單片機(jī)與液晶顯示器課件

講座四1.多位LED顯示2.鍵盤(pán)管理模塊3.點(diǎn)陣、字符液晶顯示器4.字模提取軟件LED的工作原理(a)典型的七段式LED器件(b)共陽(yáng)極LED(c)共陰極LEDLED數(shù)碼管和單片機(jī)的連接1

單片機(jī)P2.0P2.7abcdefgdp+5v+5vabcdefgdpP0.0P0.7編程：（以共陽(yáng)極為例）MOV P2,#11111001B(0F9H)MOV P0,#10100100B(0A4H)SJMP $靜態(tài)連接靜態(tài)顯示LED數(shù)碼管和單片機(jī)的連接2

單片機(jī)P2.0P2.7abcdefgdpP0.0P0.1P0.2P0.3想一想：和靜態(tài)連接的區(qū)別在哪里？靜態(tài)、動(dòng)態(tài)顯示方式總結(jié)靜態(tài)顯示連接所有LED的位選均共同連接到+VCC或GND，每個(gè)LED的8根段選線(xiàn)分別連接一個(gè)8位并行I/O口。原理簡(jiǎn)單；顯示無(wú)閃爍；占用I/O資源較多。動(dòng)態(tài)顯示連接所有LED的段選線(xiàn)共同連接在一起共用一個(gè)8位I/O口而每個(gè)LED的位選分別由一根相應(yīng)的I/O口線(xiàn)控制。因此必須采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。例：74ls164+led(proteus)

獨(dú)立鍵盤(pán)矩陣式鍵盤(pán)控制4x4鍵盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)市售一體成型的4x4鍵盤(pán)X3 X2 X1 X0Y3 Y2 Y1 Y0動(dòng)作按鍵1 1 1 01 1 1 0Key01 1 0 1Key11 0 1 1Key20 1 1 1Key31 1 0 11 1 1 0Key41 1 0 1Key51 0 1 1Key60 1 1 1Key71 0 1 11 1 1 0Key81 1 0 1Key91 0 1 1KeyA0 1 1 1KeyB0 1 1 11 1 1 0KeyC1 1 0 1KeyD1 0 1 1KeyE0 1 1 1KeyFx x x x1 1 1 1無(wú)按鍵按下低電平動(dòng)作鍵盤(pán)動(dòng)作分析表高電平掃描－按下“0”鍵X3 X2 X1 X0Y3 Y2 Y1 Y0動(dòng)作按鍵0 0 0 10 0 0 1Key00 0 1 0Key10 1 0 0Key21 0 0 0Key30 0 1 00 0 0 1Key40 0 1 0Key50 1 0 0Key61 0 0 0Key70 1 0 00 0 0 1Key80 0 1 0Key90 1 0 0KeyA1 0 0 0KeyB1 0 0 00 0 0 1KeyC0 0 1 0KeyD0 1 0 0KeyE1 0 0 0KeyFx x x x0 0 0 0無(wú)按鍵按下高電平動(dòng)作鍵盤(pán)動(dòng)作分析表基本原理：分行掃描檢查是否有鍵按下若有，確定哪個(gè)鍵被按下1.行掃描法的原理判斷哪一個(gè)鍵被按下的流程

P1=0xfe;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xfe;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(0);break;

case(0xd0):display(1);break;

case(0xb0):display(2);break;

case(0x70):display(3);break;

}

}

}

P1=0xfd;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xfd;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(4);break;

case(0xd0):display(5);break;

case(0xb0):display(6);break;

case(0x70):display(7);break;

}

}

}

P1=0xfb;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xfb;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(8);break;

case(0xd0):display(9);break;

case(0xb0):display(10);break;

case(0x70):display(11);break;

}

}

}

P1=0xf7;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

delay();

P1=0xf7;

n=P1;

n&=0xf0;

if(n!=0xf0){

switch(n){

case(0xe0):display(12);break;

case(0xd0):display(13);break;

case(0xb0):display(14);break;

case(0x70):display(15);break;

}

}

}}

voiddisplay(unsignedchari){

unsignedchartable[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};

P2=0xfe;

P0=table[i];

}行反轉(zhuǎn)法的流程

ucharkeyscan(void)//鍵盤(pán)掃描函數(shù)，使用行列反轉(zhuǎn)掃描法{ucharcord_h,cord_l;//行列值P3=0x0f;//行線(xiàn)輸出全為0cord_h=P3&0x0f;//讀入列線(xiàn)值if(cord_h!=0x0f)//先檢測(cè)有無(wú)按鍵按下{delay(100);//去抖if(cord_h!=0x0f){cord_h=P3&0x0f;//讀入列線(xiàn)值P3=cord_h|0xf0;//輸出當(dāng)前列線(xiàn)值cord_l=P3&0xf0;//讀入行線(xiàn)值return(cord_h+cord_l);//鍵盤(pán)最后組合碼值}

此處仿真測(cè)控系統(tǒng)中必不可少的組成——人機(jī)界面圖1測(cè)控系統(tǒng)的組成部分點(diǎn)陣型液晶（12864）在點(diǎn)陣型LCD上顯示一幅圖片或是字符，如上圖所示，只需黑色的部分點(diǎn)亮，空白的點(diǎn)置0即可?？梢詫CD看成128*64個(gè)LED燈來(lái)幫助理解。正面圖背面圖12864分類(lèi)128×64點(diǎn)陣液晶顯示屏有三種控制器，分別是KS0107（KS0108）、T6963C和ST7920，三種控制器主要區(qū)別是：KS0107（KS0108）不帶任何字庫(kù)、T6963C帶ASCII碼，ST7920帶國(guó)標(biāo)二級(jí)字庫(kù)（8千多個(gè)漢字）。圖312864的DDRAM地址XY地址計(jì)數(shù)器實(shí)際上是作為DDRAM的地址指針，X地址計(jì)數(shù)器為DDRAM的頁(yè)指針，Y地址計(jì)數(shù)器為DDRAM的Y（列）地址指針。X地址計(jì)數(shù)器沒(méi)有記數(shù)功能，只能用指令設(shè)置。Y地址計(jì)數(shù)器具有循環(huán)記數(shù)功能，各顯示數(shù)據(jù)寫(xiě)入后，Y地址自動(dòng)加1，Y地址指針從0到63。從上圖可以看出數(shù)據(jù)按字節(jié)在屏幕上是豎向排列的。上方為低位，下方為高位。因此在橫向上(也就是Y)就一共是128列數(shù)據(jù)。分為CS1和CS2兩個(gè)64列來(lái)寫(xiě)入。在豎方向上(也就是X)一字節(jié)數(shù)據(jù)顯示8個(gè)點(diǎn)，豎向64個(gè)點(diǎn)分為8個(gè)字節(jié)，稱(chēng)做8頁(yè)(X=0-7)。了解這些后我們就知道要滿(mǎn)屏顯示一張圖就要從y=0…127、X=0…7一共寫(xiě)128×8=1024個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。同樣在AT89S51中存一張圖就要1024個(gè)字節(jié)的空間。

圖片在12864上的顯示簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，主要分為兩步：1）將一幅圖片轉(zhuǎn)化為一系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)2）將數(shù)據(jù)按字節(jié)（8位）寫(xiě)入液晶對(duì)應(yīng)的DDRAM 由圖3可知，12864的DDRAM有128*8=1024個(gè) 地址，只需將圖片轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)按字節(jié)寫(xiě)入這其 對(duì)應(yīng)的DDRAM地址即可。

字符在12864上的顯示 上圖中，漢字為16*16點(diǎn)陣，ASCII碼為8*16點(diǎn)陣，同圖片一樣，一個(gè)漢字（ASCII）由16*2（8*2）個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)組成，字符顯示原理與圖片一致，只需將字符代碼寫(xiě)入相應(yīng)DDRAM地址。字體大小可以根據(jù)需要改變。小結(jié)簡(jiǎn)而言之，無(wú)論是字符型還是點(diǎn)陣型LCD，其基本原理都是通過(guò)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入所對(duì)應(yīng)的DDRAM地址中來(lái)顯示所需要的圖形或是字符。12864點(diǎn)陣型液晶對(duì)應(yīng)的DDRAM有1024個(gè)地址，當(dāng)需顯示的字符或圖片已轉(zhuǎn)為二進(jìn)制數(shù)據(jù)時(shí)，確定將數(shù)據(jù)寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的DDRAM地址就是你所要做的工作！單片機(jī)與液晶顯示器的硬件連接液晶顯示器（12864）主要包含了以下接口（圖6）：1）使能E（51的RD和WR經(jīng)或非門(mén)接LCD的使能E）2）片選CS1（左半屏）、CS2（右半屏），見(jiàn)圖33）命令/數(shù)據(jù)選擇RS（0——命令，1——數(shù)據(jù)）4）讀/寫(xiě)選擇R/W（0——寫(xiě)，1——讀）5）數(shù)據(jù)總線(xiàn)DB0~DB76）負(fù)壓產(chǎn)生和負(fù)壓輸入（對(duì)比度）調(diào)整7）復(fù)位RST8）電源與地和背景光電源軟件編程 注意：程序的編寫(xiě)與硬件是分不開(kāi)的。以圖6為例，A11~A8對(duì)應(yīng)CS2、CS1、R/W、RS，未用的地址線(xiàn)為高。見(jiàn)圖5 則當(dāng)向12864的左半屏（CS1=1,CS2=0）寫(xiě)（R/W=0）數(shù)據(jù)（RS=1）時(shí)，總線(xiàn)地址為0x1111010111111111。即0xF5FF。 C文件中定義如下：#defineWD1XBYTE[0xF5FF] 定義了總線(xiàn)地址后，對(duì)外部地址的操作變得非常簡(jiǎn)單。 如向左半屏寫(xiě)數(shù)據(jù)0xFF : WD1=0xFF 讀左半屏數(shù)據(jù) ： data=RD1（data存儲(chǔ)讀取到的數(shù)據(jù)）舉例下面簡(jiǎn)單介紹程序編寫(xiě)的流程1）定義所有總線(xiàn)地址#defineWI1XBYTE[0xF4FF] //向左半屏寫(xiě)命令#defineWD1XBYTE[0xF5FF] //向左半屏寫(xiě)數(shù)據(jù)#defineRI1XBYTE[0xF6FF] //讀左半屏命令#defineRD1XBYTE[0xF7FF] //讀左半屏數(shù)據(jù)#defineWI2XBYTE[0xF8FF] //向右半屏寫(xiě)命令#defineWD2XBYTE[0xF9FF] //向右半屏寫(xiě)數(shù)據(jù)#defineRI2XBYTE[0xFAFF] //讀右半屏命令#defineRD2XBYTE[0xFBFF] //讀右半屏數(shù)據(jù)2）編寫(xiě)底層程序（查忙，寫(xiě)數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)）查忙（讀BF標(biāo)志即DB7總線(xiàn)，亦即讀命令)

BF=1表示模塊在內(nèi)部操作,此時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)；

BF=0時(shí)模塊為準(zhǔn)備狀態(tài),隨時(shí)可接受外部指令和數(shù)據(jù)；

b=RI1

或者b=RI2，觀察b中最高位是否為0，否則忙。寫(xiě)數(shù)據(jù)a WD1=a 或者 WD2=a讀數(shù)據(jù)到data data=RD1 或者

data=RD2

注意：無(wú)論是寫(xiě)數(shù)據(jù)還是讀數(shù)據(jù)一定要先查忙（對(duì)左右半屏讀命令），只有在BF=0時(shí)才能對(duì)LCD進(jìn)行操作3）LCD初始化 包含開(kāi)顯示（0x3F），起始行（0xC0)，設(shè)置起始頁(yè)地址（0xB8）和Y地址（0x40），即分別向LCD的左右半屏寫(xiě)命令?？砂蠢ㄌ?hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化。具體可查閱12864的PDF資料。4）清屏（向DDRAM所有地址寫(xiě)0） 顯示一幅新圖片前必須清屏，否則之前顯示的數(shù)據(jù)仍存在于液晶上。5）指定位置顯示一個(gè)ASCII碼 首先將起始頁(yè)地址和起始Y地址設(shè)置好，寫(xiě)入ASCII碼的上半部分（8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)） 重新設(shè)置起始頁(yè)地址和起始Y地址，寫(xiě)入ASCII碼的下半部分（另8個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)） 注意：在對(duì)DDRAM進(jìn)行讀寫(xiě)操作后，Y地址指針自動(dòng)加1，指向下一個(gè)DDRAM單元。6）指定位置顯示漢字

同顯示ASCII碼基本相似，只是上下部分分別有16個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)需要寫(xiě)入DDRAM。 7）顯示一張圖片

對(duì)于圖片，必然從第0頁(yè)第0列開(kāi)始，可以一頁(yè)一頁(yè)（不分左右屏）顯示，也可以先寫(xiě)左半屏后寫(xiě)右半屏。所謂的兩種方法差別正在設(shè)置的起始頁(yè)地址和Y地址的不同。圖3

小結(jié)12864點(diǎn)陣型液晶對(duì)應(yīng)的DDRAM有1024個(gè)地址，無(wú)論是顯示字符還是圖片，靈活設(shè)置起始頁(yè)地址和Y地址，可以達(dá)到想要的結(jié)果。C語(yǔ)言中用到總線(xiàn)操作必須添加頭文件“absacc.h”，另如使用仿真器，需在debug中的setting里選擇使用xbus（數(shù)據(jù)總線(xiàn)）?？墒褂萌∽帜＼浖⒆址驁D片轉(zhuǎn)為一系列二進(jìn)制數(shù)據(jù)。寫(xiě)程序：附件3）寫(xiě)數(shù)據(jù)datvoidWriteData(uchardat,bitside){ CheckBusy(side); if(side==Left) WD1=dat; else WD2=dat;}寫(xiě)命令cmd（side——0為左，1為右）voidWriteCmd(ucharcmd,bitside){ CheckBusy(side); if(side==Left) //Left=0（宏定義） WI1=cmd; else WI2=cmd;}讀操作時(shí)序1）查忙程序voidCheckBusy(bitside) //side——0為左1為右{unsignedcharbuf=0xFF; while(buf){ if(!side) buf=RI1;//單片機(jī)命令 else buf=RI2; buf&=0x80; //取D7若為1則忙，忙則buf!=0(LCD回信號(hào)) }}初始化：4）初始化程序voidLCD_Init(){ WriteCmd(0x3F,Left);//顯示開(kāi) WriteCmd(0x3F,Right); WriteCmd(0xC0,Left);//起始行 WriteCmd(0xC0,Right); WriteCmd(0xB8,Left); WriteCmd(0xB8,Right);//起始x,y坐標(biāo)(0,0) WriteCmd(0x40,Left); WriteCmd(0x40,Right);}5）清屏（一般dat=0）voidLCD_Clear(uchardat){ uchari,j; for(i=0;i<8;i++){ WriteCmd(0xB8+i,Left); WriteCmd(0xB8+i,Right); WriteCmd(0x40,Left); WriteCmd(0x40,Right); for(j=0;j<64;j++){ WriteData(dat,Left); WriteData(dat,Right); } }}總結(jié)理解12864是如何顯示字符和圖形的知曉單片機(jī)與12864的硬件連接根據(jù)硬件接線(xiàn)，確定所有的總線(xiàn)地址（8個(gè)）明白如何通過(guò)總線(xiàn)操作對(duì)12864進(jìn)行數(shù)據(jù)與命令的交換參考12864的命令字進(jìn)行軟件編程學(xué)會(huì)如何使用取字模軟件圖6AT89C51與12864的硬件連接LCD12864模塊的20個(gè)引腳定義如下：1.Vss

邏輯電源地

2.VDD邏輯電源正5v

3.V0LCD驅(qū)動(dòng)電壓

4.RS數(shù)據(jù)/指令選擇：高電平為數(shù)據(jù)，低電平為指令

5.R/W讀/寫(xiě)選擇：高電平為讀數(shù)據(jù)，低電平為寫(xiě)數(shù)據(jù)6.E讀寫(xiě)使能，高電平有效，下降沿鎖定數(shù)據(jù)

7.DB0數(shù)據(jù)輸入輸出引腳

8.DB1數(shù)據(jù)輸入輸出引腳

9.DB2數(shù)據(jù)輸入輸出引腳

10.DB3數(shù)據(jù)輸入輸出引腳

11.DB4數(shù)據(jù)輸入輸出引腳

12.DB5數(shù)據(jù)輸入輸出引腳

13.DB6數(shù)據(jù)輸入輸出引腳

14.DB7數(shù)據(jù)輸入輸出引腳

15.CS1片選擇號(hào)，低電平時(shí)選擇前64列

16.CS2片選擇號(hào)，低電平時(shí)選擇后64列

17.RET復(fù)位信號(hào)，低電平有效。

18.VEE輸出－15v電源給V0提供驅(qū)動(dòng)電源

19.A背光電源LED正極

20.K背光電源LED負(fù)極圖5.LCD引腳圖帶字庫(kù)12864帶字庫(kù)的12864的基本特性：（1）顯示分辨率:128×64點(diǎn)（就是64行，每行128個(gè)點(diǎn)）（2）內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供8192個(gè)16×16點(diǎn)陣漢字（12864內(nèi)部有一個(gè)CGROM，內(nèi)容掉電可以存儲(chǔ)，所以漢字字庫(kù)會(huì)存放在里面。滿(mǎn)屏最多顯示4*8=32個(gè)漢字）。（3）內(nèi)置128個(gè)16×8點(diǎn)陣ASCII字符（12864一次最多可以顯示4*16=64個(gè)ASCII字符）。（4）通訊方式：串行、并口可選（數(shù)據(jù)寫(xiě)入和讀出可以是以串行的方式，也可以是以并行的方式。）所以只要我們寫(xiě)入指令0x01，整個(gè)屏幕就被清空了。LCD初始化：一般用指令0x0c，開(kāi)顯示，關(guān)閉光標(biāo)既可以控制擴(kuò)展功能，又可以控制繪圖顯示的指令！用0X30，基本指令集指令0X06光標(biāo)右移1.漢字顯示坐標(biāo)顯示漢字一屏可以顯示4*8=32個(gè)16*16的漢字。實(shí)物圖對(duì)照下，把地址也表到實(shí)物圖上去了。操作的具體流程：A進(jìn)入基本指令模式（指令16，指令為0x30）B寫(xiě)入xy地址（地址需要查上表，用指令8，也就是寫(xiě)入DDRAM）C寫(xiě)入欲寫(xiě)入的漢字的編碼（一般定義一個(gè)數(shù)組，直接把漢字存放在里面即可，存儲(chǔ)的時(shí)候它就是以編碼的形式。例如：ucharcodedis1[]=“南京師范大學(xué)";）例程代碼：ucharcodedis3[]={“南京師范大學(xué)"};voiddisplay_hz(){ UcharI; Write_comd(0x30);//基本指令 Write_comd(0x80);//寫(xiě)在第一個(gè)位置上 For(i=0;i<8;i++) { Write_da(dis3[i]);//把數(shù)據(jù)送到端口 Delay_ms(5);//延時(shí)一會(huì)}}2.ASCII顯示坐標(biāo)：它的坐標(biāo)和漢字的坐標(biāo)是一樣的，只不過(guò)一個(gè)漢字的位置可以放兩個(gè)ASCII碼字符。因?yàn)榍罢邽?6*16后者為16*8，這樣一行可以顯示16個(gè)ASCII碼了。在顯示一串字符穿的時(shí)候，給一個(gè)起始地址，屏幕就會(huì)依次顯示出來(lái)（自動(dòng)加一功能）。操作的具體流程：A進(jìn)入基本指令模式（指令16，指令為0x30）B寫(xiě)入xy地址（地址需要查上表，用指令8，也就是寫(xiě)入DDRAM）C寫(xiě)入欲寫(xiě)入的漢字的編碼（一般定義一個(gè)數(shù)組，直接把ASACII碼存放在里面即可，存儲(chǔ)的時(shí)候它就是以編碼的形式。例如：ucharcodedis1[]="SH";）例程代碼：ucharcodedis2[]={"SH"};voiddisplay_ascii(){ UcharI; Write_comd(0x30);//基本指令 Write_comd(0x80);//寫(xiě)在第一個(gè)位置上 For(i=0;i<2;i++) { Write_da(dis2[i]);//把數(shù)據(jù)送到端口 Delay_ms(5);//延時(shí)一會(huì)}}并行寫(xiě)資料到模塊：時(shí)序圖：寫(xiě)指令：voi