基于51單片機(jī)的模路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)
基于51單片機(jī)的模路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于,51,單片機(jī),路燈,系統(tǒng),設(shè)計(jì)
在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡(jiǎn)單，在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過，在此不作介紹，本章重點(diǎn)介紹字符型液晶顯示器的應(yīng)用。
在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
顯示質(zhì)量高
由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。
數(shù)字式接口
液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。
體積小、重量輕
液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。
功耗低
相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。
10．8．1 液晶顯示簡(jiǎn)介
①液晶顯示原理
液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。
②液晶顯示器的分類
液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)（Static）、單純矩陣驅(qū)動(dòng)（Simple Matrix）和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)（Active Matrix）三種。
③液晶顯示器各種圖形的顯示原理:
線段的顯示
點(diǎn)陣圖形式液晶由M×N個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H——00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，……（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。
字符的顯示
用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由6×8或8×8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。
漢字的顯示
漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個(gè)漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5……右邊為2、4、6……根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對(duì)齊，送第三個(gè)字節(jié)……直到32B顯示完就可以LCD上得到一個(gè)完整漢字。
10．8．2 1602字符型LCD簡(jiǎn)介
字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以長(zhǎng)沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實(shí)物如圖10-53：
圖10-53 1602字符型液晶顯示器實(shí)物圖
10．8.2.1 1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能
1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖10-54所示：
圖10-54 1602LCD尺寸圖
1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：
顯示容量:16×2個(gè)字符
芯片工作電壓:4.5—5.5V
工作電流:2.0mA(5.0V)
模塊最佳工作電壓:5.0V
字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm
引腳功能說明
1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表10-13所示:
編號(hào)
符號(hào)
引腳說明
編號(hào)
符號(hào)
引腳說明
1
VSS
電源地
9
D2
數(shù)據(jù)
2
VDD
電源正極
10
D3
數(shù)據(jù)
3
VL
液晶顯示偏壓
11
D4
數(shù)據(jù)
4
RS
數(shù)據(jù)/命令選擇
12
D5
數(shù)據(jù)
5
R/W
讀/寫選擇
13
D6
數(shù)據(jù)
6
E
使能信號(hào)
14
D7
數(shù)據(jù)
7
D0
數(shù)據(jù)
15
BLA
背光源正極
8
D1
數(shù)據(jù)
16
BLK
背光源負(fù)極
表10-13：引腳接口說明表
第1腳：VSS為地電源。
第2腳：VDD接5V正電源。
第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。
第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。
第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。
第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。
第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。
第15腳：背光源正極。
第16腳：背光源負(fù)極。
10．8．2．3 1602LCD的指令說明及時(shí)序
1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表10-14所示：
序號(hào)
指令
RS
R/W
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
清顯示
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
光標(biāo)返回
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
3
置輸入模式
0
0
0
0
0
0
0
1
I/D
S
4
顯示開/關(guān)控制
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
5
光標(biāo)或字符移位
0
0
0
0
0
1
S/C
R/L
*
*
6
置功能
0
0
0
0
1
DL
N
F
*
*
7
置字符發(fā)生存貯器地址
0
0
0
1
字符發(fā)生存貯器地址
8
置數(shù)據(jù)存貯器地址
0
0
1
顯示數(shù)據(jù)存貯器地址
9
讀忙標(biāo)志或地址
0
1
BF
計(jì)數(shù)器地址
10
寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）
1
0
要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容
11
從CGRAM或DDRAM讀數(shù)
1
1
讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容
表10-14：控制命令表
1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）
指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。
指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。
指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。
指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。
指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。
指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。
指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。
指令8：DDRAM地址設(shè)置。
指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。
指令10：寫數(shù)據(jù)。
指令11：讀數(shù)據(jù)。
與HD44780相兼容的芯片時(shí)序表如下：
讀狀態(tài)
輸入
RS=L，R/W=H，E=H
輸出
D0—D7=狀態(tài)字
寫指令
輸入
RS=L，R/W=L，D0—D7=指令碼，E=高脈沖
輸出
無
讀數(shù)據(jù)
輸入
RS=H，R/W=H，E=H
輸出
D0—D7=數(shù)據(jù)
寫數(shù)據(jù)
輸入
RS=H，R/W=L，D0—D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖
輸出
無
表10-15：基本操作時(shí)序表
讀寫操作時(shí)序如圖10-55和10-56所示：
圖10-55 讀操作時(shí)序
圖10-56 寫操作時(shí)序
10．8．2．4 1602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表
液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖10-57是1602的內(nèi)部顯示地址。
圖10-57 1602LCD內(nèi)部顯示地址
例如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。
在對(duì)液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。
1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如圖10-58所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”
圖10-58 字符代碼與圖形對(duì)應(yīng)圖
10．8．2．5 1602LCD的一般初始化（復(fù)位）過程
延時(shí)15mS
寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）
延時(shí)5mS
寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）
延時(shí)5mS
寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）
以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測(cè)忙信號(hào)
寫指令38H：顯示模式設(shè)置
寫指令08H：顯示關(guān)閉
寫指令01H：顯示清屏
寫指令06H：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置
寫指令0CH：顯示開及光標(biāo)設(shè)置
10．8．3 1602LCD的軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)例
在1602LCD第一行顯示網(wǎng)站名：www.hificat.com在第二行顯示聯(lián)系電話：0571-85956028。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先將顯示切換開關(guān)切換到LCD工作狀態(tài)。
圖10-59 1602LCD實(shí)驗(yàn)演示圖
10．8．3．1 硬件原理圖
1602液晶顯示模塊可以和單片機(jī)AT89C51直接接口，電路如圖10-60所示。
圖10-60 硬件原理圖
10．8．3．2 程序流程圖
圖10-61 軟件流程圖
10．8．3．3 軟件代碼
#include
#include
sbit rs= P2^0;
sbit rw = P2^1;
sbit ep = P2^2;
unsigned char code dis1[] = {"www.gxut.com"};
unsigned char code dis2[] = {"0772-2686915"};
void delay(unsigned char ms)
{
unsigned char i;
while(ms--)
{
for(i = 0; i< 250; i++)
{
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
}
}
}
bit lcd_bz()
{
bit result;
rs = 0;
rw = 1;
ep = 1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
result = (bit)(P0 & 0x80);
ep = 0;
return result;
}
void lcd_wcmd(unsigned char cmd)
{
while(lcd_bz());//判斷LCD是否忙碌
rs = 0;
rw = 0;
ep = 0;
_nop_();
_nop_();
P0 = cmd;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep = 1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep = 0;
}
void lcd_pos(unsigned char pos)
{
lcd_wcmd(pos | 0x80);
}
void lcd_wdat(unsigned char dat)
{
while(lcd_bz());//判斷LCD是否忙碌
rs = 1;
rw = 0;
ep = 0;
P0 = dat;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep = 1;
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
ep = 0;
}
void lcd_init()
{
lcd_wcmd(0x38);
delay(1);
lcd_wcmd(0x0c);
delay(1);
lcd_wcmd(0x06);
delay(1);
lcd_wcmd(0x01);
delay(1);
}
void main(void)
{
unsigned char i;
lcd_init();// 初始化LCD
delay(10);
lcd_pos(0x01);//設(shè)置顯示位置
i = 0;
while(dis1[i] != '\0')
{
lcd_wdat(dis1[i]);//顯示字符
i++;
}
lcd_pos(0x42);// 設(shè)置顯示位置
i = 0;
while(dis2[i] != '\0')
{
lcd_wdat(dis2[i]);// 顯示字符
i++;
}}
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基于51單片機(jī)的模路燈系統(tǒng)設(shè)計(jì),基于,51,單片機(jī),路燈,系統(tǒng),設(shè)計(jì)
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