單片機課程設(shè)計報告：基于單片機的LCD顯示字符串

1、湖南商學院單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計報告題目 基于單片機的LCD顯示字符串 姓 名:學 號:專 業(yè):班 級:指導教師:職 稱:計算機與信息工程學院2014年06月課程設(shè)計(實習)評審表姓 名學 院學 號專業(yè)班級題 目基于單片機的LCD液晶顯示字符串評審意見評審成績指導教師簽名職稱評審時間 年 月 日目 錄1 設(shè)計任務(wù)與要求11.1 設(shè)計任務(wù)11.2 設(shè)計任務(wù)12 系統(tǒng)功能描述12.1 題目與要求12.2 系統(tǒng)功能分析23 系統(tǒng)總體設(shè)計23.1 LCD1602工作原理23.1.1 引腳功能說明：33.1.2 LCD寄存器的選擇33.1.3 LCD指令表33.1.3 LCD1602內(nèi)部顯示地址43

2、.2 單片機簡介44 系統(tǒng)詳細設(shè)計64.1 電路原理圖64.2 主要電路設(shè)計與計算64.3 程序流程圖65 系統(tǒng)實現(xiàn)與測試75.1安裝與調(diào)試75.2 系統(tǒng)功能和指標測試76 課程設(shè)計總結(jié)86.1 遇到的問題及解決辦法86.2 系統(tǒng)存在的不足和改進設(shè)想86.3心得體會8參考文獻10附錄11附錄111附錄212單片機控制LCD顯示字符串1 設(shè)計任務(wù)與要求1.1 設(shè)計任務(wù)單片機原理與應(yīng)用是電子信息工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課，對應(yīng)用能力和動手能力要求很高，課程設(shè)計環(huán)節(jié)是學生學習該課程后進行的一項必不可少的基本訓練。本著以下目的，制定單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實施方案。使學生增進對單片機的感性認識，加深對單片機理

3、論方面的理解，鞏固學生所學理論知識；使學生掌握單片機的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用，培養(yǎng)學生系統(tǒng)設(shè)計的思想；培養(yǎng)學生的軟件設(shè)計能力，提高學生的動手能力；培養(yǎng)學生查閱相關(guān)資料、撰寫文檔的能力和自學、科研的能力。1.2 設(shè)計任務(wù)（1）根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的要求，初步掌握總體結(jié)構(gòu)的方法和構(gòu)思，從中選擇一種最佳的設(shè)計方案。（2）根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)模的要求，掌握在單片機外部擴展系統(tǒng)硬件設(shè)計的基本過程：例如硬件接口的設(shè)計，正確合理選用所需元器件，繪制應(yīng)用系統(tǒng)與單片機連接的電路圖等項工作。（3）根據(jù)設(shè)計任務(wù)和要求，首先畫出程序總體流程圖，然后進行各控制模塊程序的設(shè)計、編寫系統(tǒng)程序。（4）掌握如何應(yīng)用單片機仿真軟件來開發(fā)應(yīng)用系

4、統(tǒng)及仿真調(diào)試的過程，先進行各模塊調(diào)試，然后進行各程序模塊的聯(lián)調(diào)，最后與硬件一起進行聯(lián)調(diào)，反復(fù)檢測和修改直至開發(fā)結(jié)束。2 系統(tǒng)功能描述2.1 題目與要求采用LCD液晶顯示屏，從右到左滾動顯示“SCUDESIGN”。2.2 系統(tǒng)功能分析單片機應(yīng)用系統(tǒng)是指微處理器用于工業(yè)測量控制功能所必備的硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。它包括微處理器及其擴展電路、過程輸入/輸出通道、人機會話和接口電路等。 單片機及其擴展電路用于存儲程序、數(shù)據(jù)并進行一系列運算處理。當微處理器內(nèi)部組成不能滿足系統(tǒng)要求時，尚有外部擴展程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器及I/O等。過程輸入/輸出通道包括模擬量輸入/輸出通道和開關(guān)量輸入/輸出通道兩大部分。對模擬量信號

5、的采集，需要經(jīng)過模擬量輸入通道的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過接口送入微處理器進行加工處理、分析運算等。其結(jié)果通過模擬量輸出通道的D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為模擬量的輸出控制，通常為伺服驅(qū)動控制。開關(guān)量輸入/輸出通道用來輸 入/輸出開關(guān)量信號。 通過LCD顯示字符由LCD1602液晶顯示屏等通過接口與單片機相連接，通信接口實現(xiàn)系統(tǒng)與外界的數(shù)據(jù)交換，從而在顯示屏上顯示所要求的字符串“SCUDESIGN”。3 系統(tǒng)總體設(shè)計3.1 LCD1602工作原理通過AT89C52單片機控制LCD1602顯示字符串，LCD1602的實物圖（見圖1）和引腳功能（見圖2）如下：圖1 LCD1602實物圖 圖2 LCD

6、1602引腳圖3.1.1 引腳功能說明：1602LCD 采用標準的 14腳（無背光）或 16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表2所示: 表1 LCD1602引腳接口說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極3.1.2 LCD寄存器的選擇表2 LCD寄存器功能說明ER/WRS功能說明100寫入命令寄存器101寫入數(shù)據(jù)寄存器110讀取忙碌標志及RAM地址111讀取RAM數(shù)據(jù)0X

7、不動作3.1.3 LCD指令表表3 LCD指令表指令功能控制線數(shù)據(jù)線RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0清除屏幕0000000001清除屏幕，并把光標移至左上角光標回到原點000000001x光標移至左上角，顯示內(nèi)容不變設(shè)定進入模式00000001I/DSI/D=1：地址遞增，I/D=0：地址遞減 S=1：開啟顯示屏，S=0：關(guān)閉顯示屏顯示器開關(guān)0000001DCBD=1：開啟顯示幕 C=1：開啟光標 B=1：光標所在位置的字符閃爍移位方式000001S/CR/LxxS/C=0、R/L=0:光標左移；S/C=0、R/L=1：光標右移 S/C=1、R/L=0：字符和光標左移；S/C=1、R

8、/L=1：字符和光標右移功能設(shè)定00001DLNFxxDL=1：數(shù)據(jù)長度為8位，DL=0：數(shù)據(jù)長度為4位 N=1：雙列字，N=0：單列字；F=1:5x10字形，F(xiàn)=0：5x7字形CG RAM地址設(shè)定0001CG RAM地址將所要操作的CG RAM地址放入地址計數(shù)器DD RAM地址設(shè)定001DD RAM地址將所要操作的DD RAM地址放入地址計數(shù)器忙碌標志位BF01BF地址計數(shù)器內(nèi)容讀取地址計數(shù)器，并查詢LCM是否忙碌，BF表示LCM忙碌寫入數(shù)據(jù)10寫入數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)寫入CG RAM或DD RAM讀取數(shù)據(jù)11讀取數(shù)據(jù)讀取CG RAM或DD RAM的數(shù)據(jù)3.1.3 LCD1602內(nèi)部顯示地址圖3 LC

9、D1602內(nèi)部顯示地址 3.2 單片機簡介單片機工作原理單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。 單片機自動完成賦予它的任務(wù)的過程，也就是單片機執(zhí)行程序的過程，即一條條執(zhí)行的指令的過程，所謂指令就是把要求單片機執(zhí)行的各種操作用的命令。圖4 89C52實物圖圖5 89C52引腳圖 作為LCD1602的信號輸入，單片機起控制顯示的整體作用，同時液晶顯示屏連接了一個繼電器用來調(diào)節(jié)背光。4 系統(tǒng)詳細設(shè)計4.1 電路原理圖圖6 電路仿真圖4.2 主要電路設(shè)計與計算 此電路圖包括一個晶振電路、一個復(fù)位電路、LCD1602引腳連接、排阻（由于沒有用到P0口，實物焊接的時候并沒有接），另外加了一個L

10、ED燈用來觀測電路是否正常。開始調(diào)自定義字庫設(shè)置DDRAW地址，在第一行顯示設(shè)置顯示數(shù)據(jù)首地址 循環(huán)量設(shè)置取字符代碼循環(huán)完？ 結(jié)束4.3 程序流程圖圖7 主函數(shù)流程5 系統(tǒng)實現(xiàn)與測試5.1 安裝與調(diào)試安裝、調(diào)試過程包括仿真時的調(diào)試和焊接以后的實物調(diào)試。仿真時遇到的問題主要是程序的不足，剛開始延時過長導致滾動顯示的效果并不明顯，有停頓，后來更改延時解決問題。圖8 keil調(diào)試截圖安裝調(diào)試過程剛剛開始的時候焊接錯誤了一個引腳，找了許久終于發(fā)現(xiàn)問題，又由于仿真圖的單片機不用接電源，結(jié)果我實物連接的時候忘了接電源和地，難怪LED燈不亮.5.2 系統(tǒng)功能和指標測試如下圖，系統(tǒng)運行正常，達到設(shè)計任務(wù)與要求

11、。圖9 仿真結(jié)果6 課程設(shè)計總結(jié)6.1 遇到的問題及解決辦法程序設(shè)計的過程對于我來說最為艱難，比焊接的技術(shù)性來得更強。因為對單片機整體程序設(shè)計的不熟悉，我設(shè)計程序的時候設(shè)計了差不多一天，后來又調(diào)試了一會兒，整個花在軟件上的時間就不短了，所以整個單片機課程設(shè)計我用了總共兩天的時間，第二天是焊接和調(diào)試。軟件編程仿真出來之后接著開始思考該怎么排版久久不敢下手，后來想清楚每一個元器件的位置我終于鼓起勇氣開始焊接。6.2 系統(tǒng)存在的不足和改進設(shè)想作品完成之后，我回顧這兩天，發(fā)現(xiàn)自己最大的問題是效率。如果是嫻熟的人來做這件事可能用不了半天。況且雖然題目只要求滾動顯示字符，我還是可以加幾種變化的方式，例如加

12、兩個按鍵，一個使字符串在第一行滾動顯示，另一個可以實現(xiàn)在第二行的顯示，或者可以使字符串從第一行右邊一直滾動到第二行的左邊。6.3 心得體會經(jīng)過這次單片機課程設(shè)計，我對單片機的整體把握更加具體了，也對實現(xiàn)控制有了更明確的認識，知道從設(shè)計程序到利用51單片機實現(xiàn)硬件控制的過程，掌握了對LCD1602字符串顯示的知識。整個實物都是由我自己焊接出來的，焊接的過程中也遇到了問題，大二的時候焊接過收音機，我自認為焊接技術(shù)是還可以的，但是驕傲總使人吃苦頭：我居然燙到自己，大夏天的燙傷的地方好久都難以痊愈。真是覺得自己太過大意，如果下次焊接一定要記住，謙虛是成功的前提，有句話叫一瓶子不響，半瓶子晃蕩，說的就是

13、我之前的狀態(tài)。所以以后要更加謙虛地向大神們請教和學習，努力讓自己更優(yōu)秀。 參考文獻1 劉玉英.C語言程序設(shè)計案例驅(qū)動教程M.清華大學出版社：2011.9.2 曹漢房等編著，數(shù)字技術(shù)教程，北京：電子工業(yè)出版社，1995年11月出版，103-1203 何立民.單片機應(yīng)用技術(shù)選編M.北京航空航天大學出版社：2011.10.4 張齊.單片機原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計基于C51的Proteus仿真實驗與解題指導.電子工業(yè)出版社：2011.25 李亞伯等編著，數(shù)字電路與系統(tǒng)，北京：電子工業(yè)出版社，2001年6月出版 130-150 6 冼有佳.顯示器集成電路實用手冊:LCD顯示器專集M.電子工業(yè)出版社：2008.

14、3.7 郝鴻安編著，常用數(shù)字集成電路應(yīng)用手冊，北京：中國計量出版社，1987年10月出版，153-197 8 孫毅剛.彭宇.趙光權(quán).單片機原理及接口技術(shù)M.人民郵電出版社.2011.089 唐穎.單片機原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計M.北京：北京大學出版社，201110 毅剛.基于Proteus的單片機課程的基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計M.北京：人民郵電出版社，201211 張毅剛.單片機原理及接口技術(shù)M.北京：人民郵電出版社，201112 徐建仁主編，數(shù)字集成電路應(yīng)用與實驗，長沙：國防科技大學出版社，1990年2月出版， 66-123 13 吳戈，等.案例學單片機C語言開發(fā)M.北京：人民郵電出版社，201

15、214 李雙慶等編著，常用半導體器件簡明手冊，北京：電子工業(yè)出版社，1989年6月出版 53-84 15 Anonymous.Creative on-chip peripherals cut MCU power consumptionJ.Electro-nics Weekly, 2014(2588), pp.16附錄附錄1 元器件清單 序號 名稱大小數(shù)量1電容30pf2個2電解電容10uf1個3電阻10K1個4電阻1K1個5晶振 /1個6按鍵開關(guān) /1個7 89C52單片機 /1個8LCD1602液晶顯示屏 /1個9導線 /若干10洞洞板 /1個 附錄2源程序：#include<reg5

16、1.h>#include "lcd1602.h"unsigned char code date="SCUDESIGN "void delay(uint z) /延時函數(shù)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);void write_data(uchar date) /寫入指令數(shù)據(jù)到LCDlcdrw=0;lcdrs=1;P3=date;/delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void clock_init()uchar i,j,k;while(1)for(j=0;j<11;j+) /循環(huán)滾動顯示,設(shè)置為11剛好可以無限循環(huán)顯示init1602();for(i=j;i<j+25;i+) /每移動一位掃描一整條字符k=i;if(i>10)k=i-11;if(i>21)k=i-22;write_data(datek); /單個字符顯示delay(100);void main()init1602();clock_init(); void write_com(uchar com) /寫入指令數(shù)據(jù)到LCDlcdrw=0;lcdrs=0;P3=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden