毕业设计论文规则图形绘制系统设计.docx
《毕业设计论文规则图形绘制系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文规则图形绘制系统设计.docx（78页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
毕业设计论文规则图形绘制系统设计
桂林航天工业学院论文
规则图形绘制系统
Ruledrawingsystem
专业：
应用电子技术
学生：
原焕坚
指导教师：
陈锡华
桂林航天工业学院电子工程系
年月
毕业设计（论文）评语
指
导
教
师
评
语
签字：
年月日
评
阅
教
师
评
语
签字：
年月日
毕业设计（论文）答辩记录成绩及评语
答
辩
提
问
记
录
记录人：
年月日
答
辩
委
员
会
评
语
成绩：
主任签字：
年月日
桂林航天工业学院
电子工程系
毕业设计任务书
装订线
专业：
应用电子技术 年级：
2009043202
姓名
原焕坚
学号
200904320227
指导老师
陈锡华
毕业设计题目
规则图形绘制系统
任务下达日期
2011年10月20日
设计提交期限
2012年6月10日
设计主要内容
利用单片机设计一个可以绘制规则图形的系统，图形及参数用12864液晶显示。
参数由按钮开关输入。
主要技术参数指标
1、可自动画矩形框和实心矩形。
可调参数：
左上角坐标、长和宽。
2、可自动绘制菱形框和实心菱形。
可调参数：
中心点坐标、对角线半长和对角线半高。
3、可自动绘制圆框和实心圆。
可调参数：
中心点坐标、半径。
成果提交形式
C程序和论文（用51开发板制作）
设计进度安排
1、2011年11月-2011年12月：
资料收集及方案论证。
2、2012年1月-年2月：
设计及制作。
3、2012年3月-2012年4月：
系统调试。
4、2012年5月-2012年6月：
书写论文。
教研室
意见
签名：
年月日
系主任
意见
签名：
年月日
桂林航天工业学院
电子工程系
毕业设计开题报告
装订线
姓名
原焕坚
学号
200904320310
指导教师
陈锡华
毕业设计题目
规则图形绘制系统
同组
陆飞堂、陆凌明
设计目的意义
利用单片机在液晶上产生各种规则图形，便于产品液晶显示的界面形成，使产品显示更直观，操作界面更美观、友好。
方案论证
采用大规模集成电路，如FPGA、嵌入式等比较容易产生规则图形，但利用单片机产生更经济、电路更简单，适应于比较简单的显示场合。
时间安排
2012年1月－3月 方案设计
2012年4月－5月 电路设计、制作
2012年6月 撰写论文、答辩
指导教师
意见
签字：
年月日
审核小组意见
组长签字：
年月日
摘要
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几科很难找哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车折安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
LCD低压微功耗平板型结构，被动显示（无眩光，不刺人眼，不会引起眼睛疲劳）,显示信息量大（因为像素可以做得很少），晚于彩色化（在色谱上可以非常准确的复现），无电磁辐射（对人体安全，利于信息保密），长寿命。
大部分的数字便携式设备是基于单片机系统开发的，在单片机系统中，除了需要特定的功能算法和传感器等器件外，还需要输入，输出装置，在便携式设备中，输入装置一般是键盘，而输出装置一般是液晶显示模块。
主要完成工作有实现按键内容的液晶显示，实现按键功能的液晶显示，实现便携式设备的结果输出。
关键词：
键盘；LCD12864；单片机；
Abstract
MCUtoinfiltrateallareasoflife,afewsubjectsisdifficulttofindwhichareasofthetracesofthemicrocontroller.Navigationdeviceofthemissile,aircraft,variousinstrumentcontrol,computernetworkcommunicationsanddatatransmission,industrialautomation,processreal-timecontrolanddataprocessing,widelyusedinavarietyofsmartcardIC,civillimousinefoldsecuritysystem,VCR,cameras,thecontrolofautomaticwashingmachines,andprogram-controlledtoys,electronicpets,etc.,whichareinseparablefromthemicrocontroller.
LCDlowvoltagemicro-powerflatstructure,passive（noglare,donotstabthehumaneyedoesnotcauseeyefatigue）todisplayinformation（inchromatography（becausepixelscanbedoneverylittle）,lateinthecolorofveryaccuratelyreproduce）,electromagneticradiation（onhumansecurity,whichwillhelptokeeptheinformationsecret）,long-life.
MostdigitalportabledevicesbasedonsinglechipsystemdevelopedintheSCMsystem,inadditiontothespecificfunctionalalgorithmsandsensordevicesalsoneedtoinputandoutputdevices,portabledevices,inputdevicesaregenerallykeyboards,whiletheoutputThedeviceisgenerallytheLCDmodule.CompletetheworktoachievethekeycontentoftheLCD,LCDbuttonfunctiontoachievetheresultsoftheportabledeviceoutput.
Keywords:
keyboard；LCD12864；Microcontroller；
第一章有关液晶12864的一般介绍9
1.112864特性9
1.212864模块电路图10
1.3极限参数10
1.4电参数10
1.5LCD的驱动方式………………………………………………………10
1.5.1静态驱动方法……………………………………………………10
1.5.2动态驱动方法………………………………………………………10
1.6液晶模块指令系统11
1.6.1显示开关控制（DISPLAYON/OFF）11
1.6.2设置显示起始行11
1.6.3设置页地址11
1.6.4设置Y地址（SETYADDRESS）12
1.6.5读状态（STATUSREAD）12
1.6.6写显示数据（WRITEDISPLAYDATE）12
1.6.7读显示数据（READDISPLAYDATE）13
1.7读写操作时序13
1.8.1写操作时序13
1.8.2读操作时序13
1.8.3读写时序参数表13
第二章STC89C52芯片介绍15
2.1时钟电路16
2.2复位及复位电路16
2.3STC89C52具体介绍18
第三章按键模块20
第四章电路框图设计22
4.1系统框图22
4.2工作原理22
4.2.1硬件工作原理22
4.2.2软件工作原理22
第五章第硬件原理分析及设计24
5.1单片机时钟电路24
5.2单片机复位电路24
5.3键盘电路25
5.4显示电路25
第六章软件设计27
6.1寄存器写入………………………………………………………………27
6.2清屏………………………………………………………………………27
6.3光标参数设置……………………………………………………………27
6.4RAM写入…………………………………………………………………27
6.5图形显示27
第七章电路调试29
7.1硬件调试29
7.2软件调试29
第八章小结30
参考文献31
附录32
第一章有关液晶12864的一般介绍
液晶显示器按其功能可分为笔段式和点矩阵式两种。
后者又可以分成字符点阵式和图形点阵式，图形点阵式液晶显示器不仅可显示数字、字符等内容，还能显示汉字和任意图形。
在中规模图形式液晶显示模块中，内置T6963C控制器的液晶显示模块是目前较为常用的一种。
T6963C是点阵式液晶图形显示器，可以图形方式、字符方式、图形和字符合成方式显示，以及实现字符方式下的特征方式显示，还可以像CAD一样进行屏拷贝操作。
本设计由于需要显示西文、汉字还有图形，所以采用的就是T6963C是点阵式液晶图形显示器。
1.112864特性
显示内容：
128x64点
驱动方式：
1/64D
可供型号：
STN（黄绿模、灰模、黑白模）
反射型,带EL或LED背光源
EL/100VAC，400HZ
LED/4.2VDC
1.212864模块电路图
内部电路见图1-1。
图1-112864模块内部电路
1.3极限参数
极限电压见表1-1。
表1-1极限电压
名称
符号
测试条件
标准值
单位
最小值
最大值
电源电压
VDD-VSS
Ta=25℃
0
6.5
V
LCD驱动电压
VDD-V0
0
18.0
V
输入电压
V1
0
VDD
V
1.4电参数
表1-212864电参数
名称
符号
测试条件
标准值
单位
最小值
典型值
最大值
电压
逻辑
VDD-VSS
-
4.75
5.0
5.25
V
LCD
VDD-V0
-
-
15.0
-
V
电流
逻辑
IDD
-
-
7.0
-
mA
LCD
IEE
-
-
3.0
-
mA
LCD工作电压
（推荐值）
VDD-V0
0℃
-
13.0
-
V
25℃
-
12.0
-
V
40℃
-
11.0
-
V
输入电压
‘H’电平
VIH
高电平
0.7VDD
-
VDD
V
‘L’电平
VIIL
低电平
0
-
0.3VDD
V
1.5LCD的驱动方式
液晶的显示是由于在显示像素上施加了电场的缘故，而这个电场则由显示像素前后两电极上的电位信号合成产生，在显示像素上建立直流电场是非常容易的事，但直流电场将导致液晶材料的化学反应和电极老化，从而迅速降低液晶的显示寿命，因此必须建立交流驱动电场，并且要求这个交流电场中的直流分量越小越好，通常要求直流分量小于50mV。
在实际应用中，由于采用了数字电路驱动，所以这种交流电场是通过脉冲电压信号来建立的。
显示像素上交流电场的强弱用交流电压的有效值表示，当有效值大于液晶的阈值电压时，像素呈显示态；当有效值小于阈值电压时，像素不产生电光效应；当有效值在阈值电压附近时，液晶将呈现较弱的电光效应，此时将会影响液晶显示器件的对比度。
液晶显示的驱动就是用来调整施加在液晶显示器件电极上的电位信号的相位、峰值、频率等，建立驱动电场，以实现液晶显示器件的显示效果。
液晶显示的驱动方式有许多种，常用的驱动方法有：
静态驱动法和动态驱动法。
对于TN及STN-LCD一般采用静态驱动或多路驱动方式。
这两种方式相比较各有优缺点。
静态驱动响应速度快、耗电少、驱动电压低，但驱动电极度数必须与显示笔段数相同，因而用途不如多路驱动广。
1.5.1静态驱动法
静态驱动法是获得最佳显示质量的最基本的方法。
它适用于笔段型液晶显示器件的驱动。
表2.3示出此类液晶显示器件的电极结构，当多位数字组合时，各位的背电极BP是连接在一起的。
振荡器的脉冲信号经分频后直接施加在液晶显示器件的背电极BP上，而段电极的脉冲信号是由显示选择信号A与时序脉冲通过逻辑异或合成产生，当某位显示像素被显示选择时，A＝1，该显示像素上两电极的脉冲电压相位相差180
，在显示像素上产生2V的电压脉冲序列，使该显示像素呈现显示特性；当某位显示像素为非显示选择时，A＝0，该显示像素上两电极的脉冲电压相位相同，在显示像素上合成电压脉冲为0V，从而实现不显示的效果。
这就是静态驱动法。
为了提高显示的对比度，适当地调整脉冲的电压即可。
表1-3液晶显示器件电机结构
BP
A
SEG
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1.动态驱动法
当液晶显示器件上显示像素众多时，如点阵型液晶显示器件，为了节省庞大的硬件驱动电路，在液晶显示器件电极的制作与排列上作了加工，实施了矩阵型的结构，即把水平一组显示像素的背电极都连在一起引出，称之为行电极，把纵向一组显示像素的段电极都连接起来一起引出，称之为列电极。
在液晶显示器上每一个显示像素都由其所在的列与行的位置唯一确定。
在驱动方式上相应地采用了类同于CRT的光栅扫描方法。
液晶显示的动态驱动法是循环地给行电极施加选择脉冲，同时所有为显示数据的列电极给出相应的选择或非选择的驱动脉冲，从而实现某行所有显示像素的显示功能，这种行扫描是逐行顺序进行的，循环周期很短，使得液晶显示屏上呈现出稳定的图象。
我们把液晶显示的扫描驱动方式称为动态驱动法。
1.6液晶模块指令系统
1.6.1显示开关控制（DISPLAYON/OFF）
代码R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0
形式000011111D
D=1:
开显示（DISPLAYON）意即显示器可以进行各种显示操作
D=0:
关显示（DISPLAYOFF）意即不能对显示器可以进行各种显示操作
1.6.2设置显示起始行
代码R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0
形式0011A5A4A3A2A1A0
前面在Z地址计数器一节已经描述了显示起始行是由Z地址计数器控制的。
A5∽A0的6位地址自动送入Z地址计数器，起始行的地址可以是0∽63的任意一行。
例如：
选择A5∽A0是62，则起始行与DDRAM行的对应关系如下：
DDRAM行：
62630123•••••••••••••••••••••2829
屏幕显示行：
123456•••••••••••••••••••••3132
1.6.3设置页地址
代码R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0
形式0010111A2A1A0
所谓页地址就是DDRAM的行地址,8行为一页,模块共64行即8页,A2∽A0表示0∽7页。
读写数据对地址没有影响，页地址由本指令或RST信号改变复位后页地址为0。
页地址与DDRAM的对应关系见DDRAM地址表。
1.6.4设置Y地址（SETYADDRESS）
代码R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0
形式0001A5A4A3A2A1A0
此指令的作用是将A5∽A0送入Y地址计数器,作为DDRAM的Y地址指针。
在对DDRAM进行读写操作后，Y地址指针自动加1，指向下一个DDRAM单元。
DDRAM地址表：
1.6.5读状态（STATUSREAD）
代码R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0
形式10BUSY0ON/OFFRET0000
当R/W=1D/I=0时，在E信号为“H”的作用下，状态分别输出到数据总线（DB7∽DB0）的相应位。
BF：
前面已叙述过（见BF标志位一节）。
ON/OFF：
表示DFF触发器的状态（见DFF触发器一节）。
RST：
RST=1表示内部正在初始化，此时组件不接受任何指令和数据。
1.6.6写显示数据（WRITEDISPLAYDATE）
代码R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0
形式01D7D6D5D4D3D2D1D0
D7∽D0为显示数据,此指令把D7∽D0写入相应的DDRAM单元，Y地指针自动加1。
1.6.7读显示数据（READDISPLAYDATE）
代码R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0
形式11D7D6D5D4D3D2D1D0
此指令把DDRAM的内容D7∽D0读到数据总线DB7∽DB0，Y地址指针自动加1。
1.8读写操作时序
1.8.1写操作时序
图1-2写操作时序
1.8.2读操作时序
图1-3读操作时序
1.7.3读写时序参数表
表1-3读写时序参数表
第二章STC89C52芯片介绍
STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-FlashProgramableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。
该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
单片机总控制电路如下图2-1：
图2-1单片机总控制电路
2.1时钟电路
STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。
时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。
内部方式的时钟电路如图2—2（a）所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。
定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。
晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。
外部方式的时钟电路如图2—2（b）所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。
对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。
片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。
RXD接地，TXD接外部振荡器。
对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。
片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。
（a）内部方式时钟电路（b）外部方式时钟电路
图2—2时钟电路
2.2复位及复位电路
（1）复位操作
复位是单片机的初始化操作。
其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。
除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。
除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表一所示。
表2-1一些寄存器的复位状态
寄存器
复位状态
寄存器
复位状态
PC
0000H
TCON
00H
ACC
00H
TL0
00H
PSW
00H
TH0
00H
SP
07H
TL1
00H
DPTR
0000H
TH1
00H
P0-P3
FFH
SCON
00H
IP
XX000000B
SBUF
不定
IE
0X000000B
PCON
0XXX0000B
TMOD
00H
（2）复位信号及其产生
RST引脚是复位信号的输入端。
复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期（即二个机器周期）以上。
若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。
产生复位信号的电路逻辑如图4—3所示：
图2—3复位信号的电路逻辑图
整个复位电路包括芯片内、外两部分。
外部电路产生的复位信号（RST）送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。
复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图2—4（a）所示。
这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。
按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。
其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图2—4（b）所示；而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的，
其电路如图2—4（c）所示：
（a）上电复位（b）按键电平复位（c）按键脉冲复位
图2—4复位电路
上述电路图中的电阻、电容参数适用于6MHz晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于2个机器周期。
本系统的复位电路采用图2—4（b）上电复位方式。
2.3STC89C52具体介绍
①主电源引脚（2根）
VCC（Pin40）：
电源输入，接＋5V电源
GND（Pin20）：
接地线
②外接晶振引脚（2根）
XTAL1（Pin19）：
片内振荡电路的输入端
XTAL2（Pin20）：
片内振荡电路的输出端
③控制引脚（4根）
RST/VPP（Pin9）：
复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG（Pin30）：
地址锁存允许信号
PSEN（Pin29）：
外部存储器读选通信号
EA/VPP（Pin31）：
程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
④可编程输入/输出引脚（32根）
STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。
P
升级会员 