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lcd液晶显示屏

LCD液晶显示模块在工程装备计时系统中应用
lcd液晶显示屏

摘要：介绍字符型LCD显示模块与单片机AT89C2051的接口技术，该接口技术基于数据的串行发送方式，它具有硬件电路简化、紧凑、可靠的特点，用途广泛。并给出在工程装备计时中的应用。
关键词：液晶显示；单片机；接口技术；工程装备计时

引言
    作为智能仪表的信息显示及人机交互的界面，LCD液晶显示器件具有低压、微功耗、信息显示量大以及寿命长等特点。它的各向异性及低弹性常数等特异性能使其具有丰富多彩的电光效应，具有美观大方的效果，在一定范围内取代了传统的数码显示模式。液晶显示器件工作电压低，仅3-6V；功耗极小（18-80uw/cm2），同样的显示面积，其功耗比LED显示器小几百倍。所以它特别适宜与CMOS电路直接相配。广泛地应用在以电池供电为主体的便携式、手持式的低功耗型的智能仪器中，LCD液晶显示器件已成为当代高新技术产业、信息产业中*重要的信息处理手段之一。
    AT89C2051是美国ATMEL公司采用CMOS工艺生产的20脚8位单片机，体积小巧。它与intel公司MCS-51的指令和引脚兼容，内置2k字节flash程序存储器、128字节RAM、15根I/O线、2 个16位定时/计数器、5个向量二级中断结构、1个全双向的串行口、并且内含精密模拟比较器和片内振荡器，具有2.7V至5.5V的宽电压工作范围和高至24MHz的工作频率，同时还具有加密阵列的二级程序存储器加锁、掉电和时钟电路等。
    AT89C2051是一种功能强大的微控制器，充分利用其片内资源，即可在很少外围电路的情况下构成功能完善的测控系统。

1液晶显示模块与AT89C2051的硬件串行接口
   字符型LCD液晶显示模块与单片机AT89C2051的接口方式如下图1，为了节省AT89C2051单片机的有限I/O资源，数据传输采用串行方式，通过集成电路74LS164完成串-并转换，将数据以并行方式传送给LCD液晶显示模块。
    其中，P1.5传送数据，P1.6提供时钟脉冲，控制信号由AT89C2051通过P3.2、P3.4、P1.7直接控制实现。
1.1 HD44780结构特点及工作原理
    字符型LCD液晶显示模块是专用于显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块。字符位可以是5*7或5*11等点阵组成。每一个点阵字符位都可以显示一个字符，内置HD44780控制IC专用于字符显示的液晶驱动及控制。HD44780的显示缓冲区及用户自定义的字符发生器CGRAM全部内藏在芯片内。HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现字符移动、闪烁等显示功能。HD44780的控制部是液晶显示模块的核心，它控制着HD44780的工作时序和各功能的实现，具有驱动40*16点阵的液晶显示器件的能力。

    字符型LCD液晶显示模块的接口共有14根线，如下：
表1 引脚及功能
     引脚    符号      功能
      1       GND  5V地
      2       VCC        +5V
       3    VL    驱动LCD，一般将此脚接地。
       4     RS     暂存器选择：
                               "0"写指��寄存器。
                                "1"针对数据寄存器进行读、写操作。
      5       R/W          读/写选择：
                                 "1"：读，"0"：写
       6    E 使能信号，在读状态时，高电平有效；
                                在写状态时，下降沿有效。
      7-14   DB0-DB7 双向数据线，同时DB7也是"忙"标志
    注意：在"忙"标志位DB7未被**为"0"时，LCD将无法再处理其它指令要求。

2软件控制流程
（以显示20字符，4行的字符型LCD204A为例）
    AT89C2051与LCD液晶显示模块的数据传送、显示是通过控制操作HD44780来达到的，软件流程如图2所示：
    初始化中，除设置程序堆栈指针外，主要是针对LCD液晶显示模块中的控制芯片HD44780进行功能设置，如与AT89C2051接口的数据总线有效位、显示字符行、开显示、光标及闪烁开关；清屏操作等。

3 工程应用
   本文涉及的LCD液晶与单片机的接口采用的是串行控制方式，有效地利用单片机的I/O端口，控制操作简便、可靠且价格低廉，数据传送、显示无闪烁，笔者已将其应用于**车辆工程装备计时仪系统中，取得很好的效果。如图3所示。

    该**车辆工程装备计时系统可实时记录、存储工程装备的运行状态、累计运行工作时间值，存储芯片采用非易失型存储器E2PROM，存储数据项包含起始运行时间、当前工作时间值、设备总的工作时间累计值。所存储的数据可以通过RS232C通讯接口传送至PC机，按年、月、日等关键字进行翻页查询、回放，以字符的形式显示在LCD液晶上，美观、直接，便于直接读取。
    本计时仪由两部分组成，下位机计时部分和上位查询机部分，均由电池供电，一台查询机可查询16台计时仪，计时仪可分别装在不同的车辆工程装备上，其设备号由程序预先设定。控制器采用AT89C2051，由于其I/O口资源有限，因此LCD、通讯接口及数据存储等相关器件均以串行方式与AT89C2051交换数据，有效地解决接口问题，LCD液晶的采用也为整个仪表的低功耗设计提供了保证。敏感传感器由自行开发制作，经实验证明灵敏度较高。
    **车辆工程装备计时系统查询机的数据查询显示模式：

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