基于Proteus仿真的12864液晶的显示.docx

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基于Proteus仿真的12864液晶的显示

基于Proteus仿真的12864液晶的显示

Proteus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

一、概述…………………………………………………3

1、1LCD简介…………………………………………………3

1、2LCD引脚说明……………………………………………3

1、3LCD原理简图..................................................................4

1、4LCD主要功能介绍……………………………………..4

1、5指令说明………………………………………………...6

二、液晶显示原理………………………………………8

2.1汉字和英文显示原理………………………………………8

2.2图形显示……………………………………………………9

三、软件仿真……………………………………10

3.1汉字显示……………………………………………………10

3.2向上滚动显示………………………………………………11

3.3PCB图………………………………………………………11

四、部分实验代码………………………………12

五、总结…………………………………………18

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

3VSS

0

电源地

4VDD

+5.0V

电源电压

5V0

-

液晶显示器驱动电压

6D/I（RS）

H/L

D/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/W

H/L

R/W=“H”，E=“H”数据被读到DB7∽DB0

R/W=“L”，E=“H→L”数据被写到IR或DR

8E

H/L

R/W=“L”，E信号下降沿锁存DB7∽DB0

R/W=“H”，E=“H”DDRAM数据读到DB7∽DB0

9DB0

H/L

数据线

10DB1

H/L

数据线

11DB2

H/L

数据线

12DB3

H/L

数据线

13DB4

H/L

数据线

14DB5

H/L

数据线

15DB6

H/L

数据线

16DB7

H/L

数据线

1CS1

H/L

H:

选择芯片（右半屏）信号

2CS2

H/L

H:

选择芯片（左半屏）信号

17RET

H/L

复位信号,低电平复位

18VOUT

-10V

LCD驱动负电压

19LED+

-

LED背光板电源

20LED-

-

LED背光板电源

3、LCD原理简图

4、LCD主要功能介绍

1）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

Z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

RS

R/W

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

显示开关设置

0

0

0

0

1

1

1

1

1

D

显示起始行设置

0

0

1

1

L5

L4

L3

L2

L1

L0

页面地址设置

0

0

1

0

1

1

1

P2

P1

P0

列地址设置

0

0

0

1

C5

C4

C3

C2

C1

C0

读取状态字

0

1

BUSY

0

ON/OFF

RESET

0

0

0

0

写显示数据

1

0

数据

读显示数据

1

1

数据

详细解释各个指令功能

1）读状态字格式

BUSY

0

ON/OFF

RESET

0

0

0

0

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

0

0

1

1

1

1

1

D

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

1

1

L5

L4

L3

L2

L1

L0

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

1

0

1

1

1

P2

P1

P0

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

0

1

C5

C4

C3

C2

C1

C0

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

 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0

DDRAM的坐标地址与资料排列顺序如下图：

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

2向上滚动显示

3、PCB图

四、部分实验代码（向上滚动显示）

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#defineLCDLCDDisp_Off0x3e

#defineLCDLCDDisp_On0x3f

#definePage_Add0xb8//页地址

#defineLCDCol_Add0x40//列地址

#defineStart_Line0xC0//行地址

/*****液晶显示器的端口定义*****/

#definedata_oraP0/*液晶数据总线*/

sbitLCDMcs=P2^1;/*片选1*/

sbitLCDScs=P2^2;/*片选2*/

sbitRESET=P2^3;/*复位信号*/

sbitLCDDi=P2^4;/*数据/指令选择*/

sbitLCDRW=P2^5;/*读/写选择*/

sbitLCDEnable=P2^6;/*读/写使能*/

ucharcodeHz_guang[]=

{

/*--文字:

广--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x00,0x00,0xF8,0x08,0x08,0x08,0x08,0x09,0x0E,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x00,0x00,

0x80,0x60,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00

};

ucharcodeHz_xi[]=

{

/*--文字:

西--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x02,0x02,0xE2,0x22,0x22,0xFE,0x22,0x22,0x22,0xFE,0x22,0x22,0xE2,0x02,0x02,0x00,

0x00,0x00,0xFF,0x48,0x44,0x43,0x40,0x40,0x40,0x43,0x44,0x44,0xFF,0x00,0x00,0x00

};

ucharcodeHz_ke[]={/*--文字:

科--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x24,0x24,0xA4,0xFE,0xA3,0x22,0x00,0x22,0xCC,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x08,0x06,0x01,0xFF,0x00,0x01,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0xFF,0x02,0x02,0x02,0x00};

ucharcodeHz_ji[]={/*--文字:

技--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x10,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x90,0x08,0x88,0x88,0x88,0xFF,0x88,0x88,0x88,0x08,0x00,

0x04,0x44,0x82,0x7F,0x01,0x80,0x80,0x40,0x43,0x2C,0x10,0x28,0x46,0x81,0x80,0x00

};

ucharcodeHz_da[]={/*--文字:

大--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0xFF,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,

0x80,0x80,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x03,0x0C,0x10,0x20,0x40,0x80,0x80,0x00

};

ucharcodeHz_xue[]={/*--文字:

学--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x40,0x30,0x11,0x96,0x90,0x90,0x91,0x96,0x90,0x90,0x98,0x14,0x13,0x50,0x30,0x00,

0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x44,0x84,0x7E,0x06,0x05,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00

};

ucharcodeHz_chen[]={/*--文字:

陈--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x00,0xFE,0x22,0x5A,0x86,0x08,0x88,0x68,0x18,0x0F,0xE8,0x08,0x08,0x08,0x08,0x00,

0x00,0xFF,0x04,0x08,0x07,0x20,0x11,0x0D,0x41,0x81,0x7F,0x01,0x05,0x09,0x30,0x00

};

ucharcodeHz_jing[]={/*--文字:

竞--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x20,0x20,0x24,0xA4,0xAC,0xB4,0xA5,0xA6,0xA4,0xB4,0xAC,0xA4,0x24,0x20,0x20,0x00,

0x80,0x80,0x40,0x47,0x24,0x1C,0x04,0x04,0x04,0x7C,0x84,0x87,0x80,0x80,0xE0,0x00

};

ucharcodeHz_xiong[]={/*--文字:

雄--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x00,0x08,0xC8,0x38,0x8F,0x08,0x28,0x10,0xFC,0x4B,0x48,0xF9,0x4A,0x48,0x08,0x00,

0x04,0x23,0x70,0x2C,0x23,0x28,0x70,0x00,0xFF,0x22,0x22,0x3F,0x22,0x22,0x20,0x00

};

ucharcodeHz_tong[]={/*--文字:

通--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x40,0x42,0xCC,0x00,0x00,0xE2,0x22,0x2A,0x2A,0xF2,0x2A,0x26,0x22,0xE0,0x00,0x00,

0x80,0x40,0x3F,0x40,0x80,0xFF,0x89,0x89,0x89,0xBF,0x89,0xA9,0xC9,0xBF,0x80,0x00

};

ucharcodeHz_xin[]={/*--文字:

信--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x00,0x80,0x60,0xF8,0x07,0x00,0x04,0x24,0x24,0x25,0x26,0x24,0x24,0x24,0x04,0x00,

0x01,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0xF9,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0xF9,0x00,0x00

};

ucharcodeHz_1[]={/*--文字:

1--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00

};

ucharcodeHz_0[]={/*--文字:

0--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,

0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};

ucharcodeHz_ban[]={/*--文字:

班--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x84,0x84,0xFC,0x84,0x84,0x00,0xF8,0x00,0xFF,0x00,0x84,0x84,0xFC,0x84,0x84,0x00,

0x10,0x30,0x1F,0x08,0x88,0x42,0x21,0x18,0x07,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00};

ucharcodeHz_wo[]={/*--文字:

我--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x20,0x24,0x24,0x24,0xFE,0x23,0x22,0x20,0x20,0xFF,0x20,0x22,0x2C,0xA0,0x20,0x00,

0x00,0x08,0x48,0x84,0x7F,0x02,0x41,0x40,0x20,0x13,0x0C,0x14,0x22,0x41,0xF8,0x00

};

ucharcodeHz_ai[]={/*--文字:

爱--*/

/*--宋体12;此字体下对应的点阵为：

宽x高=16x16--*/

0x80,0x64,0x2C,0x34,0x24,0x24,0xEC,0x32,0x22,0x22,0x32,0x2E,0x23,0xA2,0x60,0x00,