS-51 系列單片機原理及應用M.北京：北京航空航天大學出版社，1992：5859.12 陳正振.電子電路設計與制作M.北京: 電子工業出版社， 2007: 6794. 13 Wayne C The toxins of cyan bacteriaJScien

20、tific American，1994，270(1)：788614 Thomas LFloy Electronic DevicesJ， 5th ed New Jersey：Prentice-Hall， 1999：3243.15 IntelMCS-51 Family of Single Chip Microcomputers Users ManualM 2000：243516Buchberger B，Collins G EComputer Algebra Symbolic and Algebraic ComputationMNew York：Springer Versa，1998：5876附錄

21、系統程序清單：#include#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit CS1=P13; / 片選1sbit CS2=P14;/ 片選2sbit RS =P15; /sbit RW =P16;sbit E =P17;uint code aa1 = / 數據表0x10,0x60,0x02,0x8C,0x00,0x84,0xE4,0x1C,0x05,0xC6,0xBC,0x24,0x24,0xE4,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x7F,0x49,0x49,0x49

22、,0x49,0x49,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x60,0x02,0x0C,0xC0,0x02,0x1E,0xE2,0x02,0x02,0x02,0xE2,0x1E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x92,0x92,0x92,0x92,0x92,0x92,0x92,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00,0x04,0x04,0x7E,0x01,0x00,0x00,0xFF,0x82,0x41,0x26,0x18,0x29,0x46,0x81,0x80,0x00,0x00,0xFF,0x49,0x49

23、,0x49,0x49,0xFF,0x00,0xFF,0x49,0x49,0x49,0x49,0xFF,0x00,0x00, 0x04,0x04,0x7C,0x03,0x80,0x80,0x40,0x20,0x13,0x0C,0x13,0x20,0x40,0x80,0x80,0x00,0x40,0x42,0x44,0x58,0x40,0x7F,0x40,0x40,0x40,0x7F,0x40,0x50,0x48,0x46,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0

24、0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0

25、0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x18,0x08,0x08,0xF8,0x08,0x08,0x18,0x0

26、0,0x08,0xF8,0x88,0x88,0xE8,0x08,0x10,0x00,0x08,0xF8,0x08,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF8,0x08,0x88,0x88,0x08,0x08,0x00,0x00,0x70,0x88,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x00,0x20,0x3

27、F,0x20,0x00,0x00,0x00,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x23,0x20,0x18,0x00,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x20,0x20,0x30,0x00,0x00,0x00,0x36,0x36,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00,0x00,0x19,0x21,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,0x00,0x1C,0x22,0x21,0x21,0x22,0x1C,0x0

28、0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x20,0x18,0xC7,0x44,0x44,0x44,0x44,0xFC,0x44,0x44,0x4

29、4,0x44,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00,0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,0x04,0x04,0x04,0x07,0x04,0x04,0x04,0x0

30、4,0xFF,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00;uint code aa2 = / 數據表0x10,0x0C,0x04,0x84,0x14,0x64,0x05,0x06,0xF4,0x04,0x04,0x04,0x04,0x14,0x0C,0x00,0x04,0x84,0x84,0xFC,0x84,0x84,0x00,0xFE,0x02,0x02,0xF2,0x02,0x02,0xFE,0x00,0x00,0x10,0x10,0x10,0xFF,0x90,0x20,0x98,0x48,0x28,0x09,0x0E,0x28,0x48,0xA8,0x18,0x

31、00,0x40,0x50,0x4E,0x48,0x48,0xFF,0x48,0x48,0x48,0x40,0xF8,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x04,0x84,0x84,0x44,0x47,0x24,0x14,0x0C,0x07,0x0C,0x14,0x24,0x44,0x84,0x04,0x00,0x20,0x60,0x20,0x1F,0x10,0x90,0x40,0x23,0x18,0x06,0x01,0x7E,0x80,0x83,0xE0,0x00,0x02,0x42,0x81,0x7F,0x00,0x40,0x40,0x42,0x42,0x42,0x7E,0x

32、42,0x42,0x42,0x40,0x00,0x00,0x00,0x3E,0x02,0x02,0xFF,0x12,0x22,0x1E,0x00,0x0F,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x22,0x5A,0x86,0x08,0x88,0x68,0x18,0x0F,0xE8,0x08,0x08,0x08,0x08,0x00,0x00,0x80,0x60,0xF8,0x07,0x08,0x48,0x

33、48,0x48,0xFF,0x48,0x48,0x48,0x48,0x08,0x00,0x40,0x48,0x48,0x48,0xFF,0x48,0x48,0x42,0xA2,0x9E,0x82,0xA2,0xC2,0xBE,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x04,0x08,0x07,0x20,0x11,0x0D,0x41,0x81,0x7F,0x01,0x05,0x09,0x30,0x00,0x01,0x00,0x00,0x

34、FF,0x00,0x02,0x02,0x02,0x02,0xFF,0x02,0x02,0x12,0x22,0x1E,0x00,0x80,0x60,0x1F,0x20,0x7F,0x44,0x44,0x40,0x4F,0x48,0x48,0x48,0x48,0x4F,0x40,0x00,0x00,0x30,0x08,0x88,0x88,0x48,0x30,0x00,0x00,0x38,0x08,0x08,0xC8,0x38,0x08,0x00,0x00,0xE0,0x10,0x88,0x88,0x18,0x00,0x00,0x00,0x70,0x88,0x08,0x08,0x88,0x70,0x

35、00,0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x00,0xC0,0x20,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0xF8,0x08,0x88,0x88,0x08,0x08,0x00,0x00,0x18,0x20,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x11,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,0x00,0x1C,0x22,0x

36、21,0x21,0x22,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x31,0x22,0x22,0x11,0x0F,0x00,0x00,0x07,0x04,0x24,0x24,0x3F,0x24,0x00,0x00,0x00,0x31,0x22,0x22,0x11,0x0F,0x00,0x00,0x19,0x21,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0xF8,0x08,0x88,0x88,0x08,0x08,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x22,0x22,0x22,0x

37、22,0x22,0x22,0x22,0x22,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,0x00,0x19,0x21,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,0x80,0x40,0x30,0x

38、0F,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x42,0x82,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00,0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00;void delay(uint time) /延時子程序 for(;time0;time-);void write_command(uchar comma

39、nd) /寫命令子程序 RS=0; RW=0; P3=command; delay(1); E=1; delay(2); E=0; void write_data(uchar dat) /寫數據子程序 RS=1; RW=0; P3=dat; delay(1); E=1; delay(2); E=0; void clear_screen() /清屏子程序 uchar j,k; CS1=1; CS2=1; write_command(0xb8+0); write_command(0x40+0); for(k=0;k8;k+) write_command(0xb8+k); for(j=0;j64;j

40、+) write_data(0x00); void initial() /初始化子程序 delay(100); CS1=1; CS2=1; delay(100); write_command(0x3e); write_command(0xb8+0); write_command(0xc0+0); write_command(0x40+0); write_command(0x3f); void display_xiaohui(uchar page,uchar col,uint *temp) uint i, j; CS1=0;CS2=1; for(i=0;i8;i+) write_command(page+i);write_command(col);for(j=0+64*i;j64*(i+1);j+) write_data(tempj); void display_xiaohui1(uchar page,uchar col,uint *temp) uint i, j; CS1=1;