单片机与液晶显示器接口

单片机与液晶显示器接口

宋铎

1101014222

摘要：

单片机（Single chip microcomputer）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。本文介绍了单片机对图形点阵型液晶显示模块控制的硬件接口电路以及模块化的程序编写方法,着重说明了KS0108液晶控制器的特点、使用方法,图形点阵型液晶显示模块的内部结构、时序、控制命令及其与单片机的接口电路。

KS0 108 液晶显示控制驱动器是一种带有驱动输出的图形液晶显示驱动器, 它可直接与8 位微处理器相连, 它可与KS01 07 配合对液晶屏进行行、列驱动。

1. 1 KS0 108 的特点

( 1 ) 内藏6 4* 64 = 409 6位显示RAM, RAM 中每位

数据对应LCD 屏上的一个点的亮、暗状态。

( 2 ) KS0 108 是列驱动器, 具有64 路列驱动输出。

( 3 ) KS0 108 读、写操作时序与68 系列微处理器相

符, 因此它可直接与68 系列微处理器接口相连。

( 4 ) KS0 108 的占空比为1 / 48 - - 1 / 6

1.2 KS0 108 与微处理器的接口信息

1. 3 KS0108的指令系统

( 1) 显示开/关指令 D isp lay ON /OFF Injunction

当DB0= 1 时, LCD显示RAM 中的内容; DB0= 0 时, 关

闭显示。

( 2) 显示起始行( ROW ) 设置指令Se t Display Sta rt line Injunction

该指令设置了对应液晶屏最上一行的显示RAM 的行号, 有规律地改变显示起始行, 可以使LCD 实现显示滚屏的效果。

( 3) 页( PAGE )设置指令Set Pag e In junction

显示RAM 共64行, 分8页, 每页8行。

( 4) 列地址( Y Address)设置指令Set Y Address Injunc-tion

设置了页地址和列地址, 就唯一确定了显示RAM 中的一个单元, 这样MPU 就可以用读、写指令读出该单元中的内容或向该单元写进一个字节数据。

( 5) 读状态指令 Sta tus Read In junction

该指令用来查询KS0108的状态, 各参量含义如下:

BUSY: 1- 内部在工作 0- 正常状态

ON /OFF: 1- 显示关闭0- 显示打开

REST: 1- 复位状态0- 正常状态

在BUSY和REST状态时, 除读状态指令外, 其它指令均不对KS0108产生作用。在对KS0108操作之前要查询BUSY状态, 以确定是否可以对KS0108进行操作。( 6) 写数据指令W rite Data In junction

( 7) 读数据指令Read Data Injunction

读、写数据指令每执行完一次读、写操作, 列地址就自动增一, 必须注意的是, 进行读操作之前, 必须有一次空读操作,紧接着再读才会读出所要读的单元中的数据。

2. 硬件电路设计

液晶模块与微处理器MPU的接口电路有两种方式: 一是直接访问方式, 将

AT89C52数据口P0 直接与液晶模块的数据口连接; 二是采用间接控制方式, MPU 通过I/O并行接口,模拟液晶模块的时序, 间接实现对液晶显示模块的控制。本设计采用第二种方式。硬件线路设计硬件电路主要有系统的电源部分、单片机的复位电路、单片机串行通信电路、单片机与液晶模块的接口电路及按键控制电路等组成。

1.硬件电路如下图1。

图1单片机与液晶显示器的硬件图

3. 软件设计

在有了硬件连接的基础上, 液晶显示器还必须在软件控制下方能正常工作, 通过软件编程可以方便、灵活地实现不同文字的显示。软件流程图如图2。

图2 软件流程图

4. 2 WATCHDOG! 技术

当软件拦截技术不能使失控的程序摆脱死循环!的困境时, 通常采用程序监视技术使程序脱离死循环!。 WATCHDOG ! 技术是一种软、硬件结合的抗程序跑飞措施, 其硬件主体是一个用于产生定时T 的计数器或单稳, 该计数器或单稳基本独立运行, 其定时输出端接至CPU 的复位线, 而其定时清零则由CPU控制。在正常情况下, 程序启动WDT (W atchDog T im er )后, CPU 周期性的将清零, 这样WDT 定时溢出就不会发生, 如同睡眠一般不起任何作用。在受到干扰的异常情况下, CPU 时序逻辑被破坏, 程序执行混乱, 不可能周期性的将WDT 清零, 这样当WDT 定时溢出时, 其输出使系统复位, CPU 摆脱因一时干扰而陷入瘫痪的状态。

4. 3 数字滤波

数字滤波法就是通过一定的计算程序对采样信号进行平滑处理, 提高其有用信号, 消除或减少各种干扰和噪声的影响, 保证系统的可靠性。数字滤波的方法较多, 在实际应用中, 应根据具体情况而定, 常用方法有:

( 1 ) 算术平均值法。算术平均值法就是连续取N

个值进行采样, 然后求其平均值, 该方法适应于一般具有随机性干扰的信号进行滤波。这种滤波法的特点是:N 值较大时, 平滑度低, 但灵敏度高。

( 2 ) 防脉冲干扰平均值滤波法。在脉冲干扰严重的场合, 采用一般的平均值滤波法, 干扰将会平均!到结果中去, 故平均值法不易消除由于脉冲干扰而引起