基于Proteus仿真的12864液晶的显示

广西科技大学实验报告专用纸1Proteus实验报告课程题目：基于Proteus仿真的12864液晶的显示班级：XXX姓名：XXX学号：XXX完成时间：XXX广西科技大学实验报告专用纸2目录一、概述…………………………………………………31、1LCD简介…………………………………………………31、2LCD引脚说明……………………………………………31、3LCD原理简图..................................................................41、4LCD主要功能介绍……………………………………..41、5指令说明………………………………………………...6二、液晶显示原理………………………………………82.1汉字和英文显示原理………………………………………82.2图形显示……………………………………………………9三、软件仿真……………………………………103.1汉字显示……………………………………………………103.2向上滚动显示………………………………………………113.3PCB图………………………………………………………11四、部分实验代码………………………………12五、总结…………………………………………18广西科技大学实验报告专用纸3一、概述1、LCD简介在Protues仿真软件中，AMPIRE12864是一种图形点阵液晶显示器。它主要采用动态驱动原理由行驱动—控制器和列驱动器两部分组成了128(列)×64(行)的全点阵液晶显示。软件中不提供中文字库，但可完成图形显示，也可以通过汉字取模软件显示8×4个(16×16点阵)汉字。2、LCD引脚说明管脚名称LEVER管脚功能描述3VSS0电源地4VDD+5.0V电源电压5V0-液晶显示器驱动电压6D/I(RS)H/LD/I=“H”，表示DB7∽DB0为显示数据D/I=“L”，表示DB7∽DB0为显示指令数据7R/WH/LR/W=“H”，E=“H”数据被读到DB7∽DB0R/W=“L”，E=“H→L”数据被写到IR或DR8EH/LR/W=“L”，E信号下降沿锁存DB7∽DB0R/W=“H”，E=“H”DDRAM数据读到DB7∽DB09DB0H/L数据线10DB1H/L数据线11DB2H/L数据线12DB3H/L数据线13DB4H/L数据线14DB5H/L数据线15DB6H/L数据线16DB7H/L数据线1CS1H/LH:选择芯片(右半屏)信号2CS2H/LH:选择芯片(左半屏)信号17RETH/L复位信号,低电平复位18VOUT-10VLCD驱动负电压19LED+-LED背光板电源20LED--LED背光板电源广西科技大学实验报告专用纸43、LCD原理简图4、LCD主要功能介绍广西科技大学实验报告专用纸51）显示数据RAM(DDRAM)DDRAM（64×8×8bits）是存储图形显示数据的。此RAM的每一位数据对应显示面板上一个点的显示（数据为H）与不显示（数据为L）。DDRAM的地址与显示位置关系对照图(见附录一)2）I/O缓冲器（DB0～DB7）I/O缓冲器为双向三态数据缓冲器。是LCM（液晶显示模块）内部总线与MPU总线的结合部。其作用是将两个不同时钟下工作的系统连接起来，实现通讯。I/O缓冲器在片选信号/CS有效状态下,I/O缓冲器开放，实现LCM（液晶显示模块）与MPU之间的数据传递。当片选信号为无效状态时，I/O缓冲器将中断LCM（液晶显示模块）内部总线与MPU数据总线的联系，对外总线呈高阻状态，从而不影响MPU的其他数据操作功能。3）输入寄存器输入寄存器用于接收在MPU运行速度下传送给LCM（液晶显示模块）的数据并将其锁存在输入寄存器内，其输出将在LCM（液晶显示模块）内部工作时钟的运作下将数据写入指令寄存器或显示存储器内。4）输出寄存器输出寄存器用于暂存从显示存储器读出的数据，在MPU读操作时，输出寄存器将当前锁存的数据通过I/O缓冲器送入MPU数据总线上。5）指令寄存器指令寄存器用于接收MPU发来的指令代码，通过译码将指令代码置入相关的寄存器或触发器内。6）状态字寄存器状态字寄存器是LCM（液晶显示模块）与MPU通讯时唯一的“握手”信号。状态字寄存器向MPU表示了LCM（液晶显示模块）当前的工作状态。尤其是状态字中的“忙”标志位是MPU在每次对LCM（液晶显示模块）访问时必须要读出判别的状态位。当处于“忙”标志位时，I/O缓冲器被封锁，此时MPU对LCM（液晶显示模块）的任何操作（除读状态字操作外）都将是无效的。7）X地址寄存器X地址寄存器是一个三位页地址寄存器，其输出控制着DDRAM中8个页面的选择，也是控制着数据传输通道的八选一选择器。X地址寄存器可以由MPU以指令形式设置。X地址寄存器没有自动修改功能，所以要想转换页面需要重新设置X地址寄存器的内容。8）Y地址计数器Y地址计数器是一个6位循环加一计数器。它管理某一页面上的64个单元。Y地址计数器可以由MPU以指令形式设置，它和页地址指针结合唯一选通显示存储器的一个单元，Y地址计数器具有自动加一功能。在显示存储器读/写操作后Y地址计数将自动加一。当计数器加至3FH后循环归零再继续加一。9）Z地址计数器广西科技大学实验报告专用纸6Z地址计数器是一个6位地址计数器，用于确定当前显示行的扫描地址。Z地址计数器具有自动加一功能。它与行驱动器的行扫描输出同步，选择相应的列驱动的数据输出。10）显示起始行寄存器显示起始行寄存器是一个6位寄存器，它规定了显示存储器所对应显示屏上第一行的行号。该行的数据将作为显示屏上第一行显示状态的控制信号。11）显示开/关触发器显示开/关触发器的作用就是控制显示驱动输出的电平以控制显示屏的开关。在触发器输出为“关”电平时，显示数据锁存器的输入被封锁并将输出置“0”,从而使显示驱动输出全部为非选择波形，显示屏呈不显示状态。在触发器输出为“开”电平时，显示数据锁存器被控制，显示驱动输出受显示驱动数据总线上数据控制，显示屏将呈显示状态。12）复位端/RES复位端/RES用于在LCM（液晶显示模块）上电时或需要时实现硬件电路对LCM（液晶显示模块）的复位。该复位功能将实现：A设置显示状态为关显示状态B显示起始寄存器清零。显示RAM第一行对应显示屏上的第一行。C在复位期间状态字中RESET位置1。5、指令说明1.指令表指令名称控制信号控制代码RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0显示开关设置000011111D显示起始行设置0011L5L4L3L2L1L0页面地址设置0010111P2P1P0列地址设置0001C5C4C3C2C1C0读取状态字01BUSY0ON/OFFRESET0000写显示数据10数据读显示数据11数据详细解释各个指令功能1）读状态字格式BUSY0ON/OFFRESET0000广西科技大学实验报告专用纸7状态字是MPU了解LCM（液晶显示模块）当前状态，或LCM向MPU提供其内部状态的唯一的信息渠道。BUSY表示当前LCM接口控制电路运行状态。BUSY=1表示LCM正在处理MPU发过来的指令或数据。此时接口电路被封锁，不能接受除读状态字以外的任何操作。BUSY=0表示LCM接口控制电路已外于“准备好”状态，等待MPU的访问。ON/OFF表示当前的显示状态。ON/OFF=1表示关显示状态，ON/OFF=0表示开显示状态。RESET表示当前LCM的工作状态，即反映/RES端的电平状态。当/RES为低电平状态时，LCM处于复位工作状态，标志位RESET=1。当/REST为高电平状态时，LCM为正常工作状态，标志位RESET=0。在指令设置和数据读写时要注意状态字中的BUSY标志。只有在BUSY=0时，MPU对LCM的操作才能有效。因此MPU在每次对LCM操作之前，都要读出状态字判断BUSY是否为“0”。若不为“0”，则MPU需要等待，直至BUSY=0为止。2)显示开关设置格式0011111D该指令设置显示开/关触发器的状态，由此控制显示数据锁存器的工作方式，从而控制显示屏上的显示状态。D位为显示开/关的控制位。当D=1为开显示设置，显示数据锁存器正常工作，显示屏上呈现所需的显示效果。此时在状态字中ON/OFF=0。当D=0为关显示设置，显示数据锁存器被置零，显示屏呈不显示状态，但显示存储器并没有被破坏，在状态字中ON/OFF=1。3)显示起始行设置格式11L5L4L3L2L1L0该指令设置了显示起始行寄存器的内容。LCM通过/CS的选择分别具有64行显示的管理能力，该指令中L5～L0为显示起始行的地址，取值在0～3FH（1～64行）范围内，它规定了显示屏上最顶一行所对应的显示存储器的行地址。如果定时间隔地，等间距地修改（如加一或减一）显示起始行寄存器的内容，则显示屏将呈现显示内容向上或向下平滑滚动的显示效果。4)页面地址设置格式10111P2P1P0该指令设置了页面地址—X地址寄存器的内容。LCM将显示存储器分成8页，指令代码中P2～P0就是要确定当前所要选择的页面地址，取值范围为0～7H，代表第1～8页。该指令规定了以后的读/写操作将在哪一个页面上进行。5)列地址设置格式01C5C4C3C2C1C0该指令设置了Y地址数计数器的内容，LCM通过/CS的选择分别具有64列显示的管理能力，C5～Ｃ0=０～3FH（1～64）代表某一页面上的某一单元地址，随后的一次读或写数据将在这个单元上进行。Y地址计数器具有自动加一功能，在每广西科技大学实验报告专用纸8一次读/写数据后它将自动加一，所以在连续进行读/写数据时，Y地址计数器不必每次都设置一次。页面地址的设置和列地址的设置将显示存储器单元唯一地确定下来，为后来的显示数据的读/写作了地址的选通。6)写显示数据格式数据该操作将8位数据写入先前已确定的显示存储器的单元内。操作完成后列地址计数器自动加一。7)读显示数据格式数据该操作将LCM接口部的输出寄存器内容读出，然后列地址计数器自动加一。二、液晶显示原理1汉字和英文显示原理在数字电路中，所有的数据都是以0和1保存的，对LCD控制器进行不同的数据操作，可以得到不同的结果。对于显示英文操作，由于英文字母种类很少，只需要8位（一字节）即可。而对于中文，常用却有6000以上，于是我们的DOS前辈想了一个办法，就是将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，即汉字的内码。而剩下的低128位则留给英文字符使用，即英文的内码。那么，得到了汉字的内码后，还仅是一组数字，那又如何在屏幕上去显示呢？这就涉及到文字的字模，字模虽然也是一组数字，但它的意义却与数字的意义有了根本的变化，它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状，如英文的'A'在字模的记载方式如图1所示：图1“A”字模图广西科技大学实验报告专用纸9而中文的“你”在字模中的记载却如图2所示：图2“你”字模图根据芯片的不同取模的方式不同，有多种取模方式：单色点阵液晶字模，横向取模，字节正序，单色点阵液晶字模，横向取模，字节倒序，单色点阵液晶字模，纵向取模，字节正序，单色点阵液晶字模，纵向取模，字节倒序等等。而PROTUES中的AMPIRE12684为纵向取模，字节倒序液晶。2.2图形显示先设页地址再设列地址页地址范围0xb8~0xbf列平地址范围0x40~0x7f绘图RAM的地址计数器（AC）只对列地址自动加一,当列地址=0x7F时会重新设为0DDRAM的坐标地址与资料排列顺序如下图：广西科技大学实验报告专用纸10三、软件仿真1汉字显示在Protues软件中选择所需元件，搭建的电路图如图1所示。将编写的代码烧写到单片机里，运行液晶显示正常广西科技大学实验报告专用纸112向上滚动显示3、PCB图广西科技大学实验报告专用纸12四、部分实验代码（向上滚动显示）#includereg52.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineLCDLCDDisp_Off0x3e#defineLCDLCDDisp