基于單片機(jī)的LCD顯示終端設(shè)計(jì)技術(shù)研究

王成飛，董明明，樊 釗（.內(nèi)蒙古大學(xué)；.武漢理工大學(xué)）

基于單片機(jī)的LCD顯示終端設(shè)計(jì)技術(shù)研究

王成飛1，董明明1，樊 釗2
（1.內(nèi)蒙古大學(xué)；2.武漢理工大學(xué)）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，我國(guó)工業(yè)發(fā)展也取得了很大的進(jìn)步，在工業(yè)環(huán)境中，工業(yè)生產(chǎn)使用傳統(tǒng)的LCD顯示技術(shù)已經(jīng)過于落后，因此需要一種新型的技術(shù)即基于單片機(jī)的LCD顯示終端，其硬件系統(tǒng)主要是微處理機(jī)、字庫、臨時(shí)緩沖區(qū)、通信電路、復(fù)位等組成，本文就基于單片機(jī)LCD顯示終端的硬件與軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行具體的分析，希望能為以后該方面的工作提供一些幫助。

單片機(jī)；LCD顯示；終端設(shè)計(jì)；研究

1　基于單片機(jī)LCD顯示終端的功能設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)LCD的顯示終端設(shè)計(jì)，是為了在新的工業(yè)環(huán)境中適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的新需要，因此在設(shè)計(jì)基于單片機(jī)LCD的顯示終端的時(shí)候，要具備下列功能：第一，基于單片機(jī)的LCD顯示終端在與控制部分結(jié)合在一起，就能組成一個(gè)合理的系統(tǒng)。通過單片機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，然后由LCD終端來接收與發(fā)送指令，并且為了能夠保證工業(yè)生產(chǎn)的需要，在進(jìn)行LCD終端顯示模塊設(shè)計(jì)時(shí)可以利用單色可顯示漢字屏。第二，基于單片機(jī)的LCD顯示終端需要有一定的顯示功能，就需要LCD顯示終端具有外接圖形點(diǎn)陣的存儲(chǔ)芯片，技術(shù)人員要十分重視這項(xiàng)提供服務(wù)的能力。第三，在設(shè)計(jì)基于單片機(jī)LCD顯示終端的時(shí)候，技術(shù)人員要保證LCD有緩沖區(qū)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程控制指令的執(zhí)行和更新，在LCD終端運(yùn)行時(shí)，遠(yuǎn)程指令有不確定性存在，對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行了設(shè)置后就能預(yù)防終端中信息涌入時(shí)帶來的不好影響。第四，在基于單片機(jī)LCD顯示終端的設(shè)計(jì)時(shí)，可以引入多任務(wù)處理機(jī)制，保證LCD顯示終端能夠同時(shí)執(zhí)行多項(xiàng)功能，如果LCD終端具備了這項(xiàng)功能就對(duì)系統(tǒng)中模塊的開發(fā)有很好的效果。

2　基于單片機(jī)LCD顯示終端的硬件設(shè)計(jì)

2.1譯碼電路與LCD顯示模塊的設(shè)計(jì)。在LCD顯示終端系統(tǒng)中，主要的硬件有：譯碼電路、字庫、單片機(jī)、LCD顯示模塊、緩沖區(qū)、復(fù)位等等，其中最主要的就是單片機(jī)，在基于單片機(jī)LCD顯示終端系統(tǒng)中，核心部分是單片機(jī)，這種型號(hào)的單片機(jī)包括了256B的隨機(jī)存儲(chǔ)器空間與8KB的只讀存儲(chǔ)器空間，這樣基本上可以滿足LCD顯示終端的要求，應(yīng)用邏輯編程器件可以在RTX51的操作系統(tǒng)中得到很好的進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地址的譯碼，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，應(yīng)用基于單片機(jī)LCD顯示終端的信息較為簡(jiǎn)單，只需要用一塊單色的320×240分辨率的LCD模塊來滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。對(duì)顯示終端低功耗的設(shè)計(jì)主要是在主程序中進(jìn)行，讓CPU進(jìn)入低功耗的模式中由顯示終端接收主控制器發(fā)來的數(shù)據(jù)與指令，然后用中斷來喚醒這樣使CPU就處于休眠的狀態(tài)，CPU的工作大多都在服務(wù)程序中來完成，當(dāng)它完成了終端服務(wù)之后才能夠進(jìn)入到低功耗模式中。

2.2LCD字庫與緩沖區(qū)的設(shè)計(jì)。在單片機(jī)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)的字庫需要有一定存儲(chǔ)量的芯片，來實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)點(diǎn)陣漢字庫的存儲(chǔ)，但是在LCD顯示終端設(shè)計(jì)的時(shí)候，利用這種芯片的存儲(chǔ)容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了單片機(jī)的直接尋址范圍，因此為了保證LCD終端系統(tǒng)中的字庫都能進(jìn)行正常訪問，就需要在設(shè)計(jì)硬件的時(shí)候從單片機(jī)進(jìn)行芯片模擬擴(kuò)展，可以應(yīng)用地址轉(zhuǎn)換使用單片機(jī)的I/O端口來實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)換器的控制，在設(shè)計(jì)緩沖區(qū)的過程中技術(shù)人員應(yīng)該采用靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)。通常一個(gè)漢字字模數(shù)據(jù)格式為上半部16×8下半部16×8的形式，因此在漢字顯示設(shè)置地址的時(shí)候，顯示的是漢字后16個(gè)字節(jié)就在當(dāng)前地址基礎(chǔ)上加1，在每次顯示數(shù)據(jù)與指令的時(shí)候都需要查看一下模塊的當(dāng)前工作狀態(tài)，滿足了條件才能往下進(jìn)行。顯示終端的主要作用是從主控制器接收信息，然后考慮終端工作的環(huán)境使用有線或者無限通訊方式，顯示終端是接收的功能在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)需要給出一定的回復(fù)。

2.3通信電路與復(fù)位部分的設(shè)計(jì)。在基于單片機(jī)的LCD顯示終端設(shè)計(jì)過程中，對(duì)通信電路的設(shè)計(jì)就是進(jìn)行遠(yuǎn)程控制端的通信，通過對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行發(fā)送來接收遠(yuǎn)程控制指令，但是在此過程中單片機(jī)不能與計(jì)算機(jī)直接連接，而是需要一定的設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在本系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)換設(shè)備是RS-485芯片實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，對(duì)復(fù)位部分的設(shè)計(jì)主要是在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候或者死機(jī)的情況下可以發(fā)揮出一定的作用。

3　基于單片機(jī)LCD顯示終端的軟件設(shè)計(jì)

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，基于單片機(jī)LCD顯示終端的軟件設(shè)計(jì)就是應(yīng)用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的有效控制。同時(shí)，該系統(tǒng)屬于實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)現(xiàn)的功能能夠?qū)浖M(jìn)行分解，其中主要包括內(nèi)核初始化、系統(tǒng)初始化、操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)度以及遠(yuǎn)程控制指令等。（一）系統(tǒng)初始化的設(shè)計(jì)。在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，根據(jù)使用原則軟件在執(zhí)行任務(wù)時(shí)應(yīng)該從0號(hào)開始，因此系統(tǒng)中的0號(hào)任務(wù)就成為系統(tǒng)的初始化任務(wù)，在LCD終端系統(tǒng)中，如果多項(xiàng)任務(wù)被同時(shí)執(zhí)行，會(huì)出現(xiàn)很好的RAM需求。完成了對(duì)0號(hào)任務(wù)的執(zhí)行后，系統(tǒng)會(huì)處于空閑的狀態(tài)。

4　結(jié)束語

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技水平的不斷提高，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用基于單片機(jī)的LCD顯示終端系統(tǒng)成為普遍現(xiàn)象，該系統(tǒng)可以有效、及時(shí)的對(duì)遠(yuǎn)程控制端的指令進(jìn)行編譯與顯示，從而使人們能對(duì)當(dāng)前生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行掌握，實(shí)現(xiàn)任務(wù)的成功執(zhí)行，并且這種終端系統(tǒng)的應(yīng)用成本較低且有著極高的可靠性與穩(wěn)定性，是適應(yīng)新的工業(yè)生產(chǎn)要求最好的系統(tǒng)之一，在工業(yè)生產(chǎn)過程中也發(fā)揮著巨大的作用，相信未來基于單片機(jī)的LCD顯示終端設(shè)計(jì)技術(shù)會(huì)有更好的發(fā)展。

［1］王連君.基于單片機(jī)的LCD顯示終端設(shè)計(jì).《硅谷》.2014年6期

［2］陳素華，王國(guó)志.基于單片機(jī)的LCD顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).《許昌學(xué)院學(xué)報(bào)》.2010年5期

王成飛，出生年份1992.11.23，性別男， 民族漢族，籍貫 內(nèi)蒙古烏蘭察布，學(xué)歷，本科在讀，專業(yè)自動(dòng)化，

董明明，出生年份1994.10.30，性別男，民族漢族，籍貫 內(nèi)蒙古呼倫貝爾，學(xué)歷，本科在讀，專業(yè)自動(dòng)化，

樊釗，出生年份1993.08.02，性別男，民族漢族，籍貫 河北省石家莊市，學(xué)歷，本科在讀，專業(yè)電氣自動(dòng)化

Research on design technology of LCD display terminal based on single chip microcomputer

Wang Chengfei1，Dong Mingming1，Zhao Fan2
（1.Inner Mongolia University；2.Wuhan University of Technology，WUT）

With the progress and development of the social economy in our country，development of industry of our country also made great progress，in the industrial environment，the industrial production using the traditional LCD display technology has been too far behind，so we need a kind of new technology that based on MCU LCD display terminal， the hardware system is mainly micro processor， font，a temporary buffer，communication circuit，reset.In this paper，based on single-chip LCD display terminal hardware and software design for a specific analysis，hope to provides some help for the work.

single chip microcomputer；LCD display；terminal design；research