天津工程师范学院2009届本科生毕业设计
4硬件电路设计
4.1系统整体框图
LED单片机复位 按键选择 时钟振荡 图4-1 系统整体框图
主控显示 制 L298N器 驱动电路 4.2人机交互硬件
人机交互硬件主要包括液晶显示屏、键盘和单片机。
4.2.1 液晶显示屏
我选用了OCM19264_1 是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及 192×64 全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示 12×4 个（16×16 点阵）汉字。
主要技术参数和性能： 1、电源：VDD：+5V；
2、显示内容：192（列）×64（行）点 3、全屏幕点阵 4、七种指令
5、与 CPU 接口采用8位数据总线并行输入输出和8条控制线 6、占空比1/64
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7、工作温度：-20°C —+70°C，存储温度：-30°C —+80°C 一、主要硬件构成说明
图4-2 主要硬件构成
IC4 为行驱动器。IC1，IC2，IC3 为列驱动器。IC1，IC2，IC3，IC4 含有以下主要功能器件。了解如下器件有利于对模块编程。
1、 指令寄存器（IR）
IR是用于寄存指令码，与数据寄存器数据相对应。当 D/I=0 时，在E信号下降沿的作用下，指令码写入IR。
2、 数据寄存器（DR）
DR是用于寄存数据的，与指令寄存器指令相对应。当D/I=1时，在下降沿作用下，图形显示数据写入DR，或在E信号高电平作用下由DR读到DB7∽DB0数据总线。DR 和DDRAM之间的数据传输是模块内部自动执行的。
3、 忙标志（BF）
BF标志提供内部工作情况。BF=1表示模块在内部操作，此时模块不接受外部指令和数据。BF=0时，模块为准备状态，随时可接受外部指令和数据。利用STATUS READ指令，可以将BF读到DB7总线，从检验模块之工作状态。
4、 显示控制触发器（DFF）
此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示（DISPLAY ON），DDRAM 的内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示（DISPLAY OFF）。
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DDF的状态是指令DISPLAY ON/OFF和RST信号控制的。 5、 XY地址计数器
XY地址计数器是一个9位计数器。高3位是X地址计数器，低6位为Y地址计数器，XY地址计数器实际上是作为DDRAM的地址指针，X地址计数器为DDRAM的页指针，Y地址计数器为DDRAM的Y地址指针。
X地址计数器是没有记数功能的，只能用指令设置。
Y地址计数器具有循环计数功能，各显示数据写入后，Y地址自动加 1，Y地址指针从0到63。
6、 显示数据RAM（DDRAM）
DDRAM是存储图形显示数据的。数据为1表示显示选择，数据为0表示显示非选择。DDRAM与地址和显示位置的关系见DDRAM地址表（见第 6 页）。
7、 Z地址计数器
Z地址计数器是一个6位计数器，此计数器具备循环记数功能，它是用于显示行扫描同步。当一行扫描完成，此地址计数器自动加1，指向下一行扫描数据，RST复位后Z地址计数器为0。
Z 地址计数器可以用指令DISPLAY START LINE预置。因此，显示屏幕的起始行就由此指令控制，即DDRAAM的数据从哪一行开始显示在屏幕的第一行。此模块的DDRAM共64 行，屏幕可以循环滚动显示64 行。
二、引脚说明
见表3-1
三、指令说明 指令表：
1. 显示开关控制(DISPLAY ON/OFF)
表4-2 开关控制代码表
代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 0 0 0 1 1 1 1 1 D
D=1:开显示(DISPLAY ON)意即显示器可以进行各种显示操作 D=0:关显示(DISPLAY OFF)意即不能对显示器可以进行各种显示操作 2. 设置显示起始行
表4-3 显示起始行代码表
代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 0 1 1 A5 7
A4 A3 A2 A1 A0
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表4-1 引脚说明
管脚号 1 2 3 管脚名称 VSS VDD VO 电平 0V +5V -5V 管脚功能描述 电源地 电源电压 液晶显示器驱动电压 D/I=“H”，表示DB74 D/I（RS） H/L ∽DB0为显示数据 D/I=“L”，表示DB7∽DB0为显示指令数据 R/W=“H”，E=“H”数5 R/W H/L 据被读到DB7∽DB0 R/W=“L”，E=“H→L”数据被写到IR或DR R/W=“L”，E信号下6 E H/L 降沿锁存DB7∽DB0 R/W=“H，E=“H”DDRAM数据读到DB7∽DB0 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 /CS1 /RST /CS2 /CS3 VEE LED+ 8
H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L H/L L L L L -13V +5V 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 数据线 选择IC1，即左64列 复位控制信号，/RST=0有效 选择IC2，即中64列 选择IC3，即右64列 LCD驱动负电压 LED背光电源正 天津工程师范学院2009届本科生毕业设计
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：62 63 0 1 2 3·····················28 29 屏幕显示行：1 2 3 4 5 6·····················31 32
3. 设置页地址
表4-4 页地址代码表
代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 0 1 0 1 1 1 A2 A1 A0
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。
4. 设置Y地址(SET Y ADDRESS)
表4-5 Y地址代码表
代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 0 0 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 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。
5.读状态(STATUS READ)
表4-7 状态代码表
代码 R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 形式 1 0 BUSY 0 ON/ OFF
RET 0 0 0 0 当R/W=1 D/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）。
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