单片机控制汉字与简单图形显示系统设计
目 录
引言 1
（一）课题研究的背景及意义 1
（二）国内外研究与应用现状 1
（三）课题设计内容及要求 2
（四）显示模块方案论证 3
（五）系统设计整体思路 3
一、 系统总体方案设计 4
（一）硬件系统结构图 4
（二）主要组成模块分析 4
（三）LCD12864液晶显示模块 5
二、 系统硬件电路设计 8
（一）单片机最小系统设计 8
（二）供电电源电路设计 10
（三）程序烧录电路设计 10
（四）LCD液晶显示电路设计 11
（五）按键控制菜单电路设计 12
（六）系统整体电路绘制 13
（七）供电电源电路绘制及仿真 14
三、 软件设计 15
（一）C语言介绍 15
（二）Keil uvision4软件主要特性及开发流程 15
（三）系统整体及各部分程序流程 16
四、 硬件调试 19
（一）进入系统菜单显示界面 19
（二）汉字显示（作品信息） 20
（三）简单图形显示 20
（四）数字显示 21
总结 23
致 谢 24
参考文献 25
附 录 26
附录（一）：程序清单 26
附录（二）：原理图 26
附录（三）：元器件清单 26
引言
（一）课题研究的背景及意义
随着新闻、媒体、广告等的快速发展，对LCD液晶显示的要求也日益提 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
高。在高速发展的电子行业中，人机信息交换的输入输出设备越来越被受到重视。但是据了解，目前大部分在各类的竞赛或者毕业设计中，仍喜欢采用LED电路作为显示模块，虽然表面上LED显示电路模块比较简单，使用起来也比较简便，成本也不高，但是由于其显示功能的单一性，电路构成的复杂性，以及显示的美观性不足，局限性较明显，因此很多时候都不能够很好的满足各种技术需求，而且作为主流的动态显示常常被用到LED数码管显示技术中，导致所在系统的构造复杂，安装不方便，容易导致资源浪费等弊端。相反LCD液晶显示具有丰富的显示功能、极强的美观性、易操改性、快速响应性、亮度高、稳定的显示、功耗低且寿命长等多种优势，弥补了LED显示的缺陷，因此，LED在科学技术的革新中，慢慢的被LCD液晶显示所取代。因而，LCD被广泛的应用于各个领域，如工业控制、仪器仪表、交通、各种广告、大型比赛等不同领域，以其丰富的显示功能向人们传递各种信息，给人们的生活带来极大的方便。
文中所设计出的电路，其核心是以单片机控制控制模块，外围辅以LCD12864液晶显示电路、5V供电电源电路、按键控制电路等模块，可以实现汉字、简单图形、数字以及图片的显示，在现实生活中，具有很强的实际操作性及应用性，本设计成果稍加扩展，可以替代传统的广告牌，由于传统的广告牌显示内容单一、固定，且色彩单一，店铺上新更新缓慢，换来换去的广告牌不仅增加成本，而且给店家以及潜在顾客带来诸多不便，LCD液晶显示用于广告领域的话则可以弥补这些缺点，此外，LCD液晶显示还可以应用于交通指示等领域。
本次课题所设计的显示电路，具有安装检测方便、显示功能较为丰富、操作简单、显示美观、成本较低、应用性较强等优点。
（二）国内外研究与应用现状
随着科学技术的进步，人们的生活水平越来越高，但同时伴随着高节奏、高强度、高压力的生活状态，因此如何通过利用现有的科学技术造福人民，服务人民成为了广大科学工作者的研究重点。因此，整体的发展趋势对显示技术的迫切需求，从而促进了液晶显示技术的高速发展，尤其是在电子行业。在目前众多的电子类产品中，比较常用的显示模块有两种，其一是LED数码显示作为其显示模块，前文有提到过，虽然LED显示结构简单，但是由于电路较为复杂，显示功能比较单一，且不能显示图片，因此具有较多的局限性，已不能满足科技进步的要求，因此，这种显示技术已经慢慢被市场淘汰。其二是液晶显示，在这其中又以LCD液晶显示为主。根据液晶显示原理的差异性，液晶主要分为段式LCD、字符式LCD和点阵式LCD三种。段式LCD主要构成是段型LCD液晶显示器件，考虑到实际使用的方便性，在其内部还集成了专用的控制器以及其他集成电路。但是这种LCD只能用于字符和数字的简单显示，对于简单图形以及汉字的显示显得无能为力。而字符式LCD主要是由点阵字符液晶显示器件所构成的，它只能用于显示数字和西文字符，功能比段式LCD有所提高，但是仍然不能用于图形的显示。点阵式LCD是由连续的点阵像素构成的，这类的LCD具有很丰富的显示功能，不仅可以显示汉字、简单图形以及数字，对于用户来说，还可以自定义一些图形、曲线等，都可以通过这种LCD来显示。此外，这种LCD通常都会具有滚动显示、反白显示、闪烁显示等多样化的功能，还可以显示动画，因此其用途非常的广泛。我们日常用的手机屏幕用的也是这种LCD，而且目前比较常用的单片机系统中，点阵式的LCD液晶也常常作为非常重要的人机界面，被广泛的应用于各个领域。LCD12864液晶的分辨率为128*64，共可以显示4行8列16*16的汉字，总共提供8192个中文字型（16*16点阵），功能方面则包括文字与图形的混合显示、显示画面的清除、显示的移位等，这些功能已经能够满足日常生产生活中大部分设备对显示的需求。目前的市场上主要存在两种型号的LCD12864液晶，一种采用的是ST7920控制器，本身自带中文字库字模，价格上略贵一点，但是使用起来非常方便，简洁，且功能非常丰富。另一种是自带KS0108控制器，它本身只是点阵模式，不带中文字库，使用起来比较繁琐，但是价格上较为便宜。综合以上因素比较，文章的设计最终选用的是带ST7920控制器的LCD12864作为控制电路的液晶显示模块。
（三）课题设计内容及要求
本次毕业设计课题的主要任务是实现汉字、数字、简单图形的液晶显示，实现简单的人机交互。课题将研究以单片机及其外围器件实现汉字与简单图形输出显示，通过研究，对单片机原理与系统的构成、设计、调试、运行、性能测试有比较全面的了解，课题的主要内容包括：（1）研究以单片机控制汉字与简单图形显示系统构成；（2）探究该显示系统的原理、特性。本次课题的准备阶段，我阅读了大量关于显示的文献，浏览了很多资料，在比较的基础上，取各家之长，结合我所学习的实际情况，最终确定文中的方案。即最终的设计方案是采用STC89C52RC单片机作为核心主控制电路，LCD12864（ST7920控制器）液晶作为显示模块。通过初始化12864LCD，使其在串行工作方式下通过按键控制菜单程序实现汉字、数字、简单图形的显示，应用Zimo21字模提取软件提取了128x64的图片显示数据来显示简单图形及图片的扩展显示，并通过Proteus8.0 实现电源仿真，并利用购买的元器件制作5V电源实物。
引言 1
（一）课题研究的背景及意义 1
（二）国内外研究与应用现状 1
（三）课题设计内容及要求 2
（四）显示模块方案论证 3
（五）系统设计整体思路 3
一、 系统总体方案设计 4
（一）硬件系统结构图 4
（二）主要组成模块分析 4
（三）LCD12864液晶显示模块 5
二、 系统硬件电路设计 8
（一）单片机最小系统设计 8
（二）供电电源电路设计 10
（三）程序烧录电路设计 10
（四）LCD液晶显示电路设计 11
（五）按键控制菜单电路设计 12
（六）系统整体电路绘制 13
（七）供电电源电路绘制及仿真 14
三、 软件设计 15
（一）C语言介绍 15
（二）Keil uvision4软件主要特性及开发流程 15
（三）系统整体及各部分程序流程 16
四、 硬件调试 19
（一）进入系统菜单显示界面 19
（二）汉字显示（作品信息） 20
（三）简单图形显示 20
（四）数字显示 21
总结 23
致 谢 24
参考文献 25
附 录 26
附录（一）：程序清单 26
附录（二）：原理图 26
附录（三）：元器件清单 26
引言
（一）课题研究的背景及意义
随着新闻、媒体、广告等的快速发展，对LCD液晶显示的要求也日益提 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
高。在高速发展的电子行业中，人机信息交换的输入输出设备越来越被受到重视。但是据了解，目前大部分在各类的竞赛或者毕业设计中，仍喜欢采用LED电路作为显示模块，虽然表面上LED显示电路模块比较简单，使用起来也比较简便，成本也不高，但是由于其显示功能的单一性，电路构成的复杂性，以及显示的美观性不足，局限性较明显，因此很多时候都不能够很好的满足各种技术需求，而且作为主流的动态显示常常被用到LED数码管显示技术中，导致所在系统的构造复杂，安装不方便，容易导致资源浪费等弊端。相反LCD液晶显示具有丰富的显示功能、极强的美观性、易操改性、快速响应性、亮度高、稳定的显示、功耗低且寿命长等多种优势，弥补了LED显示的缺陷，因此，LED在科学技术的革新中，慢慢的被LCD液晶显示所取代。因而，LCD被广泛的应用于各个领域，如工业控制、仪器仪表、交通、各种广告、大型比赛等不同领域，以其丰富的显示功能向人们传递各种信息，给人们的生活带来极大的方便。
文中所设计出的电路，其核心是以单片机控制控制模块，外围辅以LCD12864液晶显示电路、5V供电电源电路、按键控制电路等模块，可以实现汉字、简单图形、数字以及图片的显示，在现实生活中，具有很强的实际操作性及应用性，本设计成果稍加扩展，可以替代传统的广告牌，由于传统的广告牌显示内容单一、固定，且色彩单一，店铺上新更新缓慢，换来换去的广告牌不仅增加成本，而且给店家以及潜在顾客带来诸多不便，LCD液晶显示用于广告领域的话则可以弥补这些缺点，此外，LCD液晶显示还可以应用于交通指示等领域。
本次课题所设计的显示电路，具有安装检测方便、显示功能较为丰富、操作简单、显示美观、成本较低、应用性较强等优点。
（二）国内外研究与应用现状
随着科学技术的进步，人们的生活水平越来越高，但同时伴随着高节奏、高强度、高压力的生活状态，因此如何通过利用现有的科学技术造福人民，服务人民成为了广大科学工作者的研究重点。因此，整体的发展趋势对显示技术的迫切需求，从而促进了液晶显示技术的高速发展，尤其是在电子行业。在目前众多的电子类产品中，比较常用的显示模块有两种，其一是LED数码显示作为其显示模块，前文有提到过，虽然LED显示结构简单，但是由于电路较为复杂，显示功能比较单一，且不能显示图片，因此具有较多的局限性，已不能满足科技进步的要求，因此，这种显示技术已经慢慢被市场淘汰。其二是液晶显示，在这其中又以LCD液晶显示为主。根据液晶显示原理的差异性，液晶主要分为段式LCD、字符式LCD和点阵式LCD三种。段式LCD主要构成是段型LCD液晶显示器件，考虑到实际使用的方便性，在其内部还集成了专用的控制器以及其他集成电路。但是这种LCD只能用于字符和数字的简单显示，对于简单图形以及汉字的显示显得无能为力。而字符式LCD主要是由点阵字符液晶显示器件所构成的，它只能用于显示数字和西文字符，功能比段式LCD有所提高，但是仍然不能用于图形的显示。点阵式LCD是由连续的点阵像素构成的，这类的LCD具有很丰富的显示功能，不仅可以显示汉字、简单图形以及数字，对于用户来说，还可以自定义一些图形、曲线等，都可以通过这种LCD来显示。此外，这种LCD通常都会具有滚动显示、反白显示、闪烁显示等多样化的功能，还可以显示动画，因此其用途非常的广泛。我们日常用的手机屏幕用的也是这种LCD，而且目前比较常用的单片机系统中，点阵式的LCD液晶也常常作为非常重要的人机界面，被广泛的应用于各个领域。LCD12864液晶的分辨率为128*64，共可以显示4行8列16*16的汉字，总共提供8192个中文字型（16*16点阵），功能方面则包括文字与图形的混合显示、显示画面的清除、显示的移位等，这些功能已经能够满足日常生产生活中大部分设备对显示的需求。目前的市场上主要存在两种型号的LCD12864液晶，一种采用的是ST7920控制器，本身自带中文字库字模，价格上略贵一点，但是使用起来非常方便，简洁，且功能非常丰富。另一种是自带KS0108控制器，它本身只是点阵模式，不带中文字库，使用起来比较繁琐，但是价格上较为便宜。综合以上因素比较，文章的设计最终选用的是带ST7920控制器的LCD12864作为控制电路的液晶显示模块。
（三）课题设计内容及要求
本次毕业设计课题的主要任务是实现汉字、数字、简单图形的液晶显示，实现简单的人机交互。课题将研究以单片机及其外围器件实现汉字与简单图形输出显示，通过研究，对单片机原理与系统的构成、设计、调试、运行、性能测试有比较全面的了解，课题的主要内容包括：（1）研究以单片机控制汉字与简单图形显示系统构成；（2）探究该显示系统的原理、特性。本次课题的准备阶段，我阅读了大量关于显示的文献，浏览了很多资料，在比较的基础上，取各家之长，结合我所学习的实际情况，最终确定文中的方案。即最终的设计方案是采用STC89C52RC单片机作为核心主控制电路，LCD12864（ST7920控制器）液晶作为显示模块。通过初始化12864LCD，使其在串行工作方式下通过按键控制菜单程序实现汉字、数字、简单图形的显示，应用Zimo21字模提取软件提取了128x64的图片显示数据来显示简单图形及图片的扩展显示，并通过Proteus8.0 实现电源仿真，并利用购买的元器件制作5V电源实物。
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