单片机与液晶显示器精品课件.ppt

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资源描述

1、讲座四v1.多位LED显示v2.键盘管理模块v3.点阵、字符液晶显示器v4.字模提取软件LED的工作原理的工作原理(a)典型的七段式LED器件(b)共阳极LED(c)共阴极LED四位数七段LED数码管模块(左为正面图、右为背面图)LED数码管和单片机的连接1 单片机P2.0P2.7abcdefgdp +5v +5vabcdefgdpP0.0P0.7编程:(以共阳极为例)MOVP2,#11111001B(0F9H)MOVP0,#10100100B(0A4H)SJMP$静态连接静态显示LED数码管和单片机的连接2 单片机P2.0P2.7abcdefgdpP0.0P0.1P0.2P0.3想一想:和静

2、态连接的区别在哪里?单片机 P2.0P2.7abcdefgdpP0.0P0.1P0.2P0.3静态、动态显示方式总结q静态显示连接q所有LED的位选均共同连接到+VCC或GND,每个LED的8根段选线分别连接一个8位并行I/O口。q原理简单;显示无闪烁;占用I/O资源较多。v动态显示连接 所有LED的段选线共同连接在一起共用一个 8位I/O口而每个LED的位选分别由一根相应的I/O口线控制。因此必须采用动态扫描显示方式。例:74ls164+led(proteus)独立键盘case 0 x01:key1();/键盘1功能函数。break;case 0 x02:key2();/键盘2功能函数。br

3、eak;case 0 x04:key3();/键盘3功能函数。break;case 0 x08:key4();/键盘4功能函数。break;case 0 x10:key5();/键盘5功能函数。break;case 0 x20:key6();/键盘6功能函数。break;case 0 x40:key7();/键盘7功能函数。break;case 0 x80:key8();/键盘8功能函数。break;default:break;说明:采用轮询方式查询P1口,采用延时法消除键盘抖动*/#include /*函数名称:delay()功能:用于键盘消抖的延时函数说明:无 入口参数:无返回值:无*/v

4、oid delay()unsigned char i;for(i=400;i0;i-);/主函数 main()void main(void)unsigned char key;while(1)P1=0 xff;/要想从P1口读数据必须先给P1口写1 key=P1;/读入P1口的数据,赋值给变量key if(key!=0 x00)/判断是否有键按下,当没有键按下时,P1口的数据为0 x00 delay();/延时去抖 key=P1;/再次读入P1口的数据,赋值给变量key if(key!=0 x00)/再次判断是否有键按下 switch(key)矩阵式键盘控制4x4 键盘的内部结构市售一体成型的

5、4x4键盘低电平扫描按下“0”键X3X2X1X0Y3Y2Y1Y0动作按键11 101110Key 01101Key 11011Key 20111Key 311 011110Key 41101Key 51011Key 60111Key 710 111110Key 81101Key 91011Key A0111Key B01 111110Key C1101Key D1011Key E0111Key Fxx xx1111无按键按下低电平动作键盘动作分析表高电平扫描按下“0”键X3X2X1X0Y3Y2Y1Y0动作按键00 010001Key 00010Key 10100Key 21000Key 300

6、 100001Key 40010Key 50100Key 61000Key 701 000001Key 80010Key 90100Key A1000Key B10 000001Key C0010Key D0100Key E1000Key Fxx xx0000无按键按下高电平动作键盘动作分析表44键盘扫描电路基本原理:分行扫描检查是否有键按下若有,确定哪个键被按下1.行扫描法的原理行扫描法的原理 判断哪一个键被按下的流程 P1=0 xfe;n=P1;n&=0 xf0;if(n!=0 xf0)delay();P1=0 xfe;n=P1;n&=0 xf0;if(n!=0 xf0)switch(n)

7、case(0 xe0):display(0);break;case(0 xd0):display(1);break;case(0 xb0):display(2);break;case(0 x70):display(3);break;P1=0 xfd;n=P1;n&=0 xf0;if(n!=0 xf0)delay();P1=0 xfd;n=P1;n&=0 xf0;if(n!=0 xf0)switch(n)case(0 xe0):display(4);break;case(0 xd0):display(5);break;case(0 xb0):display(6);break;case(0 x70

8、):display(7);break;P1=0 xfb;n=P1;n&=0 xf0;if(n!=0 xf0)delay();P1=0 xfb;n=P1;n&=0 xf0;if(n!=0 xf0)switch(n)case(0 xe0):display(8);break;case(0 xd0):display(9);break;case(0 xb0):display(10);break;case(0 x70):display(11);break;P1=0 xf7;n=P1;n&=0 xf0;if(n!=0 xf0)delay();P1=0 xf7;n=P1;n&=0 xf0;if(n!=0 xf

9、0)switch(n)case(0 xe0):display(12);break;case(0 xd0):display(13);break;case(0 xb0):display(14);break;case(0 x70):display(15);break;void display(unsigned char i)unsigned char table=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,0 x80,0 x90,0 x88,0 x83,0 xC6,0 xA1,0 x86,0 x8E;P2=0 xfe;P0=tablei;2.行反转

10、法的原理行反转法的原理行线、列线分别接并行口行线输出,列线输入列线输出读得的值,行线输入行反转法的流程 uchar keyscan(void)/键盘扫描函数,使用行列反转扫描法 uchar cord_h,cord_l;/行列值 P3=0 x0f;/行线输出全为0 cord_h=P3&0 x0f;/读入列线值 if(cord_h!=0 x0f)/先检测有无按键按下 delay(100);/去抖 if(cord_h!=0 x0f)cord_h=P3&0 x0f;/读入列线值 P3=cord_h|0 xf0;/输出当前列线值 cord_l=P3&0 xf0;/读入行线值 return(cord_h+

11、cord_l);/键盘最后组合码值 此处仿真此处仿真测控系统中必不可少的组成人机界面图1 测控系统的组成部分液晶显示器的原理v字符型液晶(1602)方法:通过向指定显示位置对应的DDRAM中写数据来显示字符。例如:在第2行第2列显示字符 a,查表1 可知a对应的代码为01100001即0 x31,则可向地址0 x41中写入数据0 x31即可显示。图2 1602的显示地址与DDRAM地址点阵型液晶(12864)在点阵型LCD上显示一幅图片或是字符,如上图所示,只需黑色的部分点亮,空白的点置0即可。可以将LCD看成128*64个LED灯来帮助理解。正面图正面图背面图背面图12864分类12864点

12、阵液晶显示屏有三种控制器,分别是KS0107(KS0108)、T6963C和ST7920,三种控制器主要区别是:KS0107(KS0108)不带任何字库、T6963C带ASCII码,ST7920带国标二级字库(8千多个汉字)。图3 12864的DDRAM地址XY地址计数器实际上是作为DDRAM的地址指针,X地址计数器为DDRAM的页指针,Y地址计数器为DDRAM的Y(列)地址指针。X地址计数器没有记数功能,只能用指令设置。Y地址计数器具有循环记数功能,各显示数据写入后,Y地址自动加1,Y地址指针从0到63。从上图可以看出数据按字节在屏幕上是竖向排列的。上方为低位,下方为高位。因此在横向上(也就

13、是Y)就一共是128列数据。分为CS1和CS2两个64列来写入。在竖方向上(也就是X)一字节数据显示8个点,竖向64个点分为8个字节,称做8页(X=0-7)。了解这些后我们就知道要满屏显示一张图就要从y=0127、X=07一共写1288=1024个字节的数据。同样在AT89S51中存一张图就要1024个字节的空间。图片在12864上的显示v简单来说,主要分为两步:v1)将一幅图片转化为一系列二进制数据v2)将数据按字节(8位)写入液晶对应的DDRAM由图3可知,12864的DDRAM有128*8=1024个地址,只需将图片转化的数据按字节写入这其对应的DDRAM地址即可。字符在12864上的显

14、示上图中,汉字为16*16点阵,ASCII码为8*16点阵,同图片一样,一个汉字(ASCII)由16*2(8*2)个字节数据组成,字符显示原理与图片一致,只需将字符代码写入相应DDRAM地址。字体大小可以根据需要改变。小结v简而言之,无论是字符型还是点阵型LCD,其基本原理都是通过将数据写入所对应的DDRAM地址中来显示所需要的图形或是字符。v12864点阵型液晶对应的DDRAM有1024个地址,当需显示的字符或图片已转为二进制数据时,确定将数据写入对应的DDRAM地址就是你所要做的工作!单片机与液晶显示器的硬件连接v液晶显示器(12864)主要包含了以下接口(图6):v1)使能E(51的RD

15、和WR经或非门接LCD的使能E)v2)片选CS1(左半屏)、CS2(右半屏),见图3v3)命令/数据选择RS(0命令,1数据)v4)读/写选择R/W(0写,1读)v5)数据总线DB0DB7v6)负压产生和负压输入(对比度)调整v7)复位RSTv8)电源与地和背景光电源软件编程注意:程序的编写与硬件是分不开的。以图6为例,A11A8对应CS2、CS1、R/W、RS,未用的地址线为高。见图5则当向12864的左半屏(CS1=1,CS2=0)写(R/W=0)数据(RS=1)时,总线地址为0 x1111010111111111。即0 xF5FF。C文件中定义如下:#define WD1 XBYTE0

16、xF5FF定义了总线地址后,对外部地址的操作变得非常简单。如向左半屏写数据0 xFF:WD1=0 xFF 读左半屏数据:data=RD1(data存储读取到的数据)举例v下面简单介绍程序编写的流程v1)定义所有总线地址v#define WI1 XBYTE0 xF4FF/向左半屏写命令v#define WD1 XBYTE0 xF5FF/向左半屏写数据v#define RI1 XBYTE0 xF6FF/读左半屏命令v#define RD1 XBYTE0 xF7FF /读左半屏数据v#define WI2 XBYTE0 xF8FF/向右半屏写命令v#define WD2 XBYTE0 xF9FF/向

17、右半屏写数据v#define RI2 XBYTE0 xFAFF/读右半屏命令v#define RD2 XBYTE0 xFBFF/读右半屏数据v2)编写底层程序(查忙,写数据,读数据)查忙(读BF标志即DB7总线,亦即读命令)BF=1表示模块在内部操作,此时模块不接受外部指令和数据;BF=0时模块为准备状态,随时可接受外部指令和数据;b=RI1 或者 b=RI2,观察b中最高位是否为0,否则忙。写数据aWD1=a或者WD2=a读数据到datadata=RD1或者data=RD2注意:无论是写数据还是读数据一定要先查忙(对左右半屏读命令),只有在BF=0时才能对LCD进行操作3)LCD初始化包含开

18、显示(0 x3F),起始行(0 xC0),设置起始页地址(0 xB8)和Y地址(0 x40),即分别向LCD的左右半屏写命令。可按括号内的数据进行初始化。具体可查阅12864的PDF资料。4)清屏(向DDRAM所有地址写0)显示一幅新图片前必须清屏,否则之前显示的数据仍存在于液晶上。5)指定位置显示一个ASCII码首先将起始页地址和起始Y地址设置好,写入ASCII码的上半部分(8个字节数据)重新设置起始页地址和起始Y地址,写入ASCII码的下半部分(另8个字节数据)注意:在对DDRAM进行读写操作后,Y地址指针自动加1,指向下一个DDRAM 单元。6)指定位置显示汉字 同显示ASCII码基本相

19、似,只是上下部分分别有16个字节数据需要写入DDRAM。7)显示一张图片对于图片,必然从第0页第0列开始,可以一页一页(不分左右屏)显示,也可以先写左半屏后写右半屏。所谓的两种方法差别正在设置的起始页地址和Y地址的不同。图3小结v12864点阵型液晶对应的DDRAM有1024个地址,无论是显示字符还是图片,灵活设置起始页地址和Y地址,可以达到想要的结果。vC语言中用到总线操作必须添加头文件“absacc.h”,另如使用仿真器,需在debug中的setting里选择使用xbus(数据总线)。v可使用取字模软件将字符或图片转为一系列二进制数据。写程序:写程序:附件v3)写数据datvvoid Wr

20、iteData(uchar dat,bit side)vv CheckBusy(side);vif(side=Left)vWD1=dat;velsevWD2=dat;v写命令cmd(side0为左,1为右)void WriteCmd(uchar cmd,bit side)CheckBusy(side);if(side=Left)/Left=0(宏定义)WI1=cmd;elseWI2=cmd;读操作时序v1)查忙程序vvoid CheckBusy(bit side)/side0为左1为右vv unsigned char buf=0 xFF;v while(buf)vif(!side)vbuf=R

21、I1;/单片机命令velsevbuf=RI2;v buf&=0 x80;/取D7若为1则忙,忙则buf!=0(LCD回信号)vv初始化:初始化:v4)初始化程序vvoid LCD_Init()vv WriteCmd(0 x3F,Left);/显示开v WriteCmd(0 x3F,Right);vWriteCmd(0 xC0,Left);/起始行v WriteCmd(0 xC0,Right);vWriteCmd(0 xB8,Left);vWriteCmd(0 xB8,Right);/起始x,y坐标(0,0)vWriteCmd(0 x40,Left);vWriteCmd(0 x40,Right)

22、;v5)清屏(一般dat=0)vvoid LCD_Clear(uchar dat)vv uchar i,j;vfor(i=0;i8;i+)vWriteCmd(0 xB8+i,Left);vWriteCmd(0 xB8+i,Right);vWriteCmd(0 x40,Left);vWriteCmd(0 x40,Right);vfor(j=0;j64;j+)vWriteData(dat,Left);vWriteData(dat,Right);vvv总结v理解12864是如何显示字符和图形的v知晓单片机与12864的硬件连接v根据硬件接线,确定所有的总线地址(8个)v明白如何通过总线操作对1286

23、4进行数据与命令的交换v参考12864的命令字进行软件编程v学会如何使用取字模软件图6 AT89C51与12864的硬件连接LCD12864模块的20个引脚定义如下:1.Vss 逻辑电源地2.VDD逻辑电源正5v3.V0LCD驱动电压4.RS 数据/指令选择:高电平为数据,低电平为指令5.R/W读/写选择:高电平为读数据,低电平为写数据6.E读写使能,高电平有效,下降沿锁定数据7.DB0数据输入输出引脚8.DB1数据输入输出引脚9.DB2数据输入输出引脚10.DB3数据输入输出引脚11.DB4数据输入输出引脚12.DB5数据输入输出引脚13.DB6数据输入输出引脚14.DB7数据输入输出引脚1

24、5.CS1片选择号,低电平时选择前64列16.CS2片选择号,低电平时选择后64列17.RET复位信号,低电平有效。18.VEE输出15v电源给V0提供驱动电源19.A背光电源LED正极20.K背光电源LED负极图图5.LCD引脚图引脚图带字库12864v带字库的带字库的12864的基本特性:的基本特性:(1)显示分辨率)显示分辨率:12864点点(就是(就是64行,每行行,每行128个点)个点)(2)内置汉字字库,提供)内置汉字字库,提供8192个个1616点阵汉字(点阵汉字(12864内内部有一个部有一个CGROM,内容掉电可以存储,所以汉字字库会,内容掉电可以存储,所以汉字字库会存放在里

25、面。满屏最多显示存放在里面。满屏最多显示4*8=32个汉字)。个汉字)。(3)内置)内置 128个个168点阵点阵ASCII字符(字符(12864一次最多可以一次最多可以显示显示4*16=64个个ASCII字符)。字符)。(4)通讯方式:串行、并口可选)通讯方式:串行、并口可选(数据写入和读出可以是以(数据写入和读出可以是以串行的方式,也可以是以并行的方式。)串行的方式,也可以是以并行的方式。)所以只要我们写入指令所以只要我们写入指令0 x01,整个屏幕就被清空了。,整个屏幕就被清空了。LCD初始化:初始化:一般用指令一般用指令0 x0c,开显示,关闭光标,开显示,关闭光标 既可以控制扩展功能

26、,又可以控制绘图显示的指令!用既可以控制扩展功能,又可以控制绘图显示的指令!用0X30,基本指令集,基本指令集指令指令0X06光标右移光标右移1.汉字显示坐标汉字显示坐标 显示汉字一屏可以显示显示汉字一屏可以显示4*8=32个个16*16的汉字。实的汉字。实物图对照下,把地址也表物图对照下,把地址也表到实物图上去了。到实物图上去了。操作的具体流程:操作的具体流程:A进入基本指令模式(指令进入基本指令模式(指令16,指令为,指令为0 x30)B写入写入xy地址(地址需要查上表,用指令地址(地址需要查上表,用指令8,也就是写入,也就是写入DDRAM)C写入欲写入的汉字的编码(一般定义一个数组,直接

27、把汉字存放在里面即可,写入欲写入的汉字的编码(一般定义一个数组,直接把汉字存放在里面即可,存储的时候它就是以编码的形式。例如:存储的时候它就是以编码的形式。例如:uchar code dis1=“南京师范大学南京师范大学;)例程代码:例程代码:uchar code dis3=“南京师范大学南京师范大学;void display_hz()Uchar I;Write_comd(0 x30);/基本指令基本指令Write_comd(0 x80);/写在第一个位置上写在第一个位置上For(i=0;i8;i+)Write_da(dis3i);/把数据送到端口把数据送到端口Delay_ms(5);/延时一

28、会延时一会 2.ASCII显示坐标:显示坐标:它的坐标和汉字的坐标是一样的,只不过一个汉字的位置可以放两个它的坐标和汉字的坐标是一样的,只不过一个汉字的位置可以放两个ASCII码字符。因为前者为码字符。因为前者为16*16后者为后者为16*8,这样一行可以显示,这样一行可以显示16个个ASCII码了。在显示一串字符穿的时候,给一个起始地址,屏幕就码了。在显示一串字符穿的时候,给一个起始地址,屏幕就会依次显示出来(自动加一功能)。会依次显示出来(自动加一功能)。操作的具体流程:操作的具体流程:A进入基本指令模式(指令进入基本指令模式(指令16,指令为,指令为0 x30)B写入写入xy地址(地址需

29、要查上表,用指令地址(地址需要查上表,用指令8,也就是写入,也就是写入DDRAM)C写入欲写入的汉字的编码(一般定义一个数组,直接把写入欲写入的汉字的编码(一般定义一个数组,直接把ASACII码存放码存放在里面即可,存储的时候它就是以编码的形式。例如:在里面即可,存储的时候它就是以编码的形式。例如:uchar code dis1=SH;)例程代码:例程代码:uchar code dis2=SH;void display_ascii()Uchar I;Write_comd(0 x30);/基本指令基本指令Write_comd(0 x80);/写在第一个位置上写在第一个位置上For(i=0;i2;

30、i+)Write_da(dis2i);/把数据送到端口把数据送到端口Delay_ms(5);/延时一会延时一会并行写资料到模块:并行写资料到模块:时序图:时序图:写指令:void write_cmd(uchar cmd)lcdrs=0;/低电平表命令 lcdrw=0;/低电平表写 P0=cmd;/把命令送给P0 lcden=0;/产生一个高脉冲 delay_ms(5);lcden=1;delay_ms(5);/不用的时候把en拉低,12864不使能 lcden=0;(2)写数据:void write_dat(uchar dat)lcdrs=1;/高电平表示数据 lcdrw=0;/低电平表示写

31、P0=dat;/把数据送到端口 lcden=0;/产生一个高脉冲 delay_ms(5);lcden=1;delay_ms(5);lcden=0;/不用时不使能根据这个时序图可以从根据这个时序图可以从12864液晶模块内部液晶模块内部RAM中读出相应的数据,忙检测函数就是根据这中读出相应的数据,忙检测函数就是根据这个时序图写出来的。个时序图写出来的。带中文字库的带中文字库的128X64128X64显示模块时应注意以下几点:显示模块时应注意以下几点:欲在某一个位置显示中文字符时,应先设定显示字符位置,即先设定显示地址,再写入中文字符编码。显示ASCII字符过程与显示中文字符过程相同。不过在显示连

32、续字符时,只须设定一次显示地址,由模块自动对地址加1指向下一个字符位置,否则,显示的字符中将会有一个空ASCII字符位置。当字符编码为2字节时,应先写入高位字节,再写入低位字节。模块在接收指令前,向处理器必须先确认模块内部处于非忙状态,即读取BF标志时BF需为“0”,方可接受新的指令。如果在送出一个指令前不检查BF标志,则在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间,即等待前一个指令确定执行完成。指令执行的时间请参考指令表中的指令执行时间说明。“RE”为基本指令集与扩充指令集的选择控制位。当变更“RE”后,以后的指令集将维持在最后的状态,除非再次变更“RE”位,否则使用相同指令集时,无需每次均重设“RE”位。

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