单片机综合实训
专 业： 电气工程与自动化
班 级： 自动化12-13班
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学 号： ********
设计一款基于单片机AT89S51液晶滚动显示系统。
1.2 系统设计要求
（1）通过单片机的控制使液晶进行滚动显示学校。
（2）通过单片机的控制使液晶进行滚动显示专业。
（3）通过单片机的控制使液晶进行滚动显示姓名。
（4）通过单片机的控制使液晶进行滚动显示学号。
1.3 系统设计思路
根据系统设计要求，初步思路如下：
（1）通过单片机最小系统的控制使液晶进行滚动显示。
（2）液晶模块采用LCD12864。
（3）系统采用并口连接方式。
（4）通过驱动ST7920控制器使用其自带字库来提取所需文字。
2.1系统设计思路与框图
液晶显示器YM12864R 的控制器ST7920 可以显示字母、数字符号、中文字型及自定图形显示，只要一个最小的微处理系统，将液晶显示模块的接口作为I/O 设备直接与之连接，就可以进行控制液晶显示器和数据传输，从而达到理想的显示效果。使用P3 口给液晶显示器提供控制信号，P0 口给液晶显示器传送数据。YM12864R 液晶显示器的控制信号有PSB、RS、R/W、蝶形螺栓E，其中RS、R/W、E分别对应接在AT89C51 的P3.0、P3.1、P3.2、贝雷梁P2.3 上，在本次设计中采用并行接口，故PSB接高电平，而8位数据口DB0~ DB7对应接在P0 合成洗涤剂
口上。背光灯的电源正极、液晶显示器模块的电源正极以及LCD 驱动电压输入端都接在+5V 的稳压电源上。背光灯负极和模块的电源负极统一接地。液晶显示器模块的复位脚连接开关按纽与地相连。选择按键接高电平，即可实现单片机对液晶显示汉字的控制。 系统设计图框如下图2.1所示，主要由单片机的最小系统AT89C51、YM12864R 液晶显示电路及外围电路构成。
图2.1 系统设计框图
2.2框图模块功能描述及技术指标分析
时钟振荡器模块:
视频硬件 利用晶体本身的特性，可以利用晶振与电容搭建振荡电路与AT89C51引脚XTAL1及XTAL2相连，向单片机提供一个频率定度较高的时钟脉冲，具体连接见原理图。
开关复位电路模块:
AT89C51 的复位引脚RST 外接开关复位电路，当电路工作后，闭合开关，只要在RST 引脚上出现2 个机器周期以上的高电平，单片机即可复位。若RST始终保持高电平，则可对AT89C51 循环复位。开关复位电路的组成如原理图——电阻R2和开关S1串联后与电容C3并联，然后与R1串联对+5V电压进行分压，R1一端接地另一端接复位信号引脚RST。
AT89C51模块:
作为核心组成部件之一，AT89C51单片机给YM12864R液晶显示提供控制信号和进行数据传输，从整体上实现液晶显示控制。
AT89C51片内ROM全都采用Flash ROM，具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。
AT89C51片内具有计算机正常运行所必需的部件，片外有很多供扩展用的(总线，并行和串行的输入/输出)管脚，便于扩展，很容易组成一定规模的计算机应用系统。具有丰富的控
制指令，控制功能强。此外其体积小，功耗低，价格便宜。
YM12864R液晶显示模块:
YM12864R液晶显示模块，在其控制芯片ST7920调控下用来显示最终结果。除显示液晶块外，还包含两个重要外围电路——开关复位电路及电源控制电路，具体如原理图所示。YM12684的复位引脚RET 外接开关复位电路，当开关闭合时，RET引脚接地，模块复位；当开关断开时，复位信号无效。此外，外接电源电路利用滑动变阻器分压分别给YM12864R的电源地引脚VSS和LCD驱动电压输入端引脚V0供电。
2.3 电路原理图
电路原理图如图2.2所示，其中单片机AT89C51引脚P3.0-P3.2与YM12864R中RS、R/W、E的连接在图中以网络标签的形式给出。此外，相较于系统设计框图在液晶显示模块控制芯片的调控上，对复位引脚处以简单开关复位电路控制，而电压地VSS及LCD的操作电压以变阻器控制。
图2.2 电路原理图
2.4 相关芯片介绍
AT89C51:
AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system pro
grammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89S51引脚图如图2.3，其内部I/O部件包括:
1、 四个8位通用I/O端口，对应引脚P0、P1、P2和P3；
2、 两个16位定时计数器；（TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1）
3、 一个串行通信接口；（SCON，SBUF）
4、 一个中断控制器；（IE，IP）
图2.3 AT89C51引脚图
128X64HZ 引脚说明：
引脚号 引脚名称方向 功能说明
1 VSS - 模块的电源地
2 VDD - 模块的电源正端
3 V0 - LCD 驱动电压输入端
4 RS(CS) H/L 并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号
5 R/W(SID) H/L 并行的读写选择信号；串行的数据口
6 E(CLK) H/L 并行的使能信号；串行的同步时钟
7 DB0 H/L 数据0
8 DB1 H/L 数据1
风力摆9 DB2 H/L 数据2
10 DB3 H/L 数据3
11 DB4 H/L 数据4
12 DB5 H/L 数据 5
13 DB6 H/L 数据6
14 DB7 H/L 数据7
15 PSB H/L 并/串行接口选择：H-并行；L-串行
16 NC 空脚
17 /RET H/L 复位低电平有效
18 NC 空脚
19 LED_A - 背光源正极（LED+5V）
20 LED_K - 背光源负极（LED-OV）
逻辑工作电压(VDD)：4.5～5.5V
电源地kvm管理系统(GND)：0V
128X64引脚图
ST7920:
ST7920是台湾矽创电子公司生产的中文图形控制芯片，它是一种内置128*64-12汉字图形点阵的液晶显示控制模块，用于显示汉字及图形。该芯片共内置8192个中文汉字（16*16点阵）、128个字符的ASCII字符库（8*16点阵）及64*256点阵显示RAM（GDRAM）。为了能够简单、有效地显示汉字和图形，该模块内部设计有2MB的中文字型CGROM和64*256点阵的GDRAM绘图区域；同时，该模块还提供有4组可编程控制的16*16点阵造字
空间；除此之外，为了适应多种微处理器和单片机接口的需要，该模块还提供了4位并行、8位并行、2线串行以及3线串行等多种接口方式。
利用上述功能可方便地实现汉字、ASCII码、点阵图形、自造字体的同屏显示，所有这些功能（包括显示RAM、字符产生器以及液晶驱动电路和控制器）都包含在集成电路芯片里，因此，只要一个最基本的微处理系统就可以通过ST7920芯片来控制其它的芯片。ST7920的主要技术参数和显示特性如下：
电源：VDD (－2.7～＋5.5V)＋5V(内置升压电路，一般无需负压)；
功耗：正常模式：450μA，睡眠模式：3μA，低功耗模式：30μA；
显示内容：128列*64行；
显示颜：黄绿；
显示角度：6:00钟直视；
LCD类型：STN；
与MCU接口：8位并行/3位串行；
配置有LED背光显示功能；
带有自动启动复位按钮(RESET)；
在对ST7920读或写时，会用到两个８位的寄存器，一个是数据寄存器DR，另一个是指令寄存器IR。通过数据寄存器DR可以存取DDRAM、CGRAM、CGROM及IRAM的值。待存取的目标RAM的地址可通过命令来选择，每次数据寄存器DR的操作应以上次选择的目标RAM为主体来进行读出或写入。通过RS和RW的状态可以选择不同的读写模式，具体配置方法如表1所列。
