液晶顯示屏報告

1、 微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計報告題目 液晶顯示系統(tǒng)設(shè)計 系 別 虞 山 學(xué) 院 年 級 09 專 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 班 級 y05109 學(xué) 號 y05109231 y05109232 y05109233 y05109234 姓 名 張 苗 黃 婧 陳 毅 陸 秋 君 指導(dǎo)教師 周 平 職 稱 講 師 設(shè)計時間 2011.12 目 錄第一章 系統(tǒng)設(shè)計11.1題目要求11.2方案論證11.3實施方案2第二章 硬件設(shè)計32.1硬件原理圖32.1.1 各模塊說明32.1.2 lcd液晶顯示屏的原理52.2 實驗部分接線:5第三章 軟件設(shè)計73.1 流程圖73.2實驗代碼分析73.2.1 顯示左半屏

2、73.2.2 顯示右半屏83.2.3 設(shè)置x、y、z83.2.4 控制輸出方式83.2.4 鎖存數(shù)據(jù)8第四章 系統(tǒng)調(diào)試104.1調(diào)試手段104.2 調(diào)試過程中的問題104.3解決辦法10總 結(jié)11參考文獻12第一章 系統(tǒng)設(shè)計1.1題目要求一、任務(wù)：利用取模軟件建立標準字庫，編制程序，在液晶顯示器上顯示漢字二、要求：（1）了解點陣式液晶顯示器工作原理和顯示方法；（2）掌握8088微機系統(tǒng)與液晶顯示器之間接口設(shè)計與編程；（3）進一步理解和消化書本知識，運用所學(xué)知識和技能進行簡單的設(shè)計；（4）通過課程設(shè)計提高應(yīng)用能力，分析問題和解決問題的能力；（5）培養(yǎng)查閱資料的習(xí)慣,訓(xùn)練和提高自學(xué)，獨立思考的能力

3、。1.2方案論證 1.方案一：（1）顯示內(nèi)存與液晶顯示屏（lcd 128*64）的關(guān)系；（2）利用8255芯片的pa口作為液晶顯示器接口的數(shù)據(jù)線，pc口作為其控制線，自建字庫后，通過查表程序依次將字庫中的字形代碼送顯示內(nèi)存顯示漢字或圖形；（3）編程流程：開顯示設(shè)置頁地址設(shè)置y地址寫數(shù)據(jù)表1寫數(shù)據(jù)表2；（4）顯示控制指令表。圖1-1 方案一流程圖2.方案二：本設(shè)計是以單片機為核心控制器件的簡單文字符號圖像的lcd顯示系統(tǒng)，通過硬件和軟件的共同配合之下實現(xiàn)了在128*64分辨率的液晶屏上顯示字符、漢字、數(shù)字的功能，系統(tǒng)由單片機和液晶顯示屏構(gòu)成。at89c51單片機內(nèi)部有4kb可反復(fù)擦寫的flash

4、閃速存儲器、128位字節(jié)的ram，可以根據(jù)系統(tǒng)所需存儲容量的大小來擴展rom和ram，可以根據(jù)系統(tǒng)所需存儲容量的大小來擴展rom和ram。 圖1-2 控制模塊原理圖 圖1-3 at89c51單片機示意圖1.3實施方案 經(jīng)過小組對各個方案的討論與研究，了解各方案的實施可行性，最終我們選擇方案一。因為方案一更接近我們本學(xué)期所學(xué)的內(nèi)容，我們更能理解其原理和硬件設(shè)備，便于實驗的進行。而方案二中所用的硬件設(shè)備是實驗室所不具備的，不能實現(xiàn)其功能；方案三中用到還未涉及到的單片機知識，光靠我們現(xiàn)階段的知識儲備以及網(wǎng)上的部分資料，并不能完成實驗，所以最終我們確定方案一。 第二章 硬件設(shè)計2.1硬件原理圖 圖2-

5、1 8255與lcd128*64的連線圖 cpu的ad0-ad7與8255的數(shù)據(jù)線d0-d7相連接，cpu的讀/寫控制信號與8255的讀/寫控制信號相連接，cpu的端口選擇信號（a1、a0）與8255的端口選擇信號（a1、a0）相連接，cpu片選信號cs（低電平有效）與8255的a口控制地址相連接。2.1.1 各模塊說明 圖2-2 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)從圖中可知，8255a由以下三部分組成：1. 外設(shè)接口部分（數(shù)據(jù)端口a、b、c）a) 端口a：端口a內(nèi)部包含一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器和一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器；b) 端口b：端口b內(nèi)部包含一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器；c)

6、端口c：端口c內(nèi)部包含一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器。通過向芯片寫入方式選擇控制字，端口c可以被分成兩個4位端口。2. 內(nèi)部邏輯（a組和b組控制電路）這兩組控制電路，根據(jù)芯片內(nèi)部的控制寄存器內(nèi)容（存放著cpu輸出的方式選擇控制字）和“讀/寫控制邏輯”發(fā)出的讀/寫命令，控制兩組端口的工作方式和讀/寫操作。a.組控制電路控制端口a、端口c高4位（pc7pc4）。b.組控制電路控制端口b、端口c低4位（pc3pc0）。3. cpu接口部分a) 讀/寫控制邏輯電路 地址線a1和a0、cs（片選）、rd（讀控制）、wr（寫控制）、reset（復(fù)位）信號的組合，用來控制8255a進行

7、數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息的傳輸；b) 數(shù)據(jù)總線緩沖器 它是一個8位的雙向三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器，它是8255a與cpu數(shù)據(jù)總線的接口，所有數(shù)據(jù)的輸入/輸出，以及cpu用輸出指令向8255a發(fā)出的控制字和用輸入指令向8255a發(fā)出的控制字和用輸入指令從8255a讀入的外設(shè)狀態(tài)信息，都是通過這個緩沖器傳送的。表2-1 lcd128*64部分引腳說明引腳號引腳名稱電平功能說明4rs(cs)h/l并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號（串行的片選信號，高有效）5r/wh/l并行的讀寫選擇信號（串行的數(shù)據(jù)口）6e(clk)h/l并行的使能信號（串行的同步時鐘）7db0h/l數(shù)據(jù)端口8db19db210db311db412

8、db513db614db715cs1h/l16cs2h/l17rsth/l復(fù)位（低電平有效）2.1.2 lcd液晶顯示屏的原理lcd是依賴極化濾光器(片)和光線本身。自然光線是朝四面八方隨機發(fā)散的。極化濾光器實際是一系列越來越細的平行線。這些線形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線。極化濾光器的線正好與第一個垂直，所以能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。只有兩個濾光器的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個極化濾光器相匹配，光線才得以穿透。lcd正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構(gòu)成，所以在正常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個濾光器之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個濾光器后

9、，會被液晶分子扭轉(zhuǎn)90度，最后從第二個濾光器中穿出。lcd由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚度規(guī)格有0.7mm,0.63mm,0.5mm(也可以通過物理或者化學(xué)減薄的方式做到更薄),其間由包含有液晶(lc)材料的35m均勻間隔隔開。因為液晶材料本身并不發(fā)光，所以需要給顯示屏配置額外的光源，在液晶顯示屏背面有一塊導(dǎo)光板（或稱勻光板）和反光膜，導(dǎo)光板的主要作用是將線光源或者點光源轉(zhuǎn)化為垂直于顯示平面的面光源。背光源發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉

10、點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動電路部分。當lcd中的電極產(chǎn)生電場時，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。2.2 實驗部分接線:（1）cpu的ad0-ad7與8255的數(shù)據(jù)線d0-d7相連接（2）cpu的讀/寫控制信號與8255的讀/寫控制信號相連接；（3）cpu的端口選擇信號（a1、a0）與8255的端口選擇信號（a1、a0）相連接；（4）cpu片選信號cs（低電平有效）與8255的a口控制地址相連接；（5）8255的pa7-pa0與lcd128*

11、64的db7-db0相連接；（6）8255的pc0與lcd128*64的rs端口連接；（7）8255的pc1與lcd128*64的r/w端口連接；（8）8255的pc2與lcd128*64的e端口連接；（9）8255的pc4與lcd128*64的cs1端口連接；（10）8255的pc6與lcd128*64的cs2端口連接；(11)lcd128*64的/rst端口與實驗箱上的/rst端口連接；（12）在p.狀態(tài)下，按scal；（13）運行程序lcdqd.asm；或在實驗系統(tǒng)處于p.狀態(tài)下輸入22e0 exec即可。第三章 軟件設(shè)計3.1 流程圖圖3-1 程序流程圖先對8255進行初始化，設(shè)置其a

12、口、c口為輸出狀態(tài)。先設(shè)置左半屏顯示，再進行x、y、pag的設(shè)置，左半屏便會顯示要輸出的內(nèi)容，然后再設(shè)置右半屏顯示，同樣要設(shè)置x、y、pag的值，右半屏也會顯示要輸出的內(nèi)容，而且實驗輸出時是一行一行的輸出，一行輸出結(jié)束后才進行下一行的判斷、輸出。3.2實驗代碼分析3.2.1顯示左半屏在屏幕上輸出字符時，在屏幕上顯示左半屏的字。首先要先對pc口進行設(shè)置， pc4控制左半屏，通過對pc6和pc4的輸入來選擇左半屏輸出。 mov dx,pctl;右半屏選通無效mov al,cs2n out dx,almov al,cs1;左半屏選通有效out dx,alcall xpage ;設(shè)置x,y,pagca

13、ll com;顯示字符 圖3-2 顯示左半屏流程圖3.2.2顯示右半屏在屏幕上輸出字符時，在屏幕上顯示右半屏的字。首先要先對pc口進行設(shè)置， pc6控制右半屏，通過對pc6和pc4的輸入來選擇右半屏輸出。mov dx,pctlmov al,cs1n ;左半屏選通無效 out dx,almov al,cs2;右半屏選通有效out dx,alcall xpage;設(shè)置x,y,pagcall com;顯示字符 圖3-3 顯示右半屏流程圖3.2.3 設(shè)置x、y、z在液晶屏上顯示字符，用z來控制循環(huán)（循環(huán)從第一行開始）。用x和 y分別來設(shè)置地址和頁數(shù),在數(shù)據(jù)輸入后要先對數(shù)據(jù)進行鎖存。mov zr,0c0

14、h mov yr,40h mov pag,0b8hmov dx,pamov al,zr ;設(shè)置z=0out dx,almov al,yr ;設(shè)置yout dx,almov al,pag ;設(shè)置頁數(shù) out dx,al 圖3-4 設(shè)置x、y、z的流程圖3.2.4 控制輸出方式在液晶屏上輸出字符，y16就是控制輸出一個字符，通過pa口輸出字符。mov y16,10h mov bx,offset tab5j4: mov al,cs:bxmov dx,paout dx,al;pa口輸出 inc bx dec y16 cmp y16,00h;判斷字符是否輸出結(jié)束jnz j42 圖3-5 控制輸出流程圖

15、j42: jmp j43.2.4 鎖存數(shù)據(jù)當r/w=l時，e信號下降沿鎖存db7-db0，當r/w=h，e=h時，dram數(shù)據(jù)讀到db7-db0。mov dx,pctl;pc1=0mov al,rwn out dx,almov al,en;pc2=0out dx,al 圖3-6 鎖存數(shù)據(jù)流程圖 第四章 系統(tǒng)調(diào)試4.1調(diào)試手段調(diào)試工具：dice8088（1）利用dice8088完成代碼的編輯，編譯與連接（執(zhí)行菜單項：“調(diào)試”，“編譯程序”）。（2）編譯連接通過的程序通過rs323串口裝載置實驗硬件系統(tǒng)中（執(zhí)行菜單項：“調(diào)試”-“編譯程序”）。此操作必須在pc機與實驗箱通信正常連接的前提下進行（在

16、dice8088應(yīng)用程序中狀態(tài)欄中有聯(lián)機信息）；造成聯(lián)機時報的原因有：串口線未連接（重新連接串口線）；通信數(shù)據(jù)出錯（關(guān)閉試驗箱電源和dice8088應(yīng)用程序，然后先打開實驗箱電源，再執(zhí)行dice8088應(yīng)用程序）；硬件系統(tǒng)哦那個處于非接收狀態(tài)（只有在實驗箱上的第一位數(shù)碼管顯示p. 時方可裝載程序，可通過按實驗箱上的復(fù)位按鈕使其恢復(fù)到p.狀態(tài)）；（3）運用程序：方法一、通過dice8088應(yīng)用程序控制實驗箱中得程序運用（執(zhí)行菜單項;”調(diào)試”-“連續(xù)運行”）；方法二、通過實驗箱的小鍵盤運行程序，先在p.狀態(tài)下輸入代碼起始地址（本程序的起始地址為：11b0），后按小鍵盤上的執(zhí)行按鈕（ex），此時數(shù)碼

17、管的最高位顯示程序運行提示符“”。在“”提示符下，pc機時無法實現(xiàn)對實驗箱進行程序裝載的，只有使實驗箱恢復(fù)到“p.”方可裝載。4.2 調(diào)試過程中的問題1. 起初程序運行時，不能正常裝載數(shù)據(jù)，lcd顯示器顯示不出編輯的內(nèi)容；2. 程序正常裝載時，lcd顯示屏出現(xiàn)花屏，與要輸出的內(nèi)容不符；3. 嘗試輸出不同的字，但不能正常裝載 。4.3解決辦法1. 實驗箱上lcd顯示屏與內(nèi)存連接時，/rst端口沒有連接；2. 深入了解代碼，理解大部分代碼的含義，并適當修改部分代碼，直到lcd顯示屏上出現(xiàn)所要輸出內(nèi)容；3. 由于代碼太長，不易理解，根據(jù)需要自行修改代碼，使我們更加能夠理解其原理?？?結(jié)在臨近期末的時

18、候，我們進行了微機實驗原理的課程設(shè)計，這次是我們第一次做微機原理課的課程設(shè)計，同時關(guān)于液晶屏也是第一次接觸。微機實驗原理同其他的匯編語言一樣，剛開始都有點擔(dān)心，害怕做的不夠好，畢竟第一次做微機原理的課程設(shè)計，但是跟以往的匯編語言課程設(shè)計一樣，過程是充滿樂趣的，特別是當運行出來結(jié)果的那一瞬間，感覺很開心，很興奮，畢竟是自己勞動所努力出來的結(jié)果，很欣慰。通過這次實驗，我們了解到我們以往的許多不足及錯誤之處，但伴隨而來的也有淡淡的成功與更進一步的喜悅。它使我們的理論知識與實踐更充分地結(jié)合，還具有較強的實踐能力。在設(shè)計過程中好多電路圖看起來簡單，但要我們編譯卻非常難，這時就需要我們對理論知識的應(yīng)用。這次課程設(shè)計中遇到了諸如程序的代碼太長，不易理解；實驗箱上的lcd顯示屏中顯示不出文字或者花屏等問題。但在我們組員的討論以及老師的悉心指導(dǎo)下，才一個個的解決了這些問題。這次的實習(xí)使我意識到理論知識和實踐能力的不足，所以，在以后的學(xué)習(xí)生活中，我需要更努力地讀書和實踐。還有的就是培養(yǎng)了跟同學(xué)之間的合作意識，這對即將踏入社會的我們來說是寶貴的經(jīng)驗，踏入社會準歸會遇到問題，這就得靠團隊來合作，這次的課程設(shè)計我覺得很充實，學(xué)到了很多。這一周，我們不但鞏固了以前所學(xué)過的知識，還對點陣式液晶顯示器工作原理和顯示方法有所了解