單片機(jī)與液晶顯示器接口

1、單片機(jī)與液晶顯示器接口宋鐸摘要： 單片機(jī)（Single chip microcomputer）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。本文介紹了單片機(jī)對(duì)圖形點(diǎn)陣型液 晶顯示模塊控制的硬件接口電路以及模塊化的程序編寫(xiě)方法,著重說(shuō)明了KS0108液晶

2、控制器的特點(diǎn)、使用方法,圖形點(diǎn)陣型液晶顯示模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、時(shí)序、控制命令及其與單片機(jī)的接口電路。KS0 108 液晶顯示控制驅(qū)動(dòng)器是一種帶有驅(qū)動(dòng)輸出的圖形液晶顯示驅(qū)動(dòng)器, 它可直接與8 位微處理器相連, 它可與KS01 07 配合對(duì)液晶屏進(jìn)行行、列驅(qū)動(dòng)。1. 1 KS0 108 的特點(diǎn)( 1 ) 內(nèi)藏6 4* 64 = 409 6位顯示RAM, RAM 中每位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)LCD 屏上的一個(gè)點(diǎn)的亮、暗狀態(tài)。( 2 ) KS0 108 是列驅(qū)動(dòng)器, 具有64 路列驅(qū)動(dòng)輸出。( 3 ) KS0 108 讀、寫(xiě)操作時(shí)序與68 系列微處理器相符, 因此它可直接與68 系列微處理器接口相連。( 4 ) KS0

3、 108 的占空比為1 / 48 - - 1 / 61.2 KS0 108 與微處理器的接口信息1. 3 KS0108的指令系統(tǒng)( 1) 顯示開(kāi)/關(guān)指令 D isp lay ON /OFF Injunction當(dāng)DB0= 1 時(shí), LCD顯示RAM 中的內(nèi)容; DB0= 0 時(shí), 關(guān)閉顯示。( 2) 顯示起始行( ROW ) 設(shè)置指令Se t Display Sta rt line Injunction該指令設(shè)置了對(duì)應(yīng)液晶屏最上一行的顯示RAM 的行號(hào), 有規(guī)律地改變顯示起始行, 可以使LCD 實(shí)現(xiàn)顯示滾屏的效果。( 3) 頁(yè)( PAGE )設(shè)置指令Set Pag e In junction顯

4、示RAM 共64行, 分8頁(yè), 每頁(yè)8行。( 4) 列地址( Y Address)設(shè)置指令Set Y Address Injunc-tion設(shè)置了頁(yè)地址和列地址, 就唯一確定了顯示RAM 中的一個(gè)單元, 這樣MPU 就可以用讀、寫(xiě)指令讀出該單元中的內(nèi)容或向該單元寫(xiě)進(jìn)一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。( 5) 讀狀態(tài)指令 Sta tus Read In junction該指令用來(lái)查詢KS0108的狀態(tài), 各參量含義如下:BUSY: 1- 內(nèi)部在工作 0- 正常狀態(tài) ON /OFF: 1- 顯示關(guān)閉0- 顯示打開(kāi)REST: 1- 復(fù)位狀態(tài)0- 正常狀態(tài)在BUSY和REST狀態(tài)時(shí), 除讀狀態(tài)指令外, 其它指令均不對(duì)KS

5、0108產(chǎn)生作用。在對(duì)KS0108操作之前要查詢BUSY狀態(tài), 以確定是否可以對(duì)KS0108進(jìn)行操作。( 6) 寫(xiě)數(shù)據(jù)指令W rite Data In junction( 7) 讀數(shù)據(jù)指令Read Data Injunction讀、寫(xiě)數(shù)據(jù)指令每執(zhí)行完一次讀、寫(xiě)操作, 列地址就自動(dòng)增一, 必須注意的是, 進(jìn)行讀操作之前, 必須有一次空讀操作,緊接著再讀才會(huì)讀出所要讀的單元中的數(shù)據(jù)。2. 硬件電路設(shè)計(jì)液晶模塊與微處理器MPU的接口電路有兩種方式: 一是直接訪問(wèn)方式, 將AT89C52數(shù)據(jù)口P0 直接與液晶模塊的數(shù)據(jù)口連接; 二是采用間接控制方式, MPU 通過(guò)I/O并行接口,模擬液晶模塊的時(shí)序,

6、間接實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶顯示模塊的控制。本設(shè)計(jì)采用第二種方式。硬件線路設(shè)計(jì)硬件電路主要有系統(tǒng)的電源部分、單片機(jī)的復(fù)位電路、單片機(jī)串行通信電路、單片機(jī)與液晶模塊的接口電路及按鍵控制電路等組成。1. 硬件電路如下圖1。 圖1 單片機(jī)與液晶顯示器的硬件圖 3. 軟件設(shè)計(jì)在有了硬件連接的基礎(chǔ)上, 液晶顯示器還必須在軟件控制下方能正常工作, 通過(guò)軟件編程可以方便、靈活地實(shí)現(xiàn)不同文字的顯示。軟件流程圖如圖2。 圖2 軟件流程圖4. 2 WATCHDOG! 技術(shù)當(dāng)軟件攔截技術(shù)不能使失控的程序擺脫 死循環(huán)!的困境時(shí), 通常采用程序監(jiān)視技術(shù)使程序脫離 死循環(huán)!。 WATCHDOG ! 技術(shù)是一種軟、硬件結(jié)合的抗程序跑飛措

7、施, 其硬件主體是一個(gè)用于產(chǎn)生定時(shí)T 的計(jì)數(shù)器或單穩(wěn), 該計(jì)數(shù)器或單穩(wěn)基本獨(dú)立運(yùn)行, 其定時(shí)輸出端接至CPU 的復(fù)位線, 而其定時(shí)清零則由CPU控制。在正常情況下, 程序啟動(dòng)WDT (W atchDog T im er )后, CPU 周期性的將清零, 這樣WDT 定時(shí)溢出就不會(huì)發(fā)生, 如同睡眠一般不起任何作用。在受到干擾的異常情況下, CPU 時(shí)序邏輯被破壞, 程序執(zhí)行混亂, 不可能周期性的將WDT 清零, 這樣當(dāng)WDT 定時(shí)溢出時(shí), 其輸出使系統(tǒng)復(fù)位, CPU 擺脫因一時(shí)干擾而陷入癱瘓的狀態(tài)。4. 3 數(shù)字濾波數(shù)字濾波法就是通過(guò)一定的計(jì)算程序?qū)Σ蓸有盘?hào)進(jìn)行平滑處理, 提高其有用信號(hào), 消除或減少各種干擾和噪聲的影響, 保證系統(tǒng)的可靠性。數(shù)字濾波的方法較多, 在實(shí)際應(yīng)用中, 應(yīng)根據(jù)具體情況而定, 常用方法有:( 1 ) 算術(shù)平均值法。算術(shù)平均值法就是連續(xù)取N個(gè)值進(jìn)行采樣, 然后求其平均值, 該方法適應(yīng)于一般具有隨機(jī)性干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波。這種濾波法的特點(diǎn)是:N 值較大時(shí), 平滑度低, 但靈敏度高。( 2 ) 防脈沖干擾平均值濾波法。在脈沖干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合, 采用一般的平均值濾波法, 干擾將會(huì) 平均!到結(jié)果中去, 故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的誤差。為此, 在N 個(gè)采樣數(shù)據(jù)中, 取樣最大值和最小值,然后計(jì)算N - 2 個(gè)數(shù)據(jù)的