基于单片机的LCD液晶显示器控制原理系统设计.doc

摘 要 本文围绕设计以单片机作为LCD液晶显示系统控制器为主线，同时也对部分芯片和外围电路进行了介绍和设计，并附以系统结构框图加以说明，着重介绍了本系统应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程，并详细阐述了程序的各个模块。本系统是以单片机的汇编语言来进行软件设计，指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。使硬件在软件的控制下协调运作。其次阐述了部分程序的流程图和实现过程。本文撰写的主导思想是软、硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块的编写。最后对我所开发的用单片机实现LCD液晶显示器控制原理的设计思想和软、硬件调试作了详细的论述。1 绪 论 4 1.1 单片机液晶显示系统设计课题背景 4 1.2 开发单片机液晶显示系统的意义 5 1.3 课题完成的功能 6 2 单片机与C8051F020单片机实验系统 7 2.1 单片机技术的发展特点[] 7 2.2 C8051F020单片机实验系统[] 10 2.3 CIP-51CPU 12 3 液晶显示控制器KS0108 16 3.1 KS0108的特点 16 3.2 KS0108管脚[] 17 3.3 KS0108受控引脚 17 3.4 KS0108的时序[4] 18 3.4.1 KS0108与68系列微处理器直接接口的时序 18 3.4.2 复位时序 19 3.5 KS0108显示RAM地址结构 20 3.6 KS0108指令系统[4] 20 4 图形动态显示 24 4.1 图形点阵式液晶显示控制原理 24 4.2 液晶显示模块外部接口 25 4.3 图形点阵液晶显示编码规则 27 4.3.1汉字编码规则 27 4.3.2 图形编码规则 30 4.4 程序流程 31 4.5 功能实现 32 5 系统实验仿真 36 5.1 平台及操作 36 5.2 仿真及结果 37 参考文献 40 致 谢 42 1 绪 论 1.1 单片机液晶显示系统设计课题背景 单片机液晶显示系统主要是指单片机以及由单片机驱动的点阵式液晶显示屏所组成的一个显示系统。液晶显示器与CRT（cathode-ray tube，阴极射线管)、LED (light-emitting diode，发光二级管)或等离子显示器相比是一种低功耗的平面显示器件。它在车内广告、在型智能广告、可视电话、仪表盘、空调、洗衣机和其它低功耗电子产品中得到广泛应用。老式七段LCD（Liquid Crystal Display 液晶显示屏）显示的字符数量有限，只能用于简单显示，而对于比较复杂的字符、图形无法表达。然而在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中，越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字。点阵式LCD不仅可以显示字符、数字，还可以显示各种图形、曲线及汉字，并且可以实现屏幕动窗口反转闪烁等功能，液晶显器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其它显示器无法比的优点。近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。单片机是美国Silabs公司推出的完全集成的混合信号系统芯片(SOC)F020系统实验设备上实现的。C8051F020中有内藏KS0108控制器的液晶模块CGM12864B。KS0108，128×64个点阵，与行控制器KS0107配合使用，组成液晶显示驱动控制系统。我最主要是用KS0108来设计图形动态显示。 在显示屏上的显示点是以字节数和位数为显示单元的，单元内为“1”的位在屏幕上反应是亮点，为“0”的位不亮。在字节中能够显示的位数可编程设置，范围是1～16。如果小于等于8位，则用一个字节，每个字节的低位不起显示作用。例如，设置显示单元为6，每个字节显示6位，那么屏幕上的显示单元为1×6点；如果大于8位则用两个字节，低字节的低位不起显示作用。屏幕上同一行的显示单元从左到右地排列，对应着显示内存中的地址是从高到低，同一列中的显示单元从上到下，对应显示内存中的地址相差一定的值，称作行地址间隔，可用程序设置。显示内存（RAM，Random Access Memory随机存储器）中的地址与屏幕上的显示位置一一对应。在液晶显示屏上显示图形实际上是将对应的图形显示数据写入显示RAM的相应位置。显示图形首先需要将图形转换为图形字模，然后根据该图形的显示位置将图形字模写入对应的显示RAM区地址。在图形显示过程中，按列扫描，显示完一页后，要送一个页面地址加1指令，让单片机将数据传送到显示RAM的下一页。除了实现图形简单的整屏显示外，根据单片机编程控制灵活的特点，还可以实现图形的左右或上下滚动。实现图形左右滚屏的基本思想是让后一列的数据写住前一列的显示RAM，直至整屏都往右移一列；实现上