單片機與液晶顯示器.ppt

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1、講座四,1.多位LED顯示 2.鍵盤管理模塊 3.點陣、字符液晶顯示器 4.字模提取軟件,LED的工作原理,(a)典型的七段式LED器件 (b) 共陽極LED (c) 共陰極LED,四位數(shù)七段LED數(shù)碼管模塊(左為正面圖、右為背面圖),LED數(shù)碼管和單片機的連接1,單片機,P2.0,P2.7,a,b,c,d,e,f,g,dp,+5v,編程：（以共陽極為例） MOVP2,#11111001B(0F9H) MOVP0,#10100100B(0A4H) SJMP$,靜態(tài)連接,靜態(tài)顯示,LED數(shù)碼管和單片機的連接2,單片機,P2.0,P2.7,a,b,c,d,e,f,g,dp,想一想：和靜態(tài)連接的區(qū)別

2、在哪里？,單片機,P2.0,P2.7,a,b,c,d,e,f,g,dp,電路的接法決定了必須采用逐位掃描顯示方式。 即從段選口送出某位LED的字型碼，然后選通該位LED， 并保持一段延時時間。然后選通下一位，直到所有位掃 描完。,怎樣實現(xiàn)顯示呢？,靜態(tài)、動態(tài)顯示方式總結(jié),靜態(tài)顯示連接 所有LED的位選均共同連接到+VCC或GND，每個LED的8根段選線分別連接一個8位并行I/O口。 原理簡單；顯示無閃爍；占用I/O資源較多。 動態(tài)顯示連接 所有LED的段選線共同連接在一起共用一個 8位I/O口 而每個LED的位選分別由一根相應(yīng)的I/O口線控制。 因此必須采用動態(tài)掃描顯示方式。,例：74ls16

3、4+led(proteus),獨立鍵盤,case 0 x01: key1(); /鍵盤1功能函數(shù)。 break; case 0 x02: key2();/鍵盤2功能函數(shù)。 break; case 0 x04: key3(); /鍵盤3功能函數(shù)。 break; case 0 x08: key4();/鍵盤4功能函數(shù)。 break; case 0 x10: key5(); /鍵盤5功能函數(shù)。 break; case 0 x20: key6();/鍵盤6功能函數(shù)。 break; case 0 x40: key7(); /鍵盤7功能函數(shù)。 break; case 0 x80: key8();/鍵盤8功

4、能函數(shù)。 break; default:break; ,說明 ：采用輪詢方式查詢P1口，采用延時法消除鍵盤抖動 */ #include /* 函數(shù)名稱：delay() 功能：用于鍵盤消抖的延時函數(shù) 說明：無 入口參數(shù)：無 返回值 ：無 */ void delay() unsigned char i; for (i=400;i0;i-); / 主函數(shù) main() void main(void) unsigned char key; while(1) P1=0 xff; /要想從P1口讀數(shù)據(jù)必須先給P1口寫1 key=P1; /讀入P1口的數(shù)據(jù)，賦值給變量key if(key!=0 x00) /

5、判斷是否有鍵按下，當(dāng)沒有鍵按下時，P1口的數(shù)據(jù)為0 x00 delay(); /延時去抖 key=P1; /再次讀入P1口的數(shù)據(jù)，賦值給變量key if(key!=0 x00) /再次判斷是否有鍵按下 switch(key) ,矩陣式鍵盤控制,4x4 鍵盤的內(nèi)部結(jié)構(gòu),市售一體成型的4x4鍵盤,低電平掃描按下“0”鍵,低電平動作鍵盤動作分析表,高電平掃描按下“0”鍵,高電平動作鍵盤動作分析表,44鍵盤掃描電路,基本原理： 分行掃描 檢查是否有鍵按下 若有，確定哪個鍵被按下,1. 行掃描法的原理,判斷哪一個鍵被按下的流程,P1=0 xfb;n=P1;n,2. 行反轉(zhuǎn)法的原理,行線、列線分別接并行口

6、 行線輸出，列線輸入 列線輸出讀得的值，行線輸入,行反轉(zhuǎn)法的流程,uchar keyscan(void)/鍵盤掃描函數(shù)，使用行列反轉(zhuǎn)掃描法 uchar cord_h,cord_l;/行列值 P3=0 x0f; /行線輸出全為0 cord_h=P3/鍵盤最后組合碼值 ,此處仿真,測控系統(tǒng)中必不可少的組成人機界面,圖1 測控系統(tǒng)的組成部分,液晶顯示器的原理,字符型液晶（1602） 方法：通過向指定顯示位置對應(yīng)的DDRAM中寫數(shù)據(jù)來顯示字符。 例如：在第2行第2列顯示字符 a，查表1 可知a對應(yīng)的代碼為01100001即0 x31,則可向地址0 x41中寫入數(shù)據(jù)0 x31即可顯示。,圖2 1602的

7、顯示地址與DDRAM地址,點陣型液晶（12864）,在點陣型LCD上顯示一幅圖片或是字符，如上圖所示，只需黑色的部分點亮，空白的點置0即可?？梢詫CD看成128*64個LED燈來幫助理解。,正面圖,背面圖,12864分類 12864點陣液晶顯示屏有三種控制器，分別是KS0107（KS0108）、T6963C和ST7920，三種控制器主要區(qū)別是：KS0107（KS0108）不帶任何字庫、T6963C帶ASCII碼，ST7920帶國標(biāo)二級字庫（8千多個漢字）。,圖3 12864的DDRAM地址,XY地址計數(shù)器實際上是作為DDRAM的地址指針，X地址計數(shù)器為DDRAM的頁指針，Y地址計數(shù)器為DDR

8、AM的Y（列）地址指針。 X地址計數(shù)器沒有記數(shù)功能，只能用指令設(shè)置。Y地址計數(shù)器具有循環(huán)記數(shù)功能，各顯示數(shù)據(jù)寫入后，Y地址自動加1，Y地址指針從0到63。,從上圖可以看出數(shù)據(jù)按字節(jié)在屏幕上是豎向排列的。上方為低位，下方為高位。因此在橫向上(也就是Y)就一共是128列數(shù)據(jù)。分為CS1和CS2兩個64列來寫入。在豎方向上(也就是X)一字節(jié)數(shù)據(jù)顯示8個點，豎向64個點分為8個字節(jié)，稱做8頁(X=0-7)。了解這些后我們就知道要滿屏顯示一張圖就要從y=0127、X=07一共寫1288=1024個字節(jié)的數(shù)據(jù)。同樣在AT89S51中存一張圖就要1024個字節(jié)的空間。,圖片在12864上的顯示,簡單來說，主

9、要分為兩步： 1）將一幅圖片轉(zhuǎn)化為一系列二進制數(shù)據(jù) 2）將數(shù)據(jù)按字節(jié)（8位）寫入液晶對應(yīng)的DDRAM 由圖3可知，12864的DDRAM有128*8=1024個地址，只需將圖片轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)按字節(jié)寫入這其對應(yīng)的DDRAM地址即可。,字符在12864上的顯示,上圖中，漢字為16*16點陣，ASCII碼為8*16點陣，同圖片一樣，一個漢字（ASCII）由16*2（8*2）個字節(jié)數(shù)據(jù)組成，字符顯示原理與圖片一致，只需將字符代碼寫入相應(yīng)DDRAM地址。字體大小可以根據(jù)需要改變。,小結(jié),簡而言之，無論是字符型還是點陣型LCD，其基本原理都是通過將數(shù)據(jù)寫入所對應(yīng)的DDRAM地址中來顯示所需要的圖形或是字符。

10、12864點陣型液晶對應(yīng)的DDRAM有1024個地址，當(dāng)需顯示的字符或圖片已轉(zhuǎn)為二進制數(shù)據(jù)時，確定將數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)的DDRAM地址就是你所要做的工作！,單片機與液晶顯示器的硬件連接,液晶顯示器（12864）主要包含了以下接口（圖6） ： 1）使能E（51的RD和WR經(jīng)或非門接LCD的使能E） 2）片選CS1（左半屏）、CS2（右半屏），見圖3 3）命令/數(shù)據(jù)選擇RS（0命令，1數(shù)據(jù)） 4）讀/寫選擇R/W（0寫，1讀） 5）數(shù)據(jù)總線DB0DB7 6）負(fù)壓產(chǎn)生和負(fù)壓輸入（對比度）調(diào)整 7）復(fù)位RST 8）電源與地和背景光電源,軟件編程,注意：程序的編寫與硬件是分不開的。以圖6為例，A11A8對應(yīng)C

11、S2、CS1、R/W、RS，未用的地址線為高。見圖5 則當(dāng)向12864的左半屏（CS1=1,CS2=0）寫（R/W=0）數(shù)據(jù)（RS=1）時，總線地址為0 x1111010111111111。即0 xF5FF。 C文件中定義如下：#define WD1 XBYTE0 xF5FF 定義了總線地址后，對外部地址的操作變得非常簡單。 如向左半屏寫數(shù)據(jù)0 xFF: WD1=0 xFF 讀左半屏數(shù)據(jù) ： data=RD1（data存儲讀取到的數(shù)據(jù)）,舉例,下面簡單介紹程序編寫的流程 1）定義所有總線地址 #define WI1 XBYTE0 xF4FF/向左半屏寫命令 #define WD1 XBYTE0

12、 xF5FF /向左半屏寫數(shù)據(jù) #define RI1 XBYTE0 xF6FF /讀左半屏命令 #define RD1 XBYTE0 xF7FF /讀左半屏數(shù)據(jù) #define WI2 XBYTE0 xF8FF /向右半屏寫命令 #define WD2 XBYTE0 xF9FF/向右半屏寫數(shù)據(jù) #define RI2 XBYTE0 xFAFF /讀右半屏命令 #define RD2 XBYTE0 xFBFF/讀右半屏數(shù)據(jù),2）編寫底層程序（查忙，寫數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)） 查忙（讀BF標(biāo)志即DB7總線，亦即讀命令) BF=1表示模塊在內(nèi)部操作,此時模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)； BF=0時模塊為準(zhǔn)備狀態(tài),

13、隨時可接受外部指令和數(shù)據(jù)； b=RI1 或者 b=RI2，觀察b中最高位是否為0，否則忙。 寫數(shù)據(jù)a WD1=a或者WD2=a 讀數(shù)據(jù)到data data=RD1或者data=RD2 注意：無論是寫數(shù)據(jù)還是讀數(shù)據(jù)一定要先查忙（對左右半屏讀命令），只有在BF=0時才能對LCD進行操作,3）LCD初始化 包含開顯示（0 x3F），起始行（0 xC0)，設(shè)置起始頁地址（0 xB8）和Y地址（0 x40），即分別向LCD的左右半屏寫命令。可按括號內(nèi)的數(shù)據(jù)進行初始化。具體可查閱12864的PDF資料。 4）清屏（向DDRAM所有地址寫0） 顯示一幅新圖片前必須清屏，否則之前顯示的數(shù)據(jù)仍存在于液晶上。,5

14、）指定位置顯示一個ASCII碼 首先將起始頁地址和起始Y地址設(shè)置好，寫入ASCII碼的上半部分（8個字節(jié)數(shù)據(jù)） 重新設(shè)置起始頁地址和起始Y地址，寫入ASCII碼的下半部分（另8個字節(jié)數(shù)據(jù)）,注意：在對DDRAM進行讀寫操作后，Y地址指針自動加1，指向下一個DDRAM 單元。,6）指定位置顯示漢字 同顯示ASCII碼基本相似，只是上下部分分別有16個字節(jié)數(shù)據(jù)需要寫入DDRAM。 7）顯示一張圖片 對于圖片，必然從第0頁第0列開始，可以一頁一頁（不分左右屏）顯示，也可以先寫左半屏后寫右半屏。所謂的兩種方法差別正在設(shè)置的起始頁地址和Y地址的不同。圖3,小結(jié),12864點陣型液晶對應(yīng)的DDRAM有10

15、24個地址，無論是顯示字符還是圖片，靈活設(shè)置起始頁地址和Y地址，可以達到想要的結(jié)果。 C語言中用到總線操作必須添加頭文件“absacc.h”，另如使用仿真器，需在debug中的setting里選擇使用xbus（數(shù)據(jù)總線）。 可使用取字模軟件將字符或圖片轉(zhuǎn)為一系列二進制數(shù)據(jù)。,寫程序：,附件,3）寫數(shù)據(jù)dat void WriteData(uchar dat,bit side) CheckBusy(side); if(side=Left) WD1=dat; else WD2=dat; ,寫命令cmd（side0為左，1為右） void WriteCmd(uchar cmd, bit side)

16、CheckBusy(side); if(side=Left)/Left=0（宏定義） WI1=cmd; else WI2=cmd; ,讀操作時序,1）查忙程序 void CheckBusy(bit side)/side0為左1為右 unsigned char buf=0 xFF; while(buf) if(!side) buf=RI1;/單片機命令 else buf=RI2; buf /取D7若為1則忙，忙則buf != 0(LCD回信號) ,初始化：,4）初始化程序 void LCD_Init() WriteCmd(0 x3F,Left);/顯示開 WriteCmd(0 x3F,Right

17、); WriteCmd(0 xC0,Left);/起始行 WriteCmd(0 xC0,Right); WriteCmd(0 xB8,Left); WriteCmd(0 xB8,Right);/起始x,y坐標(biāo)(0,0) WriteCmd(0 x40,Left); WriteCmd(0 x40,Right); ,5）清屏（一般dat=0） void LCD_Clear(uchar dat) uchar i,j; for(i=0;i8;i+) WriteCmd(0 xB8+i,Left); WriteCmd(0 xB8+i,Right); WriteCmd(0 x40,Left); WriteCm

18、d(0 x40,Right); for(j=0;j64;j+) WriteData(dat,Left); WriteData(dat,Right); ,總結(jié),理解12864是如何顯示字符和圖形的 知曉單片機與12864的硬件連接 根據(jù)硬件接線，確定所有的總線地址（8個） 明白如何通過總線操作對12864進行數(shù)據(jù)與命令的交換 參考12864的命令字進行軟件編程 學(xué)會如何使用取字模軟件,圖6 AT89C51與12864的硬件連接,LCD12864模塊的20個引腳定義如下： 1.Vss 邏輯電源地2.VDD邏輯電源正5v3.V0LCD驅(qū)動電壓4.RS 數(shù)據(jù)/指令選擇：高電平為數(shù)據(jù)， 低電平為指令5.

19、R/W讀/寫選擇：高電平為讀數(shù)據(jù)， 低電平為寫數(shù)據(jù) 6.E讀寫使能，高電平有效， 下降沿鎖定數(shù)據(jù)7.DB0數(shù)據(jù)輸入輸出引腳8.DB1數(shù)據(jù)輸入輸出引腳9.DB2數(shù)據(jù)輸入輸出引腳10.DB3數(shù)據(jù)輸入輸出引腳11.DB4數(shù)據(jù)輸入輸出引腳12.DB5數(shù)據(jù)輸入輸出引腳13.DB6數(shù)據(jù)輸入輸出引腳14.DB7數(shù)據(jù)輸入輸出引腳15.CS1片選擇號，低電平時選擇前64列16.CS2片選擇號，低電平時選擇后64列17.RET復(fù)位信號，低電平有效。18.VEE輸出15v電源給V0提供驅(qū)動電源19.A背光電源LED正極20.K背光電源LED負(fù)極,圖5.LCD引腳圖,帶字庫12864,帶字庫的12864的基本特性：

20、（1）顯示分辨率:12864點 （就是64行，每行128個點） （2）內(nèi)置漢字字庫，提供8192個1616點陣漢字（12864內(nèi)部有一個CGROM，內(nèi)容掉電可以存儲，所以漢字字庫會存放在里面。滿屏最多顯示4*8=32個漢字）。 （3）內(nèi)置 128個168點陣ASCII字符（12864一次最多可以顯示4*16=64個ASCII字符）。 （4）通訊方式：串行、并口可選 （數(shù)據(jù)寫入和讀出可以是以串行的方式，也可以是以并行的方式。）,所以只要我們寫入指令0 x01，整個屏幕就被清空了。,LCD初始化：,一般用指令0 x0c，開顯示，關(guān)閉光標(biāo),既可以控制擴展功能，又可以控制繪圖顯示的指令！用0X30，基

21、本指令集,指令0X06光標(biāo)右移,1.漢字顯示坐標(biāo),顯示漢字一屏可以顯示4*8=32個16*16的漢字。實物圖對照下，把地址也表到實物圖上去了。,操作的具體流程： A進入基本指令模式（指令16，指令為0 x30） B寫入xy地址（地址需要查上表，用指令8，也就是寫入DDRAM） C寫入欲寫入的漢字的編碼（一般定義一個數(shù)組，直接把漢字存放在里面即可，存儲的時候它就是以編碼的形式。例如：uchar code dis1=“南京師范大學(xué);） 例程代碼： uchar code dis3 = “南京師范大學(xué); void display_hz() Uchar I; Write_comd(0 x30);/基本指

22、令 Write_comd(0 x80);/寫在第一個位置上 For(i=0;i8;i+) Write_da(dis3i);/把數(shù)據(jù)送到端口 Delay_ms(5);/延時一會 ,2.ASCII顯示坐標(biāo)：,它的坐標(biāo)和漢字的坐標(biāo)是一樣的，只不過一個漢字的位置可以放兩個ASCII碼字符。因為前者為16*16后者為16*8，這樣一行可以顯示16個ASCII碼了。在顯示一串字符穿的時候，給一個起始地址，屏幕就會依次顯示出來（自動加一功能）。,操作的具體流程： A進入基本指令模式（指令16，指令為0 x30） B寫入xy地址（地址需要查上表，用指令8，也就是寫入DDRAM） C寫入欲寫入的漢字的編碼（一般

23、定義一個數(shù)組，直接把ASACII碼存放在里面即可，存儲的時候它就是以編碼的形式。例如：uchar code dis1=SH;）,例程代碼： uchar code dis2 = SH; void display_ascii() Uchar I; Write_comd(0 x30);/基本指令 Write_comd(0 x80);/寫在第一個位置上 For(i=0;i2;i+) Write_da(dis2i);/把數(shù)據(jù)送到端口 Delay_ms(5);/延時一會 ,并行寫資料到模塊：,時序圖：,寫指令： void write_cmd(uchar cmd) lcdrs = 0;/低電平表命令 lcd

24、rw = 0;/ 低電平表寫 P0 = cmd;/把命令送給P0 lcden = 0;/產(chǎn)生一個高脈沖 delay_ms(5); lcden = 1; delay_ms(5);/不用的時候把en拉低，12864不使能 lcden = 0; （2）寫數(shù)據(jù)： void write_dat(uchar dat) lcdrs = 1;/高電平表示數(shù)據(jù) lcdrw = 0;/低電平表示寫 P0 = dat;/把數(shù)據(jù)送到端口 lcden = 0;/產(chǎn)生一個高脈沖 delay_ms(5); lcden = 1; delay_ms(5); lcden = 0; /不用時不使能 ,根據(jù)這個時序圖可以從12864

25、液晶模塊內(nèi)部RAM中讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，忙檢測函數(shù)就是根據(jù)這個時序圖寫出來的。,帶中文字庫的128X64顯示模塊時應(yīng)注意以下幾點：欲在某一個位置顯示中文字符時，應(yīng)先設(shè)定顯示字符位置，即先設(shè)定顯示地址，再寫入中文字符編碼。顯示ASCII字符過程與顯示中文字符過程相同。不過在顯示連續(xù)字符時，只須設(shè)定一次顯示地址，由模塊自動對地址加1指向下一個字符位置，否則，顯示的字符中將會有一個空ASCII字符位置。當(dāng)字符編碼為2字節(jié)時，應(yīng)先寫入高位字節(jié)，再寫入低位字節(jié)。模塊在接收指令前，向處理器必須先確認(rèn)模塊內(nèi)部處于非忙狀態(tài)，即讀取BF標(biāo)志時BF需為“0”，方可接受新的指令。如果在送出一個指令前不檢查BF標(biāo)志，則在前一個指令和這個指令中間必須延遲一段較長的時間，即等待前一個指令確定執(zhí)行完成。指令執(zhí)行的時間請參考指令表中的指令執(zhí)行時間說明。 “RE”為基本指令集與擴充指令集的選擇控制位。當(dāng)變更“RE”后，以后的指令集將維持在最后的狀態(tài)，除非再次變更“RE”位，否則使用相同指令集時，無需每次均重設(shè)“RE”位。,