基于单片机实现液晶显示的开题报告

基于单片机实现液晶显示的开题报告内容摘要：

晶显示器件大多应用在便携、袖珍设备上。 由于达些设备体积小，所以尽可能不将显示部分设计成单独的部件，即使一些应用领域需要单独的显示组件，那么也应该使其除具有显示功能外，还应具有一些信息接收、处理、存储传递等功能，由于它们具有某种通用的、特定的功能而受市场的欢迎。 常见的的数显液晶显示模块有以下几种。 1．计数模块 这是一种由不同位数的七段型液晶显示器件与译码驱动器，或再加上计数器装配成的计数显示部件。 它具有记录、处理、显示数字的功能。 目前我国市场上能够见到的主要产 8 品有由 CD4055译码驱动器驱动的单位液晶显示器件显示模块，以及由 ICM72ll， ICM7231，ICM7232， CDl4543， UPDl45001， HD44100等集成电路与相应配套的液晶显示器件组装成的4位、 6位、 8位、 10位、 12位、 16位计数模块．在选用这类计数模块时必须注意以下几点 : 弄清功能：虽说都叫“计数模块“，但其中大部分并不能直 接计数。 它们的输人端口有的仅是 BCD码接口形式，有的是 BCD码加选通端输人接口形式，还有的是可直接与串行、并行口相接的接口形式等等，如需要计算或记录一串数字，还必须配置相应的电路，当然也有将计数电路配好在模块上的产品。 认准结构：液晶显示器件有不同的安装方法和安装结构。 固此，在选用时要注意其结构特点，一般来说，这种计数模块大都由斑马导电橡胶条、塑料 (或金属 )压框和 PCB板将液晶显示器件与集成电路装配在一起而成。 其外引线端有焊点式、插针式、线路板插脚式几种。 注意电源：一台设备应该尽量使用统一的电源，常见的液 晶显示器件计数模块有单电源型和双电源型，有 5V和 9V等不同规格。 2．计量模块 这是一种有多位段型液晶显示器件和具有译码、驱动、计数、 A/D转换功能的集成电路片组装而成的模块。 由于所用的集成电路中具有 A/D转换功能，所以可以将输入的模拟量电信号转换成数字量显示出来。 我们知道任何物理量，甚至化学量 (如酸碱度等 )都可以转换为模拟电量，所以只要配上一定的传感器，这种模块就可以实现任何量值的碉量和显示，使用起来十分方便。 计量模块所用的集成电路型号主要有 ICL710 ICL711 ICL712ICL713 ICL713 ICL7129等，这些集成电路的功能、特性决定了计量模块的功能和特性。 作为计量产品，按规定必须进行计量鉴定。 经计量部门批准在产品上贴有计量合格证。 计时模块将液晶显示器件用于计时历史最久，将一个液晶显示器件与一块计时集成电路装配在一起就是一个功能完整的计时器。 声于它没有成品钟表的外壳，所以称之为计时模块。 计时模块虽然用途很广，但通用、标准型的计 时模块却很难在市场上买到，只能到电子钟表生产厂家去选购或定购合适的表芯，计时模块和计数模块虽然外观相似，但它们的的显示方式不同，计时模块显示的数字是由两位一组两位一组的数字组成的．而计数模块每位数字均是连续排列的。 由于不少计时模块还具有定时、控制功能，因此这类模块可广泛装配到一些加电、设备上，如收录机、 CD机、微波炉、电饭煲等电器上。 在单片机系统中使用液晶显示模块作为输出器件具有以下优点。 9 显示质量高 ：由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器 (CRT)那样需要不断刷新亮点。 因此，液晶显示器画质高而且不会闪烁。 数字式接口液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更简单操作也更加方便。 体积小、重量轻液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态亚达到显示目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器件要轻很多。 功率消耗小：相比而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动 IC上因而耗电量比其他显示器件也要小很多。 根据显示方式和内容的不同，液晶显示模块可以分为数显液晶模块、点阵字符液晶巷模块和点阵图形液晶模块 3种。 数显液晶模块是一种由段型液晶显示器件 与专用的集成电路组装成一体的功能部件，只能显示数字和一些标识符号：点阵字符液晶模块是由点阵字符液晶显示器件和专用的行列驱动器，控制器及必要的连接件、结构件装配而成的，可以显示数字和西文字符，但不能显示图形；点阵图形液晶模块的点阵像素连续排列，行和列在排布中均没有空隔，不仅可以显示字符，而且也可以显示连续、完整的图形。 显然，点阵图形液晶模块是 3种液晶显示模块中功能最全面也最为复杂的一种。 选择点阵图形液晶模块时，有 3种类型可供选择：行列驱动型、行列驱动控制型和行列控制型。 这种类型的划分主要是依据液晶模块的驱动 方式。 、列驱动型 ：这是一种必须外接专用控制器的模块，其模块只装配有通用的行、列驱动器，这种驱动器实际上只有对像素的一般驱动输出端，而输入端一般只有 4位以下的数据输入端、移位信号输人端、锁存输人端、交流信号输人端等，如 HD44100， IID66100等．此种模块必须外接控制电路，如 HD61830， SEDl330等才能与计算机连接．该种模块数量最多，最普遍。 虽然需要采用自配控制器，但它也给客户留下了可以自行选择不同控制器的自由． 2．行、列驱动 控制型 ：这是一种可直接与计算机接口，依靠计算机直接 控制驱动器的模块。 这类模块所用的列驱动器具有 I/O总线数据接口，可以将模块直接挂在计算机的总线上，省去了专用控制器，因此对整机系统降低成本有好处。 对于像素数量不大，整机功能不多，对计算机软件的编程又很熟悉的用户非常适用。 不过它会占用你系统的部分资源。 3．行、列控制型 ：这是一种内藏控制器型的点阵图形模块。 也是比较受欢迎的一种类型．这种模块不仅装有如第一类的行、列驱动器，而且也装配有如 T6963C等的专用控制器。 这种控制器是液晶驱动器与计算机的接口，它以最简单的方式受控于计算机，接收并反馈计算机的各种信 息，经过自己独立的信息处理实现对显示缓冲区的管理，井向驱动器提供所需 10 要的各种信号、脉冲，操纵驱动器实现模块的显示功能。 这种控制器具有自己一套专用的指令，并具有自己的字符发生器 CGROM．用户必须熟悉这种控制器的详细说明书，才能进行撮作。 这种模块使用户摆脱了对控制器的设计、加工、制作等一系列工作，又使计算机避免了对显示器的繁琐控制，节约了主机系统的内部资源。 行列驱动型模块需要外接专用控制器的模块，模块只装配有通用的行列驱动器，这种驱动器实际上只有对像素的一般驱动输出端；行列驱动控制型模块是依靠计算机直接控制 驱动的，模块所用的列驱动器具有 I／ O总线数据接口，可以将模块直接挂在单片机的总线上，这种模块在使用时可以省去专用的控制器；行列控制型模块采用内藏控制器的驱动方式，控制器是液晶驱动器与单片机的接口，它以最简单的方式受控于单片机，接收并反馈单片机的各种信息，具有自己一套专用的指令，并具有自己的字符发生器。 实际应用中常采用内藏控制器的液晶显示模块，因为控制器的存在，使得单片机对显示模块的控制和操作显得极为方便。 11 第三章 硬件电路设计 对于任何一个单片机系统的开发 而言，几乎都可以分为硬件设计和软件设计两大部分。 其中，硬件设计部分尤为重要，因为它是整个系统的实体构成，同时又是软件设计的平台和实现前提，没有硬件作支撑，设计出的软件是无法调试并获得验证的。 器件选取 器件的选取是系统硬件设计的基础和前提，它关系到整个系统的设计、功能的实现以及成本的控制等，所以应该全面而慎重地考虑。 本例最重要的当然是液晶显示模块的选取，本例选用内含 KS0108B／ HD61202 控制器的图形液晶显示模块 GXMl2864，它是一种采用低功耗 CMOS 技术实现的点阵图形 LCD 模块，有 8位的微处理器接口，通过内部的 128x64位映射 DDRAM (Display Data RAM)现 128 点 x64 点大小的平板显示，可以满足一般的显示要求。 单片机选用常用的 Atmel 公司的 89C52 即可，功能上满足要求，而且价格便宜，获取渠 道方便。 电压转换芯片选用美信公司的双电压输出升压芯片 MAXl677，它是一种专用 LCD 电 压转换 芯片，使用起来非常方便。 电源模块 在一般情况下，液晶器件的驱动需要两种不同的电源电压，一种是 +5V(工作电压 )， 一种是 10V(背景光对比度调节电压 )。 所以，使用液晶模块时，需要设计专门的液晶源电路。 液晶电源电路的作用就是将输入电压转换成这两种电压信号输出，为液晶显示 模 块提供工作电压。 本例中单片机系统采用电池供电，其输入电压为 +3V，所以电源部分的设计要求为 3V输入， +5V和 1OV 双电压输出。 MAXl677 是双电压输出升压 DCDC变换器，它是一种专门为 LCD 提供电源的芯片 ,所 以产生两种可调电压输出。 MAXl677 输入电压范围(～ )较大，可以依据不同系统提供的安装电池的和所需的不同电池电压与容量，灵活地选择电池的种类， 1~3 节普通干电池、 碱性电池、隔充电电池或 1 节锂电池均可以使系统正常工作。 它的主要输出为 — 可调电压，设值为 ，最大输出电流可达350mA：第二输出可为 LCD 提供 28~+28V 范围内的比度调节电压。 它的电源效率可达 95％，采用 16 脚 QSOP 封装，体积很小，不需要外场效应管。 MAXl677 还具有 20uA 的静态工作电流、 1uA 的关断维持电流以及电池欠电监测功能。 参考 MAXl677 的设计资料可设计出它的实际使用电路，如图 31所示。 12 图 31中， MAXl677 的输入电压为 Vin=3V(在 — 之间 )，输 出两路电压 Voutl Vout2，分别是 +5V 和 10V， +5V 为系统电源，而 10V作为液晶显示模块的背光电源。 电路中的其他器件说明如下 ： L L2 为 CoilCraft(线艺 )的 DO1608C— 103 表贴磁芯电感，电感值为 10uH。 D D2 是反相耐压大于 16V 的肖特基二极管，也可选用具有相同耐压参数的其他型 二极管。 电阻 R1和 R2的比值决定了主输出电压值 Vout(对应图中的 Voutl)需满足下面的公式。 R1=R2x[Vout/](R2 的取值范围为 10～ 200k)电阻 R4 和 R3 的比值决定了 LCD 对比度输出的电压值 VLCD(对应图中的 Vout2)需满足下面的公式。 R4=R3xlVLcl/(V) (R4 的取值范围为 500— 2020k) 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 30 D e c 2 00 8 S he e t o f F i l e : D : \ E xa m p l e s \ L C D _s h ow 2. D D B D r a w n B y :V S S1V D D2V03D / I4R / W5E6D B 07D B 18D B 29D B 310D B 411D B 512D B 613D B 714C S 115C S 216R S T17V E E18A19K20U3G X M 12 8 64G N DV ou t 1D / IR / WEA D 0A D 1A D 2A D 3 A D 4A D 5A D 6A D 7C S AC S BV ou t 1R 1010KO U T1G N D9L B I3L B O4C L K / S E L5L C D O N6ON11L C D P O L7P G N D14P O U T16LX15L C D L X12R E F8L C D G N D13FB2L C D F B10U1M。