51单片机汉字式LCD滚动字幕

毕业设计（论文）

学 生 姓 名： 专 业： 系 部： 设计(论文)题目： 指 导 教 师:

2014年 6 月 7 日

学 号： 应用电子技术 电子工程学院

51单片机的汉字式LCD滚动显示

吴

摘要

随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来

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的方便也是不可否定的，其中单片机的汉字式LCD显示就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

本文论述了由单片机控制的LCD汉字滚动显示系统的基本原理，并阐述了运用Proteus软件实现系统的设计与仿真以及该系统所应用的领域。 关键词：单片机 Protues keiluVision

目录

目录 ............................................................................................................................................................................2 第一章 概述 ............................................................................................................................................................5

1.1选题背景 ......................................................................................................................................................5

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1.2选题的应用 ..................................................................................................................................................5 第二章 基础知识 ......................................................................................................................................................5

2.1单片机的介绍 ..............................................................................................................................................5

2.1.1单片机的定义 ...................................................................................................................................5 2.1.2单片机的特点 ...................................................................................................................................6 2.1.3单片机的分类 ...................................................................................................................................6 2.1.4应用领域 ...........................................................................................................................................6 2.1.5发展趋势 ...........................................................................................................................................6 2.2芯片AT89C51介绍 .....................................................................................................................................7

2.2.1 AT89C51的定义 ...............................................................................................................................7 2.2.2 AT89C51的主要特性 .......................................................................................................................7 2.2.3 AT89C51的引脚功能及引脚图 .......................................................................................................7 2.3LCD的介绍 ..................................................................................................................................................9

2.3.1LCD的定义 .......................................................................................................................................9 2.3.2作用 ...................................................................................................................................................9 2.3.3 LCD的分类 ......................................................................................................................................9 2.3.4 LCD的特点 ....................................................................................................................................10 2.3.5 LCD显示器的工作原理 ................................................................................................................10 2.3.6 技术参数 ........................................................................................................................................ 11

第三章 方案总体设计 ..........................................................................................................................................13

3.1设计要求 ....................................................................................................................................................13 3.2 设计思路 ...................................................................................................................................................14 3.3设计整体框图 ............................................................................................................................................13 3.4硬件电路的设计 ........................................................................................................................................14

3.4.1时钟电路的设计 .............................................................................................................................14 3.4.2复位电路的设计 .............................................................................................................................15 3.4.3 电源电路的设计 ............................................................................................................................16

第四章 软件程序实现 ..........................................................................................................................................17

4.1Protues软件的介绍与使用 ........................................................................................................................17

4.1.1Protues软件的介绍 .........................................................................................................................17 4.2 Keil uVision2软件的介绍与使用 .............................................................................................................17

4.2.1Keil uVision2软件的介绍 ...............................................................................................................17 4.2.2 Keil uVision2软件的使用 ..............................................................................................................17 4.3电路功能仿真 ............................................................................................................................................18 4.4系统的调试及运行 ....................................................................................................................................18

4.4.1调试步骤 .........................................................................................................................................18 4.4.2运行结果 .........................................................................................................................................19 4.5调试过程中出现的问题 ............................................................................................................................19 总结 ..........................................................................................................................................................................20 致谢 ..........................................................................................................................................................................21 参考文献 ..................................................................................................................................................................22 附录一 程序源代码 ................................................................................................................................................22

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第一章 概述

1.1选题背景

随着新科技不断涌现，广告牌的模式和设计也日新月异，广告牌已由传统的手绘图纸形式向数学式转变，传统的广告牌都是固定的汉字，并且长时间用会退色，使汉字模糊难以辨认，这给我们生活带来很大的不方便，尤其是到晚上传统广告牌就失去了作用，因此此时数字广告牌孕育而生，甚至超过了传统广告牌成为了一道美丽的街景。现如今，无论是国内还是国外，不论是大型的广告牌还是小型的广告牌，在设计上越来越讲究它的自动化和美观性。因此研究这个课题具有很大的现实意义。 1.2选题的应用

LCD显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括证劵交易、金融信息显示、机场船班动态信息显示、港口和车站旅客引导信息显示、体育场馆信息显示、道路交通信息显示、调度指挥中心信息显示、邮政和电信商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示，是一个很好的广告媒体。

第二章 基础知识

2.1单片机的介绍 2.1.1单片机的定义

单片机是单片微型计算机（SINGLE CHIP MICROCOMPUTER）的简称。所谓单片机，通俗来

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讲，就是把中央处理器CPU(CENTRAL PROCESSING UNIT)、存储器（MEMORY）、定时器、I/O（INPUT/OUTPUT）接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机特别适和于控制领域，故又称为微控制器MCU（MICRO CONTROL UNIT）。单片机只要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。 2.1.2单片机的特点

(1)单片机具有独立的指令系统，可以将我们的设计思想充分体现出来，是产品智能化。 (2)系统配置以满足控制对象的要求为出发点，使得系统具有较高的性能价格比。

(3)应用系统通常将程序驻留在片外（内）ROM中，抗干扰能力强，可靠性高，使用方便。 (4)单片机本身不具有开发能力，一般需借助专用的开发工具进行系统开发和调试，最终形成的产品简单实用，成本低，效益高。

(5)利用系统所用存储器芯片或利用掩膜式生产，便于批量生产和应用。

(6)由于系统小巧玲珑，控制功能强，体积小，便于嵌入被控设备中，大大推动了产品的智能化。

2.1.3单片机的分类

（1）4位单片机： 功能简单、体积小、功耗低、价格便宜、可靠性高。它主要用于家电和电子玩具。

（2）8位单片机： 在我国目前使用最多的8位单片机型为MCS-51系列。8位单片机功能强、品种多、价格低廉，广泛用于各个领域。

（3）16位单片机： 16位单片机由1982它年开始推出，已有很大发展，但目前，它的产量还远远低于8位单片机，它的应用还不十分广泛，主要用于较复杂的系统和设备中，如控制系统等。 （4）、32位单片机：32位单片机已经进入实用阶段其价格较高、功能较完善，主要用于复杂的智能仪器设备及控制系统等方面。 2.1.4应用领域

由于单片机体积小、价格低、可靠性高、适用面宽、有其本身的指令系统等诸多优势，在各个领域、各个行业都得到了广泛的应用。单片机的应用领域可归纳为以下几个方面: (1)在智能仪器表上的应用。 (2)在家用电器上的应用。

(3)在计算机网络和通信领域中的应用。 (4)单片机在应用设备领域中的应用。 (5)在各种大型机器中的模块化应用。 2.1.5发展趋势

微型计算机技术发展正趋于两个方向，一是以系统机为代表的通用计算机，致力于提高极端机的运算速度，实现海量高速数据处理；二是以单片机为代表的嵌入式专用计算机，致力于计算机控制功能的片内集成，在满足嵌入式对象的测控需求的同时兼顾处理数据。 (1)低功耗CMOS化

在许多应用场合，单片机不仅要体积小，而且还需要低电压，低功耗。因此，制造单片机时普遍采用CMOS工艺，并设有空闲和掉电两种工作方式。

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(2)微型单片机

现在许多单片机都具有多种多种封装形式，其中SMD（表面封装）越来越受欢迎，使得单片机构成的系统正朝微型化方向发展。 (3)主流与多种品种共存

现在虽然单片机的品种繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，而其他有些公司的单片机产量与日俱增以其低价质优的优势，占据了一定的市场份额。在一定时期内，这种情形将得以延续，将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成和共同发展的道路。 (4)功能更强大

今后单片机的体积会愈来愈小，功能会愈来愈完善，功耗会愈来愈低。它以嵌入的方式存在于应用系统中，使系统更具灵活性，对工业、医疗、国防和日常生活等均将产生深远的影响。

2.2芯片AT89C51介绍 2.2.1 AT89C51的定义

AT89C51 是一种带 4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory） 的 低 电 压 、 高 性 能 CMOS 8 位微处理器， 该器件采用 ATMEL 高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。 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器。 2.2.2 AT89C51的主要特性

与MSC-51兼容；4K字节可编程FLASH存储器；1000写/擦循环的寿命；10年数据的保留时间；0HZ-24MHZ的全静态工作；三级程序存储器锁定；128 8位内部RAM;32可编程I/O线；两个16位定时器/计数器;5个中断源；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式；片内振荡器和时钟电路。 2.23AT89C51的标准功能

字节 Flash， 8k 256 字节 RAM， 位 I/O 口线， 32 看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中 断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89C51 可降至 0Hz 静态 逻辑操作， 支持 2 种软件可选择节电模式。 空闲模式下， 停止工作， CPU 允许 RAM、 定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振 荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

2.2.3 AT89C51的引脚功能及引脚图

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图1 AT89C51的引脚图

VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口(P0.1-P0.7)：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P0 口的管 脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为 数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口： 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， 口缓冲器能接收输出 4TTL P1 P1 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时， 将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接 收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作 为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于 外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出 地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出 其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。 当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（记时器 0 外部输入） P3.5 T1（记时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字 节。在

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FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输 出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目 的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才 起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两 次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管 是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电 平时， 此间内部程序存储器。 FLASH 编程期间， 在 此引脚也用于施加 12V 编程电源 （VPP） 。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。 XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内 振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2 应 不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 2.3LCD的介绍 2.3.1LCD的定义

LCD 液晶显示器是 Liquid Crystal Display 的简称，LCD 的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。现在LCD已经代替CRT成为主流，价格也已经下降很多，并充分的普及。 2.3.2作用

LCD主要应用于电脑的显示屏，随着电子技术的发展越来越多的手写手机也大量使用LCD做显示屏，还有一些广告牌、标语栏等也都用LCD来显示。 2.3.3 LCD的分类

（1）段码式显示和点阵式显示。段码是最早最普通的显示方式，比如计算器，电子表这些。自从有了MP3，就开发了点阵式，如MP3，手机屏，数码相框这些高档消费品。

（2）液晶显示器按照控制方式不同可分为被动矩阵式LCD及主动矩阵式LCD两种。 被动矩阵式LCD:

被动矩阵式LCD在亮度及可视角方面受到较大的限制，反应速度也较慢。由于画面质量方面的问题，使得这种显示设备不利于发展为桌面型显示器，但由于成本低廉的因素，市场上仍有部分的显示器采用被动矩阵式LCD。被动矩阵式LCD又可分为TN-LCD(Twisted Nematic-LCD，扭曲向列LCD)、LCD (Super TN-LCD，超扭曲向列LCD)和DSTN-LCD(Double layer STN-LCD，双层超扭曲向列LCD)。 主动矩阵式LCD:

目前应用比较广泛的主动矩阵式LCD，也称TF-LCD (Thin Film Transistor-LCD，薄膜晶体管LCD)。液晶显示器是在画面中的每个像素内建晶体管，可使亮度更明亮、色彩更丰富及更宽广的可视面积。与CRT显示器相比，LCD显示器的平面显示技术体现为较少的零件、

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占据较少的桌面及耗电量较小，但CRT技术较为稳定成熟。 2.3.4 LCD的特点 （1）低压微功耗 （2）平板型结构

（3）被动显示型(无眩光，不刺激人眼，不会引起眼睛疲劳) （4）显示信息量大(因为像素可以做得很小) （5）易于彩色化(在色谱上可以非常准确的复现) （6）无电磁辐射(对人体安全，利于信息保密)

（7）长寿命(这种器件几乎没有什么劣化问题，因此寿命极长，但是液晶背光寿命有限，不过背光部分可以更换)

2.3.5 LCD显示器的工作原理

从液晶显示器的结构来看，无论是笔记本电脑还是桌面系统，采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。LCD由两块玻璃板构成，厚约1mm，其间由包含有液晶材料的5μm均匀间隔隔开。因为液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管，而在液晶显示屏背面有一块背光板（或称匀光板）和反光膜，背光板是由荧光物质组成的可以发射光线，其作用主要是提供均匀的背景光源。

背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万液晶液滴的液晶层。液晶层中的液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。

液晶显示技术也存在弱点和技术瓶颈，与CRT显示器相比亮度、画面均匀度、可视角度和反应时间上都存在明显的差距。其中反应时间和可视角度均取决于液晶面板的质量，画面均匀度和辅助光学模块有很大关系。

对于液晶显示器来说，亮度往往和他的背板光源有关。背板光源越亮，整个液晶显示器的亮度也会随之提高。而在早期的液晶显示器中，因为只使用2个冷光源灯管，往往会造成亮度不均匀等现象，同时明亮度也不尽人意。一直到后来使用4个冷光源灯管产品的推出，才有很大的改善。

信号反应时间也就是液晶显示器的液晶单元响应延迟。实际上就是指的液晶单元从一种分子排列状态转变成另外一种分子排列状态所需要的时间，响应时间愈小愈好，它反应了液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即屏幕由暗转亮或由亮转暗的速度。响应时间越小则使用者在看运动画面时不会出现尾影拖拽的感觉。有些厂商会通过将液晶体内的导电离子浓度降低来实现信号的快速响应，但其色彩饱和度、亮度、对比度就会产生相应的降低，甚至产生偏色的现象。这样信号反应时间上去了，但却牺牲了液晶显示器的显示效果。有些厂商采用的是在显示电路中加入了一片IC图像输出控制芯片，专门对显示信号进行处理的方法来实现的。IC芯片可以根据VGA输出显卡信号频率，调整信号响应时间。由于没有改变液晶体的物理性质，因此对其亮度、对比度、 色彩饱和度都没有影响，这也是为什么华硕、三

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星、LG等技术型厂商的液晶产品画面效果更好的原因，但是这种方法的制造成本也相对较高。

由上便可看出，液晶面板的质量并不能完全代表液晶显示器的品质，没有出色的显示电路配合，再好的面板也不能做出性能优异的液晶显示器。随着LCD产品产量的增加、成本的下降，液晶显示器会大量普及。 2.3.6 技术参数

(1)对比度

LCD制造时选用的控制IC、滤光片和定向膜等配件，与面板的对比度有关，对一般用户而言，对比度能够达到350:1就足够了，但在专业领域这样的对比度平还不能满足用户的需求。相对CRT显示器轻易达到500：1甚至更高的对比度而言，只有高档液晶显示器才能达到这样如此程度。市场上三星、华硕、LG等一线品牌如今的LCD显示器均可以达到1000：1对比度这一级别，但是由于对比度很难通过仪器准确测量，所以挑的时候还是要自己亲自去看才行。

(2)亮度

LCD是一种介于固态与液态之间的物质，本身是不能发光的，需借助要额外的光源才行。因此，灯管数目关系着液晶显示器亮度。最早的液晶显示器只有上下两个灯管，发展到现在，普及型的最低也是四灯，高端的是六灯。四灯管设计分为三种摆放形式：一种是四个边各有一个灯管，但缺点是中间会出现黑影，解决的方法就是由上到下四个灯管平排列的方式，最后一种是“U”型的摆放形式，其实是两灯变相产生的两根灯管。六灯管设计实际使用的是三根灯管，厂商将三根灯管都弯成“U”型，然后平行放置，以达到六根灯管的效果。

提示：亮度也是一个比较重要的指标，越亮的液晶给人很远一看，就从一排液晶墙中脱颖而出，我们在CRT中经常见到的高亮技术（优派叫高亮，飞利浦叫显亮，明基叫锐彩）都是通过加大阴罩管的电流，轰击荧光粉，产生更亮的效果，这样的技术，一般是以牺牲画质，和显示器的寿命来换取的，所有采用此类技术的产品在缺省状态下都是普亮的，总要按个钮才能实行，按一下3X亮玩游戏;再按一变成5X亮看影碟，仔细一看都变糊了，要看文本还得老实的回到普通的文本模式，这样的设计其实就是让大家不要常用高亮．LCD显示亮度的原理和CRT不一样，他们是靠面板后面的背光灯管的亮度来实现的．所以灯管要设计的多，发光才会均匀．早期卖液晶时和别人说液晶是三根已是很牛的事了，但当时奇美CRV，就搞出了一个六灯管技术，其实也就是把三管弯成了”U”型，变成了所谓的六根；这样的六灯管设计，加上灯管发光本身就很强，面板就看到很亮，这样的代表作在优派中以VA712为代表；但所有高亮的面板都会有一个致命伤，屏会漏光，这个术语一般人很少提及，编者个人认为他很重要，漏光是指在全黑的屏幕下，液晶不是黑的，而是发白发灰．所以好的液晶不要一味的强调亮度，而是要多强调对比度，优派的VP和VG系列就是不讲亮度，讲对比度的产品！

(3)信号响应时间

响应时间指的是液晶显示器对于输入信号的反应速度，也就是液晶由暗转亮或由亮转暗的反应时间，通常是以毫秒（ms）为单位。要说清这一点我们还要从人眼对动态图像的感知谈起。人眼存在“视觉残留”的现象，高速运动的画面在人脑中会形成短暂的印象。动画片、电影等一直到现在最新的游戏正是应用了视觉残留的原理，让一系列渐变的图像在人眼前快速连续显示，便形成动态的影像。人能够接受的画面显示速度一般为每秒24张，这也是电影

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每秒24帧播放速度的由来，如果显示速度低于这一标准，人就会明显感到画面的停顿和不适。按照这一指标计算，每张画面显示的时间需要小于40ms。这样，对于液晶显示器来说，响应时间40ms就成了一道坎，低于40ms的显示器便会出现明显的画面闪烁现象，让人感觉眼花。要是想让图像画面达到不闪的程度，则就最好要达到每秒60帧的速度。 我用一个很简单的公式算出相应反应时间下的每秒画面数如下： 响应时间30ms=1/0.030=每秒约显示 33 帧画面 响应时间25ms=1/0.025=每秒约显示 40 帧画面 响应时间16ms=1/0.016=每秒约显示 63 帧画面 响应时间12ms=1/0.012=每秒约显示 83 帧画面 响应时间8ms=1/0.008=每秒约显示 125 帧画面 响应时间4ms=1/0.004=每秒约显示 250 帧画面 响应时间3ms=1/0.003=每秒约显示 333 帧画面 响应时间2ms=1/0.002=每秒约显示 500 帧画面 响应时间1ms=1/0.001=每秒约显示1000 帧画面

提示：通过上面的内容我们了解到了响应时间与画面帧数的关系。由此看来响应时间是越短越好。当时液晶市场刚启动时响应时间最低的接受范围是35ms，主要是以EIZO为代表的产品，后来明基的FP系列推出来到25毫秒，从33帧到40帧基本上感觉不出来，真正有质的变化是16MS，每秒显示63帧，以能应付电影，一般游戏的要求，所以到现在为止16MS也不算过时，随着面板技术的提高，明基和优派就开始了速度之争，优派从8MS，4毫秒一直发布到1MS，可以说1MS是LCD速度之争的终节者。对于游戏发烧友来说快1MS就意味意CS的枪法会更准，至少是心理上是这样的，这样的客户就要推荐VX系列显示器．但大家销售时要注意灰度响应，全彩响应的文字区别，有时可能灰阶8MS和全彩5MS说的是一个意思，就和我们以前卖CRT时，我们说点距是.28，LG就非要说他的是.21，水平点距却忽略不谈，其实两面者说的是一个意思，现在近期LG又搞出来一个锐度达1600:1，这也是一个概念的炒作，大家用的屏基本上就哪几家，哪会只有LG一家做到1600:1，而大家都停留在450：1的水平呢？一说消费者就明折了锐度和对比度的意思了，好比是AMD的PR值一样，没有实质意义。

（4）可视角度

LCD的可视角度是一个让人头疼的问题，当背光源通过偏极片、液晶和取向层之后，输出的光线便具有了方向性。也就是说大多数光都是从屏幕中垂直射出来的，所以从某一个较大的角度观看液晶显示器时，便不能看到原本的颜色，甚至只能看到全白或全黑。为了解决这个问题，制造厂商们也着手开发广角技术，到目前为止有三种比较流行的技术，分别是：TN+FILM、IPS(IN-PLANE -SWITCHING)和MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT)。

TN＋FILM这项技术就是在原有的基础上，增加一层广视角补偿膜。这层补偿膜可以将可视角度增加到150度左右，是一种简单易行的方法，在液晶显示器中大量的应用。不过这种技术并不能改善对比度和响应时间等性能，也许对厂商而言，TN+FILM并不是最佳的解决方案，但它的确是最廉价的解决方法，所以大多数台湾厂商都用这种方法打造15寸液晶显示器。

IPS(IN-PLANE -SWITCHING，板内切换)技术，号称可以让上下左右可视角度达到更大的170度。IPS技术虽然增大了可视角度，但采用两个电极驱动液晶分子，需要消耗更大的电量，

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这会让液晶显示器的功耗增大。此外致命的是，这种方式驱动液。晶分子的响应时间会比较慢。

MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT，多区域垂直排列)技术，原理是增加突出物来形成多个可视区域。液晶分子在静态的时候并不是完全垂直排列，在施加电压后液晶分子成水平排列，这样光便可以通过各层。MVA技术将可视角度提高到160度以上，并且提供比IPS和TN+FILM更短的响应时间。这项技术是富士通公司开发的，目前台湾奇美（在大陆奇丽是奇美的子公司）和台湾友达获得授权使用此技术。优派的VX2025WM即是此类面板的代表作，水平，垂直可视角度均为175度，基本无视觉死角，并且还承诺无亮点;可视角度分为平行和垂直可视角度，水平角度是以液晶的垂直中轴线为中心，向左和向右移动，可以清楚看到影像的角度范围。垂直角度是以显示屏的平行中轴线为中心，向上和向下移动，可以清楚看到影像的角度范围。可视角度以“度”为单位，目前比较常用的标注形式是直接标出总水平、垂直范围，如：150/120度，目前最低的可视角度为120/100度（水平/垂直），低于这个值则不能接受，最好能达到150/120度以上。

国内电脑市场各种品牌的纯平显示器之间强烈的竞争，各个商家都想在纯平这块大蛋糕上分得最大的份额。而当人们像当初搬15英寸显示器一样把纯平买回家后。我们不仅要问：下一代显示器的热点是什么呢？矛头直指液晶显示器。液晶显示器具有图像清晰精确、平面显示、厚度薄、重量轻、无辐射、低能耗、工作电压低等优点。

第三章 方案总体设计

3.1设计要求 （1）可以发光；

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（2）可以滚动；

（3）可以用电脑改变汉字； 3.2 设计思路

本设计包括硬件和软件设计两个部分。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。处理器采用51系列单片机AT89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。 3.3设计整体框图

外围电路 复位电路 LCD显示器 单片机 电源电路 编译程序 AT89C51 图2设计整体框图

3.4硬件电路的设计 3.4.1时钟电路的设计

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us[5]。如图3.31所示为时钟电路。

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图3时钟电路

3.4.2复位电路的设计

复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后， 在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作[6]。例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us[7]。本设计采用的是外部手动按键复位电路。如图3.32示为复位电路。

图4复位电路

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3.4.3 电源电路的设计

图5电源电路

如图5通过USB接口给整个电路提供+5V的电压驱动电路。当开关S1闭合，LED灯DS1发光，表示电路供电。

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第四章 软件程序实现

4.1Protues软件的介绍与使用 4.1.1Protues软件的介绍

ProteusISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运用于Windows操作系统，可以仿真、分析、各种模拟器件和集成电路。该软件的特点是： (1)实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相集合。 (2)支持主流单片机系统的仿真。 (3)提供软件调试功能。

（4）具有强大的原理图绘制功能。

总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一体的仿真软件，功能及其强大。 4.2 Keil uVision2软件的介绍与使用 4.2.1Keil uVision2软件的介绍

Keil单片机集成开发软件是目前最流行的MCS-51单片机开发软件，Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理及一个功能强大的仿真调试器在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVisoin2）将这些部分组合在一起。掌握这一软件的使用对于使用51系列单片机的爱好者来说是十分必要的，使用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。 4.2.2 Keil uVision2软件的使用

输入源程序 → 新建工程 → 工程详细设置 → 源程序编译得到目标代码文件。 第一步： 双击Keil uVision2的桌面快捷方式，启动Keil集成开发开发软件。 第二步： 新建文本编辑窗。点击工具栏上的新建文件快捷按键，即可在项目窗口的右侧打开一个新的文本编辑窗。

第三步：输入源程序。在新的文本编辑窗中输入汇编语言程序。

图5输入源程序

第四步：保存源程序。保存文件时必须加上文件的扩展名，如果你使用汇编语言编程，那么保存时文件的扩展名为“.asm”，如果是C语言程序，文件的扩展名使用“*.C ”。注：第3步和第4步之间的顺序可以互换，即可以先输入源程序后保存，也可以先保存后输入源程序

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第五步：新建立Keil工程。，点击 \工程\→ \\命令，将出现保存对话在保存工程对话框中输入你的工程的文件名，Keil工程默认扩展名\，输入名称后保存，将出现\选择设备\对话框，在对话框中选择CPU的型号。

第六步：选择CPU型号。为工程选择CPU型号，本新建工程选择了ATMEL公司的AT89C51单片机。

第七步：加入源程序到工程中。在选择好CPU型号后，点击\确定\按钮返回主界面，此时可见到工程管理窗中出现“Target 1”，点击“Target 1”前面的“＋”号展开下一层的“Source Group 1”文件夹，此时的新工程是空的，“Source Group 1”文件夹中什么文件都没有，必须把刚才输入的源程序加入到工程当中。右击工程管理窗中的“Source Group 1”，出现下拉菜单，点击“增加文件到组'Source Group 1'”命令，将出现添加文件对话框。 第八步：工程目标'Target 1'属性设置。如下图7所示，在工程项目管理窗中的\1\文件夹上右击，出现下拉菜单，点击“目标'Target 1'属性”命令，就进入目标属性设置界面。

第九步：我们已经完成了从源程序输入、工程建立、工程详细设置的工作，接下来我们在文本编辑窗中继续输入或修改我们的源程序，使程序实现我们的目标，在检查程序无误后保存工程。

4.3电路功能仿真

在PROTUES绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTUES的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。 4.4系统的调试及运行 4.4.1调试步骤

（1）打开protues软件，按上面的设计图选取元件并连线完成上面所示的数字钟电路原理图。

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（2）通过菜单“Source—Add/Remove Source Files?”，新建源程序文件：Cyuyan.ASM。 （3）通过菜单“Source—Cyuyan.ASM”，打开protues软件提供的文本编辑器SRCEDIT，在其中编辑数字钟的源程序，程序编辑好后，单击保存按钮存入文件Cyuyan.ASM中。

（4）通过菜单“Source—Build All”编译源程序，生成目标代码文件Cyuyan.HEX。如编译失败，对程序修改调试直至编译成功。另外，目标代码文件也可以通过其他的软件(如keil软件等单片机软件)编译获得。

（5）加载目标代码文件：先右击，再左击AT89C51单片机，即打开单片机属性窗口，在“Program File”栏中添加上面编译好的目标代码文件Cyuyan.HEX；在“Clock Frequency”栏中输入晶振频率12MHz。

（6）单击左下方的按钮，启动仿真 4.4.2运行结果

4.5调试过程中出现的问题

（1）首先是软件安装问题，首次接触这个软件就在安装上出现了问题。 （2）接触该软件后，对其操作不是很熟悉，导致速度减慢。 （3）该软件编译目标文件时，出现编译错误。

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总结

本设计系统采用了美国ATMEL公司生产的单片机AT89C51芯片。以及其它常用芯片如：SMG12864A、AMPIRE128×64等来设计LCD汉字滚动显示电路，实现了汉字的滚动和显示。本系统具有易安装检测、软件功能完善，工作可靠、准确度高等优点。这次毕业设计给我的感受很深刻，使我第一次系统全面的回顾了大学三年所有的课程：模拟电路、数字电路、编程、电子EDA等等。从中我还体会到了所学理论知识的重要性：知识掌握得越多，设计得就更全面、更顺利、更好。再有学会了怎样查阅资料和利用工具书。由于一个人不可能什么都学过，什么都懂，更加不可能一学就通，因此，当你在设计过程中需要用一些不曾学过的东西时，就要去有针对性地查找资料。在设计过程中，通过大量的查阅资料，认真研究教材，对单片机有了更为深刻的理解，在设计软件时，须仔细的分析硬件电路，画出程序流程图，按着各部分模块编写程序。毕业设计培养了我严肃认真和实事求是的科学态度和吃苦耐劳的精神以及严谨的作风，提高了自身的交流沟通和团体协作能力。这些对我以后的工作都非常有帮助的。

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致谢

此次设计是在朱俊老师的悉心指导下完成的。导师为论文课题的研究提出了许多指导性的意见，为论文的撰写、修改提供了许多具体的指导和帮助。通过此次设计，一方面让我认识到自己的不足，发现了学习中的错误之处；另一方面又积累丰富的知识，吸取别人好的方法和经验，增强对复杂问题的解决能力，摸索出一套解决综合问题的方法，为自己以后的工作和学习打下坚实的基础。再一方面也加强了我和老师的交流，认识到知识的渊博度。经过这次的努力，使我顺利的完成了毕业设计。这份毕业设计既是对过去三年所学知识的总结，又是自己知识的积累，也大大加深了对单片机技术的了解。鉴于本人所学知识有限，经验不足，又是初次研究这种复杂的设计，在此过程中难免存在一些错误和不足之处，恳请各位老师给予批评和指正。

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参考文献

[1] 张永格 何乃味 单片机C语言应用技术与实践 北京交通大学出版社 2009 [2] 谭浩强 C语言程序设计 清华大学出版社2008

[3] 张玉莲 传感器与自动检测技术（第2版） 机械工业出版社2012 [4] 胡宴如 耿苏燕 模拟电子技术基础 （第2版） 高等教育出版社2004 [5] 刘卫国 程序设计与应用（第二版） 高等教育出版社2006

[6] 叶建波 电路设计与制版技术 清华大学出版社 北京大学出版社2011 [7] 钱静 单海宁 电路基础（第五版） 南开大学出版社2010

[8] 廖超平 黄守宁 EDA技术与VHDL实用教程 高等技术教育出版社2007

附录一 程序源代码

#include //51寄存器文件 #include

typedef unsigned char BYTE; //用BYTE代替unsigned char typedef unsigned int WORD;//WORD代替unsigned int typedef bit BOOL ;//用BOOL代替bit

sbit rs = P3^2; //复位端 sbit rw = P3^1; //写数据端 sbit ep = P3^0; //使能端

sbit LED1=P2^0;

BYTE code dis1[] = {\BYTE code dis2[] = {\

/*******************延时函数********************/ delay(BYTE ms) { BYTE i; while(ms--) { for(i = 0; i< 250; i++)

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{ _nop_(); _nop_(); //空执行消耗CPU时间达到等待的效果 _nop_(); _nop_(); } } }

/*******************LCD侧忙函数********************/ BOOL lcd_bz() { BOOL result; rs = 0; rw = 1; ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); result = (BOOL)(P0 & 0x80); //检测P0最高位是否为1 ep = 0; return result;//返回侧忙结果 }

lcd_wcmd(BYTE cmd) { // 写入指令数据到LCD while(lcd_bz()); rs = 0; rw = 0; ep = 0; _nop_(); _nop_(); P0 = cmd; //将8位指令通过P0口传给1602 _nop_(); _nop_();//用于产生一个脉冲宽度 _nop_(); _nop_(); ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 0;

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}

lcd_pos(BYTE pos) { //设定显示位置 lcd_wcmd(pos | 0x80); }

lcd_wdat(BYTE dat) { //写入字符显示数据到LCD while(lcd_bz()); rs = 1; rw = 0; ep = 0; P0 = dat;//将8位数据通过P0口传给1602 _nop_(); _nop_(); _nop_(); //用于产生一个脉冲宽度 _nop_(); ep = 1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); ep = 0; }

lcd_init() { //LCD初始化设定 lcd_wcmd(0x38); ////16*2显示，5*7点阵，8位数据 delay(1); lcd_wcmd(0x0c); //显示开，关光标 delay(1); lcd_wcmd(0x06); //移动光标 delay(1); lcd_wcmd(0x01); //清除LCD的显示内容 delay(1); }

#define true 1 #define false 0

bit b_tick_flag，b_second_event，b_minute_event，b_tick_flash; unsigned char tick_counter，second_counter;

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///////////////////定时器初始化及中断、延时函数////////////////////////////////////////////// void Time_Init(void) //定时器初始化及中断、延时函数 {

//Timer_init

//========定时器0作为20MS一次的主循环定时============// //晶振：11.0592 10ms 0xdc 0x00 20ms 0xb8 0x00 //晶振：22.1184 10ms 0xb8 0x00 20ms 0x70 0x00 //========定时器0作为20MS一次的主循环定时============// b_tick_flag = 0; b_second_event = 0; b_minute_event = 0; b_tick_flash = 0; TMOD = 0x21; //time0 is 16bit counter，timer1 is 8 bit，auto reload; TH0 = 0xB8 ; TL0 = 0x00 ; ET0 =1; TR0 = 1; }

void TimerService(void) //timer service function { if(b_tick_flag == true) { b_tick_flag = false; tick_counter++; if(tick_counter==0)b_tick_flash=true;//闪烁的频率控制，大约为100ms if(tick_counter == 50) { tick_counter = 0; b_second_event = true; second_counter++; if(second_counter ==60) { second_counter = 0; b_minute_event = true; } } } }

void Timer0_interrupt() interrupt 1 using 0 {

TF0 = 0; //清除中断标志 TR0 = 0; //暂停计时 TH0 = 0xb8;

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TL0 = 0x00; b_tick_flag = true; // ET0=1; TR0 = 1; return; }

main() { BYTE i; lcd_init(); //初始化LCD delay(10); Time_Init(); while(1) { TimerService(); lcd_pos(4); //设置显示位置为第一行的第5个字符 i = 0; while(dis1[i] != '\\0') { //显示字符\ lcd_wdat(dis1[i]); i++; } lcd_pos(0x41); //设置显示位置为第二行第二个字符 i = 0; while(dis2[i] != '\\0') { lcd_wdat(dis2[i]); //显示字符\ www.PRECHIN.com \ i++; } // if(b_tick_flash == true) // {

// b_tick_flash = false; LED1=~LED1; // } } }

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TL0 = 0x00; b_tick_flag = true; // ET0=1; TR0 = 1; return; }

main() { BYTE i; lcd_init(); //初始化LCD delay(10); Time_Init(); while(1) { TimerService(); lcd_pos(4); //设置显示位置为第一行的第5个字符 i = 0; while(dis1[i] != '\\0') { //显示字符\ lcd_wdat(dis1[i]); i++; } lcd_pos(0x41); //设置显示位置为第二行第二个字符 i = 0; while(dis2[i] != '\\0') { lcd_wdat(dis2[i]); //显示字符\ www.PRECHIN.com \ i++; } // if(b_tick_flash == true) // {

// b_tick_flash = false; LED1=~LED1; // } } }

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