基于单片机的液晶显示模块的控制设计与实现

湖南理工学院信息与通信工程学院 管琼

湖北省监利县尺八镇农机管理站 李建阳

基于单片机的液晶显示模块的控制设计与实现

湖南理工学院信息与通信工程学院 管琼

湖北省监利县尺八镇农机管理站 李建阳

本文对单片机，液晶显示模块和软硬件设计模块分别做了简单介绍，并阐述了12864点阵式液晶显示模块和模块与89C51单片机的接口电路，给出了电路示意图；最后论述了用单片机实现LCD液晶显示器控制原理的设计思想和软、硬件调试过程，并进行了系统仿真，效果良好。

单片机；液晶显示模块；控制与实现

1 单片机与液晶显示器简介

单片机就是在一块半导体硅片上集成了微处理器（CPU），存储器（RAM，ROM，EPROM）和各种输入、输出接口（定时器/计数器，并行I/O口，串行口，A/D转换器以及脉宽调制器PWM等），这样一块集成电路芯片具有一台计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。

89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器的单片机。89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案[1]。

在数字电路中，所有的数据都是以0和1保存的，对LCD控制器进行不同的数据操作，可以得到不同的结果。对于显示英文操作，由于英文字母种类很少，只需要8位（一字节）即可。而对于中文，常用的有6000个以上，于是人们将汉字分布在一个94×94的矩阵中，为了和英文字母的内码分开，将汉字所在的行号及列号分别加上A0H后，用两个字节来表示汉字的机内码。文字在屏幕上显示涉及到文字的字模，字模虽然也是一组数字，但它的意义却与数字的意义有了根本的变化，它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状[2]。

12864是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8×4个(16×16点阵)汉字[3]。

2 12864点阵型LCD软硬件设计

硬件原理图和PCB图分别如图1、图2所示：

图1 硬件原理图

图2 硬件PCB图

主流程和子流程分别如图3、图4、图5所示：

图3 主流程图

图4 写指令流程图

图5 读数据流程图

用本开发板配套的取模软件来进行汉字的取模[4]，取完要显示的全部汉字代码后就可以编程了。

3 系统仿真

（1）设计任务。在12864LCD液晶屏中央显示“湖南理工学院”字样。

（2）解题思路。在电路结构上采用模拟时序的控制方法实现，根据汉字取码和图形取码的方法，得到“湖南理工学院”汉字的编码，从第3行16列为显示起点，按前面的原理图连接。

（3）电路设计。从Proteus中选取80C51（单片机）、RES(电阻)、CRYSTAL（晶振）、CAP（电容）、CAP-ELEC(电解电容)、AMPIRE128×64(12864液晶显示器)等元器件。放置元器件、电源和地，连线得到图所示开关状态显示电路，然后进行电气规则检查。

（4）程序设计。利用KeiluVison3编写源程序，系统仿真如图6所示。

4 结束语

随着现代测控技术的发展，仪器仪表的智能化程度越来越高，对仪器可操作性的要求也越来越高，因此，良好的人机界面越来越受到设计者的重视。本文所用的液晶显示模块的功能、显示方法及编程的技巧在测控领域有着广泛的实用价值。

图6 系统仿真图

[1]张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2007:15-60.

[2]求是科技.单片机典型模块设计实例导航[M].北京:人民邮电出版社,2004:50-120.

[3]外配QPYD系列控制板的点阵图形液晶显示模块使用手册[Z].北京精电蓬远显示技术有限公司,2002:50-62.