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標題: LCD電子廣告牌課程設計論文 [打印本頁]

作者: 51黑電子迷 時間: 2017-7-28 03:10
標題: LCD電子廣告牌課程設計論文

安徽工程大學機電學院

課程設計說明書

課程設計名稱：電子技術課程設計

課程設計題目：LCD廣告牌

指導教師：龍*燕

專業班級：自動化2132

學生姓名：王*鳴

學號：313107010234

起止日期：7.13--7.24

總評成績：

課程任務書

一、設計題目：LCD電子廣告牌設計

二、設計任務：

1. 設計一款能夠動態顯示不同字符的LCD電子廣告牌；

2. 查閱資料，理解LCD顯示原理；

3. 循環顯示4個字符串：在第1行顯示一字符串，5s后，第2行顯 ,示另外一字符串，再過5s后，第1行顯示其他字符串，再過5s后，第2行顯示另外一字符串（要求一個字符一個字符地顯示）。

摘要

電子廣告牌是在單片機廣泛應用下的產物，電子廣告牌被廣泛應用于公交汽車、商店、體育場車站學校銀行高速公路等公共場所信息的發布和廣告的宣傳。所以在這里我們設計一種造價低廉、使用方便、可以發光并且比較耐用的電子廣告牌。

本文圍繞設計以單片機作為LCD1602液晶顯示系統控制器為主線，基于單片機AT89C51，包括時鐘電路和復位電路，采用的液晶顯示控制器的芯片是LM016L。其結構主要由時鐘電路、復位電路、單片機AT89C51和LCD液晶顯示屏組成。主要實現循環顯示4個字符串，在第1行顯示一字符串，5s后，第2行顯示另外一字符串，再過5s后，第1行顯示其他字符串，再過5s后，第2行顯示另外一字符串（要求一個字符一個字符地顯示）的功能。同時也對部分芯片和外圍電路進行介紹和設計，并附以系統結構框圖加以說明。

本系統是以單片機的匯編語言來進行軟件設計的，指令的執行速度快，節省存儲空間。為了便于擴張和更改，軟件的設計采用模塊化結構，使程序設計的邏輯關系更加簡潔明了。使硬件電路在軟件的控制下協調運作。其次闡述了部分程序的流程圖和實現過程。本文撰寫的主導思想是軟硬件相結合的方法，以硬件為基礎，來進行各個功能模塊編寫。最后闡述運用protues軟件實現系統的設計與仿真，最后仿真調試出我們想要的結果。

摘要....................................................................................................................

第1章概述.....................................................................................................

1.1 課程設計簡介.........................................................................................

1.2 系統方案論證與設計.............................................................................

第2章系統硬件設計......................................................................................

2.1 系統總電路的設計.................................................................................

2.1.1 系統的總框圖................................................................................

2.1.2 芯片的選擇....................................................................................

2.1.3 LCD顯示電路................................................................................

2.2 最小系統設計.........................................................................................

2.2.1 時鐘電路的選擇與設計................................................................

2.2.2 復位電路的選擇與設計................................................................

2.2.3 電源電路的選擇與設計................................................................

第3章系統軟件設計......................................................................................

3.1 設計方案及原理.....................................................................................

3.2 系統軟件流程圖.....................................................................................

3.3子程序的介紹..........................................................................................

3.3.1 初始化............................................................................................

3.3.2 顯示程序........................................................................................

3.3.3 延時程序........................................................................................

第4章軟件仿真..............................................................................................

4.1 keil軟件介紹...........................................................................................

4.2 proteus軟件介紹.....................................................................................

4.3 仿真電路圖.............................................................................................

4.4 仿真結果與分析.....................................................................................

小結...................................................................................................................

參考文獻............................................................................................................

附錄A 電路圖...................................................................................................

附錄B 程序.......................................................................................................

概述

1.1課程設計簡介

亮麗實用的廣告牌可以給我們的生活添加光彩、可以給店鋪招攬生意。傳統的廣告牌都是固定的漢字，并且時間長了會掉色，使漢字模糊難認，這就給我的生活帶來很多的不便。尤其到了晚上傳統廣告牌就會失去其該有的作用。所以在這里我們需要一種造價低廉、使用方便、可以發光并且比較耐用的電子廣告牌。本文主要介紹LCD文字循環顯示的基本原理以及制作流程來解決以往的傳統廣告牌并且做到節約資源來達到比以往達到更好的效果。本課題設計了一種以AT59C51單片機為核心的低成本、高精度、微型化LCD文字循環顯示系統。

主要實現循環顯示4個字符串，在第1行顯示一字符串，5s后，第2行顯示另外一字符串，再過5s后，第1行顯示其他字符串，再過5s后，第2行顯示另外一字符串（要求一個字符一個字符地顯示）的功能。

1.2 系統方案論證與設計

方案一、基于單片機的LED顯示廣告牌

LED顯示屏是由發光二極管排列組成的。它采用低電壓掃描驅動，具有耗電少、使用壽命長、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠等特點。可以顯示各種文字、數字、圖像及動畫等信息。

方案二、基于單片機的LCD顯示廣告牌

隨著集成電路在為微小型化、低功耗和高可靠性方面的發展，使得它們具有占用面積小、價格低廉、易于購買、零輻射、低耗能、散熱小、輕薄纖巧、精確還原圖像、顯示字符銳利、屏幕調節方便等諸多優點。

在設計的過程中，方案的選擇必須與實際相聯系，要從各個方面考慮設計的可行性，不僅要考慮其先進性也要考慮其現實性和實用性，要從多個方面綜合尋求最佳方案。在方案一中利用LED點陣顯示的方式能夠實現廣告牌顯示的目的，但電路相比方案二相對復雜，而且控制起來還需要掌握其他一些附加的芯片。

在方案二中，所用技術相對先進，而且硬件電路相對簡單可靠，不需要附加其他的芯片，故利用方案一更為合理，故暫不采用方案一。

第2章系統硬件設計

2.1 系統總電路的設計

2.1.1 系統的總框圖

圖2.1系統總框圖（詳見附件）

圖2.1是LCD的電子廣告牌的系統總框圖，它的基本組成由核心芯片AT89C51，最小系統以及LCD1602顯示屏。

2.1.2 芯片的選擇

1、AT89C51介紹

AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓，高性能CMOS8位單片機。片內4kbytes的可反復擦寫的只讀存儲器（PEROM)和128bytes的隨機存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器（CPU）

和Flash存儲單元，功能強大AT89C51單片機可為您提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各個控制領域。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系提供了一種靈活性高且價廉的方案。

圖2.2 AT89C51引腳圖

AT89C51具有以下標準功能：8k字節Flash,256字節RAM，32位IO口線，看門狗定時器，2個數據指針，3個16位定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。另外，AT89C51可降至0HZ靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。

引腳功能介紹

VCC:供電電壓

GND:接地

P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向IO口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。

P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。

P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：

P3.0 RXD（串行輸入口）

P3.1 TXD（串行輸出口）

P3.2 /INT0（外部中斷0）

RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。

/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。

XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。

XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。

振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。

2、LM016L介紹

我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產品中都可以看到，顯示的主要是數字、專用符號和圖形。

液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規模集成電路直接驅動、易于實現全彩色顯示的特點，目前已經被廣泛應用在便攜式電腦、數字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領域。字符的顯示用LCD顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由6×8或8×8點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應的顯示RAM區的8字節，還要使每字節的不同位為“ 1 ”，其它的為“ 0 ”，為“ 1 ”的點亮，為“ 0 ”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內帶字符發生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數找出顯示RAM對應的地址，設立光標，在此送上該字符對應的代碼即可。

圖2.3 LM016L引腳圖

表2.1 LM016L引腳功能表

2.2 最小系統設計

2.2.1 時鐘電路的選擇與設計

圖2.5 時鐘電路圖

時鐘電路用于產生MCS-51單片機工作時所必需的時鐘控制信號，嚴格執行指令進行工作，在執行指令時，CPU首先要到程序存儲器中取出所需要的指令作碼，然后譯碼，并由時序電路產生一系列控制信號去完成指令所規定的操作。CPU發出的時序信號有兩類，一類用于片內對各個功能部件的控制，另一類用于對片外存儲器或I/O端口的控制。MCS-51單片機各功能部件的運行都是以時鐘信號為基準，有條不紊地一拍一拍地工作，因此時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質量也直接影響單片機系統的穩定性。1.內部時鐘電路 AT89C51單片機內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，它的輸入端為芯片引腳XTAL1,輸出端引腳為XTAL2,。這兩個引腳外部跨接石英晶體振蕩器和微調電容，構成一個穩定的自激振蕩器。電路中的電容C1和C2的典型值為30pF。晶體振蕩頻率通常選擇6MHZ、12MHZ（可準確地定時）的石英晶體。

2.2.2 復位電路的選擇與設計

圖2.6 復位電路圖

為確保系統中電路穩定可靠工作，復位電路是必不可少的一部分，復位電路的第一功能是上電復位，一般電路正常工作需要供電電源為4.75-5.25V。由于微機電路是時序數字電路，它需要穩定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體震蕩器穩定工作時，復位信號才被撤除，微機電路開始正常工作.AT89C51單片機的復位由外部的復位電路實現。復位電路有上電復位與人工復位兩種。上電復位的工作原理是+5V的電源通過電容C與電阻Rk回路，給電容C充電加給RST引腳上一個短暫的高電平信號，此信號隨著Vcc對電容C的充電過程中而逐漸回落。充電時間越長，復位時間越長。當時鐘頻率選擇6MHZ時，電容C的參考值為22pF，兩個電阻Rs與Rk的參考阻值分別為220Ω與1kΩ一般來說，單片機的復位速度比外圍I/O接口快些，因此實際設計中，為保證系統可靠復位，單片機初始化時可安排一定的復位延遲時間，保證與外圍I/O接口電路都能可靠地復位。

2.2.3 電源電路的選擇與設計

芯片AT89C51及LCD1602工作電壓為5V，而proteus給出的模擬的電壓默認為5V，所以直接供電的。

2.1.3 LCD顯示電路

AT89C51中的P2口分別和LCD1602中的D0~D7連接，P2.0對應D0，以此類推。P3.0端連接RS端，P3.1端連接R/W端，P3.2端連接使能端E端。Vss接電源地，Vdd接+5V邏輯電源，Vee連接滑動變阻器。通過以上連接構成顯示電路，為之后的調試仿真奠定基礎。

第3章系統軟件設計

3.1 設計方案及原理

利用LCD循環顯示四行固定字符串。第一步先顯示每行字符串，四行需要四個LOOP循環，顯示出每行字符。第二步解決每行之間的時間間隔，添加一個延時程序，通過調用延時程序實現行與行之間的長延時。第三步LCD顯示字符串的時候，要求是一個一個字符顯示，故要利用小延時程序，可解決。顯示一個字符后，光標加一表示下一個字符顯示的位置。因此顯示四行固定字符串的時候，我們可以先將四行固定字符串通過子程序表示出來，然后通過程序調用。光標操作為當寫一個字符后地址指針加一。最后，選擇好初始地址后，利用一個循環結構程序將整個字符串內容在LCD上顯示出來。因為要顯示四行而LM160L只能顯示2行，所以需要清屏操作，而使字符串循環顯示只需加一個程序即可。

3.2 系統軟件流程圖

3.1流程圖（詳見附件）

3.3 子程序的介紹

3.3.1 初始化

RS EQU P3.0 ;定義P3.0引腳變量
RW EQU P3.1 ;定義P3.1引腳變量
E EQU P3.2 ;定義P3.2引腳變量
LCD EQU P2 ;定義P2口
BF EQU P2.7
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0100H
MAIN: MOV A,#01H ;01H為清屏操作命令(命令1）
ACALL W_CMD ;向1602寫入命令01H
MOV A,#38H ;38H為功能設置命令(命令6)
ACALL W_CMD ;向1602寫入命令38H
MOV A,#0CH ;0CH為顯示控制命令(命令4)
ACALL W_CMD ;向1602寫入命令0CH
MOV A,#14H ;14H為光標移位命令(命令5)
ACALL W_CMD ;向1602寫入命令14H
MOV A,#83H ;80H(80H+03H)顯示位置設置(命令8) ，第1行從00H
開始
ACALL W_CMD ;向1602寫入命令80H
MOV DPTR,#TAB ;顯示字符的ASCII碼表的首地址送DPTR
MOV R0,#0 ;寄存器R0為顯示字符個數的計數器
上述這段程序是我們對LCD1602引腳進行的定義，寫入相應的命令字以及顯示字符串的位置。
3.3.2 顯示程序
LOOP1: MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR ;將顯示字符的ASCII碼送A
ACALL W_DATA ;顯示字符的ASCII碼1602
INC R0 ;字符個數的計數器增1
ACALL DELAY ;字符之間的小延時，使字符一個一個顯示
CJNE R0,#10,LOOP1 ;第1行顯示10個字符是否發送完畢
MOV A,#0C3H ;C0H(80H+43H)顯示位置設置(命令8) ，第2行從 40H 開始
ACALL W_CMD ;向1602寫入顯示位置設置命令
ACALL DELAY5S ;每行之間延時5S
上述這段程序是一個小循環，主要在LCD1602第一行上顯示出相應的字符串，間隔5S。然后依次顯示第二行，第三行，第四行。第二行顯示的程序和第一行是大同小異的，只是顯示的位置不同而已。第三行顯示之前有個清屏的程序即MOV A,#01H；ACALL W_CMD，其他部分都整體相同。第四行顯示原理及程序和第二行差不多。
W_CMD: ACALL WAIT
MOV LCD,A
CLR RS
CLR RW
SETB E
NOP
CLR E
RET

復制代碼

上段程序為寫入命令子程序，入口參數A中存儲了向1602寫入的命令，通過子程序調用使之功能實現。下表為關于RS、RW引腳的介紹。

表2.2 LM016L寄存器選擇控制表

3.3.3 延時程序

DELAY5S: PUSH 04H

PUSH 05H

PUSH 06H

MOV R4,#50

DELAY5S_0: MOV R5,#200

DELAY5S_1: MOV R6,#245

DJNZ R6,$

DJNZ R5,DELAY5S_1

DJNZ R4,DELAY5S_0

POP 06H

POP 05H

POP 04H

RET

上段程序是一個5S的延時程序，它首先開辟存儲空間，堆棧將循環指令放在存儲空間中，因為存儲空間最大數字為256，所以多條進棧、出棧，循環嵌套使之能延時5S。其中DJNZ指令表示減一不為零轉移指令，通過這條指令可對延時時間進行計算。程序當中還有個小延時程序，它主要實現字符一個一個顯示，其原理大致與延時5S差不多。

第4章軟件仿真

4.1 keil軟件介紹

keilC51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發系統，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優勢，因而易學易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發方案，通過一個集成開發環境（uVision）將這些部分組合在一起。運行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環境、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍。

C51工具包的整體結構，μVision與Ishell分別是C51 for Windows 和for Dos 的集成開發環境(IDE），可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發流程。開發人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標文件（.obj）。目標文件可由LIB51 創建生成庫文件，也可以與庫文件一起經L51 連接定位生成絕對目標文件(.abs）。abs文件由OH51 轉換成標準的hex 文件，以供調試器dScope51 或tScope51 使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。

2009年2月發布Keil μVision4，Keil μVision4引入靈活的窗口管理系統，使開發人員能夠使用多臺監視器，并提供了視覺上的表面對窗口位置的完全控制的任何地方。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個窗口，提供一個整潔，高效的環境來開發應用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片，還添加了一些其他新功能。2011年3月ARM公司發布最新集成開發環境RealView MDK開發工具中集成了最新版本的Keil μVision4，其編譯器、調試工具實現與ARM器件的最完美匹配。

4.2 proteus軟件介紹

Proteus 與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機CPU 的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調試時，關心的不再是某些語句執行時單片機寄存器和存儲器內容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應用間脫節的矛盾和現象。在Proteus 軟件包中，不存在同類儀表使用數量的問題Proteus 還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似但功能更多。

4.3 仿真電路圖

圖4.1 總電路圖

上圖是LCD的電子廣告牌的總電路圖，它的基本組成由核心芯片AT89C51，時鐘電路，復位電路以及LCD1602顯示屏。

4.4 仿真結果與分析

圖4.2 仿真電路圖

上圖是我們點擊開始之后的第一個仿真效果圖，顯示的是第一行的字符串”Welcome To”,間隔5S之后第二行顯示Wu Hu字符串，經過軟件進行清屏以后，間隔5S后，在第一行位置顯示第三行的An Gong Cheng字符串，間隔5S之后在第二行位置顯示第四行Zi Dong Hua字符串，然后一直循環顯示上述字符串。

小結

本次課程設計經過我們小組成員共同努力做成了LCD電子廣告牌的設計，主要實現循環顯示4個字符串，在第1行顯示一字符串，5s后，第2行顯示另外一字符串，再過5s后，第1行顯示其他字符串，再過5s后，第2行顯示另外一字符串（要求一個字符一個字符地顯示）的功能。

當然在設計的過程中我們也遇到了一些問題。比如問題一“顯示每行字符串，硬件圖連接好，且程序編譯通過沒有錯，生成.hex文件后下載到protues單片機進行仿真，點開始后，液晶屏亮，但是液晶屏并沒有顯示，一段時間后仍是如此”，檢查程序后，發現有一行程序其控制顯示字符并沒有弄懂什么意思就使用，導致程序沒錯，就是無法顯示。通過上網，查閱書籍尋找答案，并解決。問題二“還有我們想顯示第三第四行的程序但是和第一第二行程序混合在一起”，通過查閱書籍和在老師的幫助下，添加了一個清屏的操作，使第三第四行顯示出來。問題三“四行程序完全顯示結束之后就結束了，沒有達到設計要求”，經過小組討論，添加一個AJMP MAIN程序，使程序能循環顯示。

通過這次課程設計，我深刻理解到像單片機這種課程，如果一味專研課本，盲目記憶指令，這樣得來的知識是表層的，是膚淺的，是不能靈活運用于實際生活中去的。只有在掌握相關理論只是后，配以相應實踐練習，多動手鍛煉自己，不但加深了對理論知識的理解，還讓自己對課程設計產生了濃厚的興趣。而且看到了自己學習的知識在現實生活中的應用。

通過這次設計我也發現自己的很多不足之處。在設計過程中我發現自己考慮問題很不全面，自己的專業知識掌握的很不牢固，所掌握的電路應用軟件還不夠多，我希望自己的這些不足之處能在今后的工作和學習中得到改善。而且，通過這次設計，我懂得了學習的重要性，學會了堅持和努力，這將為以后的學習做出了最好的榜樣！我將會在以后的生活中繼續學習。

參考文獻

[1]張毅剛，劉杰. MCS-51系列單片機原理及應用[M]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2004.
[2]蔡美琴，張為民等.MCS-51系列單片機系統及其應用[M]. 北京：高等教育出版社，1992.
[3]王鴻鈺.步進電機控制入門[M].上海:同濟大學出版社,1990..
[4]馬忠梅，籍順心，張凱，馬巖.單片機的C語言應用程序設計［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2006

[5]李廣弟，朱月秀，冷祖祁.單片機基礎［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2007

附錄A

附錄B

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