基于单片机的LCD显示终端设计

王连君

摘 要 我国经济体制改革的不断推进，促进了我国的工业发展。在新的工业环境中，工业生产过程中应用的LCD显示技术已经不能适应新的生产需求。为了适应现在的工业生产需要，通过汉字和ASCII码实现对本地远程命令的要求，提出了采用基于单片机的LCD显示终端。基于单片机的LCD显示终端的硬件系统，主要包括微处理机、临时缓冲区、通信电路、译码电路、LCD模块接口、字库、复位和蜂鸣器发声等元素。

关键词 单片机；LCD显示；终端设计

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）06-0026-01

在新的工业环境变化过程中，为了适应新的工业生产需求，逐渐开始应用基于单片机的LCD显示终端。在工业生产的过程中，应用基于单片机的LCD显示终端，可以实现对远程指令的编码转换，用ASCII码或者汉字进行本地远程命令的显示。基于单片机的LCD显示终端系统的实现，需要实现对单片机控制系统和相关连接芯片或者器件的综合利用完成。

1 基于单片机LCD显示终端的功能设计

基于单片机LCD的显示终端设计，主要是为了是因新的工业环境中，对工业生产的新的需要。所以，在设计基于单片机LCD的显示终端的时候，一定要具备以下功能。

1）基于单片机的LCD显示终端在结合了控制部分之后，可以组成一个比较完整的系统，通过单片机实现对系统的主要控制。LCD终端和控制系统可以接收和发送远程控制主机的通信和指令，实现的途径主要是RS-485芯片。为了保证适应工业生产的使用需求，LCD终端的显示模块设计，可以应用单色可显示汉字屏。

2）基于单片机的LCD显示终端应该具备一定的显示功能，可以显示1级、2级汉字库和任意的ASCII码。实现这一项功能设计要求，基于单片机的LCD显示终端应该具有外接图形点阵的信息存储芯片。在实现对基于单片机LCD显示终端的设计的时候，技术人员应该重视这项功能，是提供服务的主要载体。

3）在设计基于单片机LCD显示终端的时候，技术人员应该保证LCD具有一定的缓冲区，从而可以及时的实现对远程控制指令的有效执行和更新。在LCD终端的运行过程中，远程指令具有一定的不确定性，实现对缓冲区的设置，可以有效的预防同时涌入终端中大量信息所造成的不良影响。

4）基于单片机LCD显示终端的设计，可以引入多任务处理机制，从而保证LCD显示终端可以实现对同时执行多项需求或者同时对多个模块进行控制的功能。LCD终端具备这项功能，还可以对系统中多个模块的独立开发和调试问题进行很好的处理，具有良好的效果。

2 基于单片机LCD显示终端的硬件设计

2.1 译码电路和LCD显示模块的设计

在LCD显示终端系统中，包括的硬件主要有：译码电路、LCD显示模块、字库、单片机、缓冲区、蜂鸣器、复位和看门狗、通信电路。其中，硬件部位的核心是单片机。某基于单片机LCD显示终端的系统中，硬件的核心部位是AT89C52单片机，这种型号的单片机只能给包括了256B的RAM空间和8KB的ROM空间，基本上可以满足LCD显示终端的功能需求。该系统中译码器部分的硬件，主要选择的是GAL16V8D。应用这种逻辑编程器件，可以在RTX51实时操作系统中获得较好的运行，实现对地址的译码。在工业生产的过程中，应用基于单片机LCD显示终端显示的信息相对比较简单，基本上应用一块单色的320×240分辨率的LCD模块，就可以满足工业生产的实际需求。这种模块和单片机可以应用SED1335芯片实现二者之间数据和指令的传输。

2.2 LCD字库和缓冲区的设计

在AT89C52单片机系统中，设计的字库应该应用具有27C020 OTP存储芯片，这种芯片可以达到256kB的存储量，实现对整个系统中使用的点阵汉字库的存储。但是，在实际的LCD显示终端设计的过程中，应用这种芯片，其存储容量超出了单片机的直接寻址范围。为了保证LCD终端系统中全部的字库都可以进行正常访问，在设计硬件部分的时候，还需要从单片机进行芯片地质线模拟扩展。具体的实现方法，可以应用地址转换，使用单片机的一个I/O端口的低4位实现对4-16位转换器的控制进行地址转换。设计缓冲区的时候，技术人员应该选用静态随机存储RAM，应用HD62256实现。

2.3 通信电路和复位部分的控制

基于LCD显示终端的系统设计过程中，对通信电路的设计，主要的作用是实现和远程控制端的通信，对当前系统的工作状态进行发送，接收远程控制指令。但是，在系统中单片机不能实现和计算机的直接连接，需要应用一定的设备进行转换。本系统中应用的转换设备是一片RS-485芯片，实现了电平转换。对蜂鸣器的设置，主要是在特定情况下实现蜂鸣。复位部分的设计，主要是在系统出现一定的故障或者出现死机情况的时候，可以发挥有效的作用。

3 基于单片机LCD显示终端的软件设计

本文以RTX51实时操作系统为例，分析基于单片机LCD显示终端的软件设计。在工业生产的过程中，应用RTX51实时操作系统，可以实现对MCS0851标准开发单片机的有效控制。而且，该系统属于实时多任务操作系统，按照实现的功能，对软件进行分解，主要包括内核初始化、系统初始化、操作系统的内核调度和远程控制指令。

3.1 系统初始化的设计

在RTX51实时操作系统的运行过程中，按照一定的使用规则，软件执行任务的时候需要从0号任务开始执行。所以，系统中的0号任务被设定为系统的初始化任务。在LCD终端系统中，当多项任务同时执行的时候，会有较高的RAM需求。而系统在完成对0号任务的执行的时候，会处于空闲状态。所以，在系统的软件设计过程中，可以将操作系统内核调度的看门狗功能的电路控制功能添加到0号任务中。从宏义的角度来看，0号任务的定义是：#define TASK_ID_INIT 0。任务的主要内容是对LCD终端系统硬件的初始化，对62256存储芯片的连接状态进行检查，设置SED1335的工作模式。

3.2 LCD显示任务的设计

基于单片机LCD显示终端系统的运行过程中，执行完0号任务之后，会开始执行系统任务，也就是LCD显示任务。这项任务是终端系统运行的核心任务，因此被设定为任务1。系统在执行1号任务的时候，显示的内容和时间都需要远程控制端决定。所以，在实际执行这项任务的时候，存在很大的不确定性。对该项任务进行单独设定，可以实现对远程控制显示命令的有效解释和及时执行，具备一定的LCD屏幕绘制功能。从宏义的角度来看，1号任务的定义是：#define TASK_DISPLAY 1。

3.3 蜂鸣报警功能的设计

在LCD显示终端系统的设计过程中，蜂鸣报警功能是一项默认的功能。在系统中，实现对单项任务的设置，顺序执行正常的任务操作模式，可以随时调用，实现连续的蜂鸣报警作用。从宏义的角度来看，蜂鸣报警功能的任务被定义为：#define TASK_ID_INIT 2。

4 总结

在工业的生产过程中，应用基于单机LCD显示终端系统，可以及时、有效的实现对远程控制端通信和指令的编译和显示，全面掌握当前生产设备的运行状态，实现对任务的成功执行。这种终端系统的应用成本比较低，具有较高的可靠性和稳定性，适应了新的工业生产要求，发挥了重要的作用。

参考文献

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