基于单片机的lcd驱动程序设计(编辑修改稿)

基于单片机的lcd驱动程序设计(编辑修改稿)内容摘要：

9 系列单片机的优点 6 89 系列单片机对于一般用户来说，存在下列很明显的优点： 存储器 因此在系统的开发过程中可以十分容易进行程序的修改，这就大大缩短了系统的开发周期。 同时，在系统的工作过程中，能有效的保存一些数据信息，即使外界电源损坏也不影响到信息的保存。 8051 插座兼容 89 系列单片机的引脚是和 80C51 一样的，所以，当用 89 系列单片机取代80C51 时，可以直接去代换。 这时不管用 40 引脚还是 44引脚的产品，只要用相同引脚的 89系列单片机取代 80C51 的单片机即可。 89 系列单片机采用静态时钟方式，所以可以节省电能，这对于降低便携式产品的功耗十分有用。 用 89 系列单片机设计的系统，可以进行反复的系统试验；每次可以编入不同的程序，这样可以保证用户的设计达到最优化。 而且随用户的需要和发展，还可以进行修改，使系统不断追随用户的最新要求。 （ 2） 89 系列单片机的内部结构 7 89 系列单片机的内部结构和 80C51 相近，它主要包含以下一些部件： a). CPU； b). 振荡电路； c). 总线控制部件； d). 中断控制部件； e). 片内 Flash 存储器； f). 片内 RAM； g). 并行 I/O接口； h). 定时器； i). 串行 I/O接口山东工商学院 2020 届毕业论文 8 AT89C51 单片机介绍 AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。 AT89C2051 是一种带 2K 字节 闪存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 1000 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 MCS51 指令集和输出管脚相兼容 5。 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 AT89C51 是一种高效微控制器， AT89C2051 是它的一种精简版本。 AT89C51 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） AT89C51 的内部结构： AT89C51 单片机由中央处理器（ CPU），程序存储器（ ROM），数据存储器（ RAM），定时器 /计数器，并行 I/O 接口，串行 I/O接口和中断系统等组成 2。 R A M 地 址寄 存 器R A MA C C暂 存 器 2B 寄 存 器P 0 锁 存 器 P 2 锁 存 器E P R O M或 R O M1 6 位 地 址 寄 存 器缓 冲 器P 0 驱 动 器 P 2 驱 动 器S P暂 存 器 1A L UP S W中 断 系 统串 行 口定 时 器 / 计 时 器D P T R指令寄存器定时及控制P CP C 加 1振 荡 器P 1 锁 存 器P 1 驱 动 器P 3 驱 动 器P 3 锁 存 器X T A L 1 X T A L 2P 1 . 0 ~ P 1 . 7P 3 . 0 ~ P . 7R E SE AA L EP S E NV C CG N DP 0 . 0 ~ P 0 . 7P 2 . 0 ~ 2 . 7图 AT89C51 内部结构图 The internal structure of AT89C51 山东工商学院 2020 届毕业论文 9 （ 2） AT89C51 单片机的特性 2 ： AT89C51单片机具有与 MCS51 兼容的特性， 4k 字节 FLASH闪速存储器， 1000写 /擦循环的寿命， 10 年的数据保留时间， 128 8 位内部 RAM， 32 可编程 I/O口线， 2 个 16 位定时 /计数器，一个 5 向量两级中断结构， 0Hz24MHz 的全静态工作 ，三级程序存储器锁定 ，低功耗的闲置和掉电模式，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。 同时， AT89C51 降至 0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种可选的节电工作模式。 空闲方式体制 CPU 的工作，但允许 RAM，定时 /计数器，串行通信口及中断系统继续工作。 掉电方式保存 RAM 中的内容，但振荡器体制工作并禁止其他所有不见工作直到下一个硬件复位。 （ 3） AT89C51 单片机的引脚 2 ： AT89C51 单片机有 40 个引脚，共分为电源线，端口线和控制线三类。 图 AT89C51 单片机的引脚图 Fig. AT89C51 Microcontroller 山东工商学院 2020 届毕业论文 10 引脚说明 2 VCC:供电电压 GND:接地 P0 口 ： P0 口为一个 8位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门 电流。 当P0 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据 /地址的低八位。 在 FIASH 编程时， P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必须接上拉电阻。 P1 口 ： P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8位双向 I/O 口， P1口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。 P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 在 FLASH 编程和校验时， P1口作为低八位地址接受。 P2 口 ： P2 口为一 个内部上拉电阻的 8位双向 I/O 口， P2口缓冲器可接收，输出 4个 TTL门电流，当 P2口被写“ 1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 P2 口当用于外部程序存储器或 16位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。 在给出地址“ 1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口 ： P3 口管脚是 8个带内部上拉电 阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL门电流。 当 P3 口写入“ 1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3口将输出电流（ ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） /INT0（外部中断 0） /INT1（外部中断 1） T0（记时器 0 外部输入） T1（记时器 1 外部输入） /WR（外部数据存储器写选通） 山东工商学院 2020 届毕业论文 11 /RD（外部 数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST:复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG: 当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 在平时， ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。 如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 此时， ALE只有在执行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 /PSEN: 外部程序存储器的选通信号。 在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次 /PSEN 有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN 信号将不出现。 /EA/VPP: 当 /EA 保 持 低 电 平 时 ， 则 在 此 期 间 外 部 程 序 存 储 器（ 0000HFFFFH），不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 1 时， /EA 将内部锁定为 RESET；当 /EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。 在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（ VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 (4)振荡器特性 3 ： XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。 该反向放大器可以配置为片内振荡器。 石晶 振荡和陶瓷振荡均可采用。 如采用外部时钟源驱动器件， XTAL2应不接。 有余输入至内部 时钟信号 要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 (5) 芯片擦除 4 ： 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。 在芯片擦操作中，代码阵列全被写 “1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 山东工商学院 2020 届毕业论文 12 此外， AT89C51 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。 在闲置模式下， CPU 停止工作。 但 RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。 在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能 ，直到下一个硬件复位为止 5。 液晶显示器件原理 LCD 的基本构造 液晶显示器件从结构上说，属于平板显示器件。 其基本结构，呈平板形。 它主要由前后偏振片、 玻璃基板 、封接边及液晶等几大部件组成 8。 不同类型的液晶显示器件，其组成可能会有不同，但是多有液晶显示器件都可以认为是由两片刻有透明导电电极的基板，夹持一个液晶层，封接成一个偏平盒（有时在外表面还可能贴装上偏振片等）构成的。 典型液晶显示器件基本结构如 图 所示。 图 液晶显示器件基本结构 The basic structure of the liquid crystal display device 现将构成液晶显示器件的三大基本部件和特点 8 介绍如下： 这是一 种表面极其平整的浮法生产薄玻璃片。 表面蒸镀有一层 In2O3或 SnO2透明导电层，即 ITO 膜层。 经光刻加工制成透明导电图形。 这些图形由像素图形和外引线图形组成。 因此，外引线不能进行传统的锡焊，只能通过导电橡胶条或导电胶带等进行连接。 如果划伤、割断或腐蚀，则会造成器件报废。 山东工商学院 2020 届毕业论文 13 2．液晶 液晶材料是液晶显示器件的主体。 不同器件所用液晶材料不同，液晶材料大都是由几种乃至十几种单体液晶材料混合而成。 每种液晶材料都有自己固定的清亮点 TL 和结晶点 Ts。 因此也要求每种液晶显示器件必须使用和保存在 TS～ TL 之间的一定温度范围 内，如果使用或保存温度过低，结晶会破坏液晶显示器件的定向层；而温度过高，液晶会失去液晶态，也就失去了液晶显示器件的功能。 3．偏振片 偏振片又称偏光片，由塑料膜材料制成。 涂有一层光学压敏胶，可以贴在液晶盒的表面。 前偏振片表面还有一保护膜，使用时应揭去，偏振片怕高温、高湿，在高温高湿条件下会使其退偏振或起泡。 LCD 的驱动方式 液晶的显示是由于在显示像素上施加了电场的缘故，而这个电场则由显示像素前后两电极上的电位信号合成产生，在显示像素上建立直流电场是非常容易的事，但直流电场将导致液晶材料的化学 反应和电极老化，从而迅速降低液晶的显示寿命，因此必须建立交流驱动电场，并且要求这个交流电场中的直流分量越小越好，通常要求直流分量小于 50mV9。 在实际应用中，由于采用了数字电路驱动，所以这种交流电场是通过脉冲电压信号来建立的。 显示像素上交流电场的强弱用交流电压的有效值表示，当有效值大于液晶的阈值电压时，像素呈显示态；当有效值小于阈值电压时，像素不产生电光效应；当有效值在阈值电压附近时，液晶将呈现较弱的电光效应，此时将会影响液晶显示器件的对比度。 液晶显示的驱 动就是用来调整施加在液晶显示器件电极上的电位信号的相位、峰值、频率等，建立驱动电场，以实现液晶显示器件的显示效果。 液晶显示的驱动方式有许多种，常用的驱动方法有：静态驱动法和动态驱动法。 对于 TN及 STNLCD 一般采用静态驱动或多路驱动方式。 这两种方式相比较各有优缺点。 静态驱动响应速度快、耗电少、驱动电压低，但驱动电极度数必须与显示笔段数相同，因而用途不如多路驱动广。 1. 静态驱动法 8 山东工商学院 2020 届毕业论文 14 静态驱动法是获得最佳显示质量的最基本的方法。 它适用于笔段型液晶显示器件的驱动。 表 示出此类液晶显示器件的电极结构，当多位数字组合时，各位的背电极 BP 是连接在一起的。 振荡器的脉冲信号经分频后直接施加在液晶显示器件的背电极。