基于单片机的LCD显示终端设计

赵媛媛

辽宁锦州渤海大学工学院

基于单片机的LCD显示终端设计

赵媛媛

辽宁锦州渤海大学工学院

随着社会经济的不断发展，从而带动了工业的发展。先进工业中所用到的LCD显示终端已经很难和工业中提出的新需求相互适应。实现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。针对本地远程命令目前所选择的方式是汉字和ASCII码，从而有了后期的基于单片机的LCD显示终端的设计。本文主要介绍了基于单片机的LCD显示终端的硬件设计以及软件设计。

单片机 LCD显示 终端设计

1 基于单片机LCD显示终端的功能设计

在现今的工业领域中要想使得LCD能够和不同的工业环境相互适应，那么就必须要设计出基于单片机LCD的显示终端，所以通常设计基于单片机的LCD显示终端时，需要考虑到几个功能，总结如下：

（1）将控制部分和LCD显示终端结合起来，从而所形成的控制系统是通过单片机实现的，接着就接收以及发送相关的指令，而这个过程需要LCD终端实现。此外可以根据具体的工业发展的需要从而设计出显示文字部分，而且显示是单色的方式。

（2）在基于单片机的LCD显示终端部分中也实现了显示功能，关于这个部分的具体实现需要使得LCD显示终端中有存储外接图形点阵的芯片，提供这个存储芯片的意义重大，技术人员需要引起高度重视。

（3）当设计基于单片机LCD显示终端时，LCD缓冲区也需要引起技术人员的重视，执行程控制指令以及对该指令进行更新都需要运用到LCD缓冲区，当运行LCD终端的时候，由于远程指令存在着不确定性的因素，所以当设置了缓冲区之后可以避免影响进入到预防终端中的信息。

2 RTX51简介

作为一种加强微控制器的实时操作系统，RTX51在MCS51系列单片机的领域中应用十分广泛。在实现时间的任务调度功能中就需要用到RTX51，而且在驱动信号以及驱动事件中也会用到RTX51。关于RTX51的版本一共可以分为RTX51FULL与RTX51Tiny。其中RTX51Tiny是作为RTX51FULL中的子集，特点是个体小且精悍，所需用的RAM空间是任务数量的3倍，如果单片机系统中的存储是无扩展的，那么通常会采用RTX51Tiny。RTX51Tiny运行的方式是按照系统函数实现的。函数供应用程序如表1所示。

表1 函数供应用程序

关于RTX51中任务可以实现协调，选择的机制是同步的方式。任务之间所进行的同步以及通信的实现，需要用到一些基本的事件。当任务调用了os_wait函数触发了等待信号事件，但是此时的Signal没有发生置位，所以会导致这个任务会出现挂起的状态。如果时间片是用完的状态，那么接着事件就会换到下一任务开始运行，所以每一个任务之间的进行是并发的方式的。RTX51任务切换图如图1所示。

图1 RTX51的任务切换图

3 基于单片机LCD显示终端的软件设计

对基于单片机LCD显示终端的设计进行分析时所采用的实时操作系统是RTX51。RTX51对控制单片机有着重要的作用。同时LCD显示终端的软件设计部分主要包括了对系统进行初始化、远程控制以及调度系统的内核等。LCD显示终端的软件模块框架图如图2所示。

图2 LCD显示终端的软件模块框架图

3.1 LCD显示任务的设计

在运行基于单片机LCD显示终端系统的时候，在0号任务是执行完了以后，继续进行的是系统任务，即LCD的显示任务。该显示任务在LCD的显示终端中充当着重要的角色，所以标注成任务1。当程序进行到1号时，远程控制端就会操作内容以及时间的显示。因此，当任务进行到1号时，就会有很大的不确定性因素存在。通过单独设置这个1号任务的时候，就能够及时执行以及及时解释。将1号任务定义成 TASK_DISPLAY 1。

3.2 蜂鸣报警功能的设计

蜂鸣报警是设计LCD显示终端系统中的一个默认存在的功能。在设计LCD显示终端系统时候，可以设置单个的任务，对其中正常任务所就具有的操作模式按照一定的顺序进行，从而不管在在什么时候都能够调用该任务，最终达到蜂鸣报警的目的。如果站在宏义的角度来进行分析的话，可以将蜂鸣报警功能中的任务定义成：#define TASK_ID_INIT 2。

4 硬件设计

根据具体的系统需求从而进行系统的硬件设计。系统硬件结构图如图3所示。

图3 系统硬件结构

4.1 LCD字库和缓冲区的设计

在AT89C52单片机系统中，系统中的字库所具有的存储芯片的存储容量是256kB，系统的存储方式选择的是点阵汉字库。然而，现实中很多的LCD显示终端在进行设计的时候，芯片的存储容量是大于单片机直接寻址的区域的。如果要正常访问LCD终端系统里的所有字库，不得不扩展芯片地质线。详细的实现原理是转换地址，将单片机中I/O端口的低4位转换为4-16位的地址。

4.2 通信电路和复位部分的控制

通信电路的设计部分需要实现的就是对远程控制端进行通信，并且发送系统中工作状态，以及对远程控制的指令进行接收。然而，单片机无法与计算机实现直接的连接，因此需要实现设备转换过程。转换过程的实现需要应用到芯片RS-485，同时转换电平。在设置蜂鸣器时，根据情况的不同实现蜂鸣。设计复位部分应用场合是当系统遇到了故障或者出现了死机，此时进行复位控制能够起到很大作用。基于单片机的LCD显示终端系统中硬件部分分为：微控制器、译码电路、字库等。

（1）微控制。微控制器中的的存储器选择的是8KByteFlash，RAM的空间是256Byte。微控制器中的工作频率是18.432MHz。

（2）译码电路。译码电路中需要用到的器件主要包括了GAL16V8D，地址译码电路的编程语言选择的是abel。

（3）字库。字库的实现中选择的芯片是27C020OTP，27C020OTP芯片中存储的容量空间是256KByte，该芯片能够将12×12点阵汉字库保存起来。

5 结语

设计基于单片机LCD显示终端，需要用到的机制是引入多任务，这样所实现的LCD显示终端中还能够进行其他的多种功能，当所设计的LCD终端满足了以上的这些功能要求之外，就能在系统的开发过程中起到很好的作用。

设计基于单机LCD显示终端系统在工业生产中有着很大的意义，通过基于单机LCD显示终端系统能够控制远程通信而且还能编译指令，对工业生产中的运行状态进行管理，进一步地执行任务。基于单机LCD显示终端系统迎合了工业生产的需求，有着重要的理论意义与实践意义。

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