1.主控模块设计
本项目采用ATMEL公司生产的AT89S52单片机,主控模块的具体设计参见项目1.
【项目实践】
2.LCD显示模块设计
字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母,数字,符号等点阵式LCD,目前常用16X1,16X2,20X2和40X2行等模块.在本项目中,LCD显示模块选用1602字符型LCD模块,其控制器为日立公司生产的HD44780,可以用来显示数字,字符等.
(1) 点阵型字符型LCD的接口特性
点阵字符型LCD是专门用于显示数字,字母,图形符号及少量自定义符号的液晶显示器.这类显示器把LCD控制器,点阵驱动器,字符存储器,显示体及少量的阻容元件等集成为一个液晶显示模块.鉴于字符型液晶显示模块目前在国际上已经规范化,其电特性及接口特性是统一的.因此,只要设计出一种型号的接口电路,在指令上稍加修改即可使用各种规格的字符型液晶显示块.我们这里主要介绍的是字符型液晶显示模块的控制器.
字符型液晶显示模块的控制器大多数为日立公司生产的HD44780及其兼容的控制电路,如8ED1278(SEIKOEPSON),KS0066(SAMSUNG),NJU6408T等.下面先介绍HD44780的接口知识.
【项目实践】
(2) 点阵字符型液晶显示模块的基本特点
字符型液晶显示模块的主要特点如下:
① 液晶显示屏是以若干5~8或5×11点阵块组成的显示字符群.每个点阵块为一个字符位,字符间距和行距都为一个点的宽度.
② 主控制电路为HD44780及其他公司的全兼容电路.因此从程序员角度来说,LCD的显示接口与编程是面向HD44780的,只要了解HD44780的编程结构即可进行LCD的显示编程.
③ 内部具有字符发生器ROM,可显示192种字符(160个5×7点阵符和32个5×10点阵字符).
④ 具有64字节的自定义字符RAM,可以定义8个5×8点阵字符或4个5×11点阵字符.
⑤具有64字节的数据显示RAM,供进行显示编程时使用.
⑥ 标准接口,与M68HC08系列MCU容易接口.
⑦ 模块结构紧凑,轻巧,装配容易.
⑧ 单+5V电源供电(宽温型需要加7V驱动电源).
⑨ 低功耗,高可靠性.
【项目实践】
(3) HD44780的引脚与时序
HD44780的外部接口信号一般有16条,与MCU的接口有8条数据线DB0～DB7,3条控制线RS,RW,E,见表6.1.
表6.1 液晶引脚功能表
【项目实践】
表6.2 HD44780信号功能表
【项目实践】
图6.3 LCD1602写操作时序图
从上面的时序图,可以清晰的看到数据写入的条件:寄存器RS为高电平,读/写标志R/W为低电平,建立地址,接下来使能信号E为高电平,数据被写入,当使能端E为下降沿的时候数据完全建立.从地址的建立,保持到数据的建立,保持的结束,整个过程需要的时间至少为355ns.关于MDLS系列接口特性及电特性查点阵字符式液晶显示模块使用手册.
由于液晶的读数据用的地方不多,我们在此不讨论.有兴趣的同学可以查询这方面的资料.
【项目实践】
(4) HD44780的编程结构
从编程角度看,HD44780内部主要由指令寄存器(1R),数据寄存器(DR),忙标志(BF),地址计数器(AC),显示数据寄存器(DDRAM),字符发生器ROM(CGROM),字符发生器RAM(CGRAM)及时序发生电路构成.
① 指令寄存器(IR)
IR用于MCU向HD44780写入指令码,IR只能写入,不能读出.当RS=0,R/W=0时,数据线DB7～DB0上的数据写入指令寄存器IR.
② 数据寄存器(DR)
DR用于寄存数据.当RS=1,R/W=0时,数据线DB7～DB0上的数据写入数据寄存器DR,同时DR的数据由内部操作自动写入DDRAM或CGRAM.当RS=1,R/W=1时,内部操作将DDRAM或CGRAM送到DR中,通过DR送到数据总线DB7～DB0上.
③ 忙标志(BF)
令RS=0,R/W=1,在E信号高电平的作用下,BF输出到总线的DB7上,MCU可以读出判别.BF=1,表示组件正在进行内部操作,不能接受外部指令或数据.
【项目实践】
④ 地址计数器(AC)

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