51单片机的景点介绍板的设计
目 录
一、 引言 1
（一） 液晶显示屏的发展背景 1
（二） 国内外研究现状及发展趋势 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 单片机的选取 3
（二） STC89C51单片机概述 3
（三） LCD12864型显示器介绍 4
（四） DS1302时钟芯片介绍 5
三、 硬件系统设计 7
（一） 景点介绍板的硬件结构框图设计 7
（二） STC89C51单片机最小系统 7
（三） LCD12864显示器电路设计 8
（四） DS1302芯片及外围电路设计 9
四、 软件系统设计 11
（一） 软件系统流程图设计 11
（二） LCD12864显示器工作流程设计 12
（三） DS1302工作流程图设计 12
总结 14
致谢 16
参考文献 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件列表 20
附录四 程序 21
引言
液晶显示屏的发展背景
LCD液晶点阵显示屏是一种由多个小型液晶组成的显示屏，由于屏幕上整齐地布满了一行一行的液晶，因此通过控制芯片的控制，LCD点阵就能够显示出字符或者汉字出来。LCD显示屏的出现和发展是出现在发光二极管技术出现后，在半导体技术飞速发展后，技术人员发现可以通过半导体合成技术将性质截然不同的两种半导体合成在一起，于是有了PN结的出现，PN结即是指由P型半导体和N型半导体结合在一起形成的一种结构，这种结构能够表现出单向通电的能力，当正向施加电压时，PN结的阻抗非常小，而反向施加电压时阻抗却非常大。LCD灯就是一种典型的PN结结构，技术人员将带有发光性质的半导体粉末撒在PN结上，在正向导通后，粉末发光，从而LCD表现出了发光功能。而LCD点阵就是由多个这种PN结组成的显示屏，如今较长使用的有8×8、16×16、16×32等规模的LCD点阵，所谓8×8即是指点阵有8行8列共64个LCD发光二极
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这种结构能够表现出单向通电的能力，当正向施加电压时，PN结的阻抗非常小，而反向施加电压时阻抗却非常大。LCD灯就是一种典型的PN结结构，技术人员将带有发光性质的半导体粉末撒在PN结上，在正向导通后，粉末发光，从而LCD表现出了发光功能。而LCD点阵就是由多个这种PN结组成的显示屏，如今较长使用的有8×8、16×16、16×32等规模的LCD点阵，所谓8×8即是指点阵有8行8列共64个LCD发光二极管，而16×32则是由8个8×8点阵拼接而成的。LCD点阵的规模越大，显示的效果就越好，能够实现汉字甚至图片的显示。
如今LCD点阵已经遍布大街小巷、学校、医院以及其他人流众多的公共场合，它之所以如此常见是因为它不但易于控制，并且具有出色的显示效果，虽然在显示效果上LCD点阵没有液晶屏那种更高的清晰度，但是它的成本是液晶屏无法比拟的，因此它被广泛用于人流众多的公共场所。LCD点阵发挥出色的显示效果离不开其控制器的性能，过去在单片机还没发展成熟时，多以PLC作为点阵显示的主控核心，由于PLC具有出色的稳定性，因此这种LCD控制系统工作在外界环境下时能够非常稳定，然而PLC的成本非常高，使得这种LCD点阵显示屏也非常昂贵。随着单片机技术成熟后，单片机从最初的8位一直发展到今天的32位，无论是在主频速度还是稳定性能上都取得了长足的发展，这使得单片机能够被用于多数复杂控制系统中，另外单片机芯片集成了UART、SPI以及IIC等高速接口模块，使得它能快速的驱动LCD点阵的工作，不至于出现闪屏现象。
国内外研究现状及发展趋势
LCD点阵目前已经能够达到几百乘几百的规模了，由于半导体合成技术不断发展，LCD点阵屏的面积也越来越大，成本越来越地，地铁、商场都能随处可见。LCD发光二极管目前能够发出多种颜色，不在只是红绿黄三种颜色的光，因此LCD点阵目前也能显示出多个颜色，适用于不同场合。LCD点阵控制技术目前不仅追求刷屏的速度和显示质量，设计人员更关注的是怎么才能更方便地更新显示内容，过去大多采用重新烧写程序的方式，这种方法不但繁琐而且对操作人员的技术水平也有相当高的要求。目前技术人员想在控制系统内设计一个蓝牙借口，使用者可以通过手机就能方便地更新显示内容。
本文主要研究内容
本文以基于单片机的景点介绍板作为研究对象，设计了一款能够实现景点信息显示的屏幕，并实现了如下功能：
系统内能够至少保存三个不同的景点介绍信息；
能够进行信息的中文显示，并且游客按下按键后，能够灵活切换显示内容；
采用直流5V电源进行供电。
方案选择及元器件介绍
单片机的选取
方案一：以自身对单片机的使用熟练度为第一考虑要素，则选择51单片机作为本系统的主控芯片最为合适，虽然大多数51单片机内部资源比较匮乏，比如很少有集成ADC、DAC或者SPI模块，但是其内部集成的16为计时器、UART以及中断等功能已经足够使用，并且像SPI以及IIC这种接口都可以通过软件方式模拟，因此这不但节省了系统的开发成本，又能够结合自身的学习情况来顺利进行单片机系统的设计，这是很重要的。在51系列单片机中，台湾宏晶公司推出的STC89C51是近年来比较常用的一款芯片，它采用RISC最简指令集，这同其他51单片机一样，并且管脚排列以及封装形式都是相同的，因此不同型号的51单片机互换可行性很高。在开发环境方面，STC89C51单片机的开发平台使用英国ARM公司的Keil软件进行开发，这款软件非常精简，但是功能齐全，集代码编写、调试以及仿真等多种功能于一身，在该平台上能够实现51单片机开过过程中所需要的所有功能，并且Keil还可以同Proteus软件一起实现系统的联合仿真，开发者通过仿真可以看到系统的实际效果，因此综合上述理由，STC89C51单片机较为适合作为本系统的主控芯片。
方案二：若以系统的功耗作为主要考核目标，那么德州仪器公司生产的MSP430系列单片机绝对是当之无愧的首选，430单片机内部集成了4种低功耗模式，当系统不在正式工作时，可使其进入低功耗，当再次工作时，430单片机能瞬间恢复到正常工作中来，因此如果使用单片机作为本系统的主控芯片，能够结合其低功耗模式将系统的功耗降到最低。在MSP430单片机的内部资源方面，大多数430单片机内部不但集成了定时器、UART以及丰富的管脚中断，并且还具有ADC、DAC以及DMA等功能，这些资源的集成能够将系统的开发变得高效稳定，并且节省硬件系统的开发空间。在MSP430单片机的开发环境方面，它是以UI
一、 引言 1
（一） 液晶显示屏的发展背景 1
（二） 国内外研究现状及发展趋势 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 单片机的选取 3
（二） STC89C51单片机概述 3
（三） LCD12864型显示器介绍 4
（四） DS1302时钟芯片介绍 5
三、 硬件系统设计 7
（一） 景点介绍板的硬件结构框图设计 7
（二） STC89C51单片机最小系统 7
（三） LCD12864显示器电路设计 8
（四） DS1302芯片及外围电路设计 9
四、 软件系统设计 11
（一） 软件系统流程图设计 11
（二） LCD12864显示器工作流程设计 12
（三） DS1302工作流程图设计 12
总结 14
致谢 16
参考文献 17
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件列表 20
附录四 程序 21
引言
液晶显示屏的发展背景
LCD液晶点阵显示屏是一种由多个小型液晶组成的显示屏，由于屏幕上整齐地布满了一行一行的液晶，因此通过控制芯片的控制，LCD点阵就能够显示出字符或者汉字出来。LCD显示屏的出现和发展是出现在发光二极管技术出现后，在半导体技术飞速发展后，技术人员发现可以通过半导体合成技术将性质截然不同的两种半导体合成在一起，于是有了PN结的出现，PN结即是指由P型半导体和N型半导体结合在一起形成的一种结构，这种结构能够表现出单向通电的能力，当正向施加电压时，PN结的阻抗非常小，而反向施加电压时阻抗却非常大。LCD灯就是一种典型的PN结结构，技术人员将带有发光性质的半导体粉末撒在PN结上，在正向导通后，粉末发光，从而LCD表现出了发光功能。而LCD点阵就是由多个这种PN结组成的显示屏，如今较长使用的有8×8、16×16、16×32等规模的LCD点阵，所谓8×8即是指点阵有8行8列共64个LCD发光二极
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
这种结构能够表现出单向通电的能力，当正向施加电压时，PN结的阻抗非常小，而反向施加电压时阻抗却非常大。LCD灯就是一种典型的PN结结构，技术人员将带有发光性质的半导体粉末撒在PN结上，在正向导通后，粉末发光，从而LCD表现出了发光功能。而LCD点阵就是由多个这种PN结组成的显示屏，如今较长使用的有8×8、16×16、16×32等规模的LCD点阵，所谓8×8即是指点阵有8行8列共64个LCD发光二极管，而16×32则是由8个8×8点阵拼接而成的。LCD点阵的规模越大，显示的效果就越好，能够实现汉字甚至图片的显示。
如今LCD点阵已经遍布大街小巷、学校、医院以及其他人流众多的公共场合，它之所以如此常见是因为它不但易于控制，并且具有出色的显示效果，虽然在显示效果上LCD点阵没有液晶屏那种更高的清晰度，但是它的成本是液晶屏无法比拟的，因此它被广泛用于人流众多的公共场所。LCD点阵发挥出色的显示效果离不开其控制器的性能，过去在单片机还没发展成熟时，多以PLC作为点阵显示的主控核心，由于PLC具有出色的稳定性，因此这种LCD控制系统工作在外界环境下时能够非常稳定，然而PLC的成本非常高，使得这种LCD点阵显示屏也非常昂贵。随着单片机技术成熟后，单片机从最初的8位一直发展到今天的32位，无论是在主频速度还是稳定性能上都取得了长足的发展，这使得单片机能够被用于多数复杂控制系统中，另外单片机芯片集成了UART、SPI以及IIC等高速接口模块，使得它能快速的驱动LCD点阵的工作，不至于出现闪屏现象。
国内外研究现状及发展趋势
LCD点阵目前已经能够达到几百乘几百的规模了，由于半导体合成技术不断发展，LCD点阵屏的面积也越来越大，成本越来越地，地铁、商场都能随处可见。LCD发光二极管目前能够发出多种颜色，不在只是红绿黄三种颜色的光，因此LCD点阵目前也能显示出多个颜色，适用于不同场合。LCD点阵控制技术目前不仅追求刷屏的速度和显示质量，设计人员更关注的是怎么才能更方便地更新显示内容，过去大多采用重新烧写程序的方式，这种方法不但繁琐而且对操作人员的技术水平也有相当高的要求。目前技术人员想在控制系统内设计一个蓝牙借口，使用者可以通过手机就能方便地更新显示内容。
本文主要研究内容
本文以基于单片机的景点介绍板作为研究对象，设计了一款能够实现景点信息显示的屏幕，并实现了如下功能：
系统内能够至少保存三个不同的景点介绍信息；
能够进行信息的中文显示，并且游客按下按键后，能够灵活切换显示内容；
采用直流5V电源进行供电。
方案选择及元器件介绍
单片机的选取
方案一：以自身对单片机的使用熟练度为第一考虑要素，则选择51单片机作为本系统的主控芯片最为合适，虽然大多数51单片机内部资源比较匮乏，比如很少有集成ADC、DAC或者SPI模块，但是其内部集成的16为计时器、UART以及中断等功能已经足够使用，并且像SPI以及IIC这种接口都可以通过软件方式模拟，因此这不但节省了系统的开发成本，又能够结合自身的学习情况来顺利进行单片机系统的设计，这是很重要的。在51系列单片机中，台湾宏晶公司推出的STC89C51是近年来比较常用的一款芯片，它采用RISC最简指令集，这同其他51单片机一样，并且管脚排列以及封装形式都是相同的，因此不同型号的51单片机互换可行性很高。在开发环境方面，STC89C51单片机的开发平台使用英国ARM公司的Keil软件进行开发，这款软件非常精简，但是功能齐全，集代码编写、调试以及仿真等多种功能于一身，在该平台上能够实现51单片机开过过程中所需要的所有功能，并且Keil还可以同Proteus软件一起实现系统的联合仿真，开发者通过仿真可以看到系统的实际效果，因此综合上述理由，STC89C51单片机较为适合作为本系统的主控芯片。
方案二：若以系统的功耗作为主要考核目标，那么德州仪器公司生产的MSP430系列单片机绝对是当之无愧的首选，430单片机内部集成了4种低功耗模式，当系统不在正式工作时，可使其进入低功耗，当再次工作时，430单片机能瞬间恢复到正常工作中来，因此如果使用单片机作为本系统的主控芯片，能够结合其低功耗模式将系统的功耗降到最低。在MSP430单片机的内部资源方面，大多数430单片机内部不但集成了定时器、UART以及丰富的管脚中断，并且还具有ADC、DAC以及DMA等功能，这些资源的集成能够将系统的开发变得高效稳定，并且节省硬件系统的开发空间。在MSP430单片机的开发环境方面，它是以UI
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