基于Proteus的LCD顯示系統設計

王秀

摘 要：文章利用Proteus軟件和keil軟件完成了LCD顯示系統設計，該系統主要有單片機最小系統和LCD1602組成，并在Proteus軟件里進行仿真，結果表明，本系統能夠正確顯示需要顯示的信息。因此基于Proteus軟件仿真系統設計能夠讓單片機初學者理解晦澀難懂的部分，省錢并且能加快單片機學習和設計的進程。

關鍵詞：Proteus；單片機；仿真；液晶顯示器

中圖分類號：TP368.2 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0065-02

引言

單片機這門課程是自動化、機械電子等專業的一門專業技術必修課程，更是他們找工作就業的一個主要特長和技能，但是很多同學反應這門課程學習起來晦澀難懂，主要原因就是單片機是一門實踐性很強的專業技術課，光是理論上課再加上有限的幾次硬件實驗是不好掌握這門技能的。Proteus是由Labcenter Electronics開發的功能強大的單片機仿真軟件，它包括原理圖布圖、混合模式仿真及PCB板制作等功能，它提供了豐富的外圍硬件，可以仿真模擬電路、數字電路、數模混合電路，其最大的亮點在于能夠對微控制器進行實物級的仿真，便于操作，效果逼真[1]。將Proteus軟件引入到單片機教學過程，每節課都能見證單片機實物仿真，能夠幫助學生理解很多難懂的概念和程序，讓單片機不再那么抽象和難接近，使學習效率大大提高。LCD的顯示控制一直是單片機學習中比較難理解和掌握的知識，用Proteus軟件讓學生仿真LCD的硬件和軟件的實現過程，可以加深學生對LCD的硬件控制和軟件編制的理解，由此來更好地掌握LCD顯示技術。本文設計案例是讓LCD滾動顯示兩行內容：Welcome to jd305和Good study MCU！

1 LCD1602介紹及設置

液晶顯示器（Liquid Crystal Display），簡稱LCD，由于

LCD具有功耗低、體積小、超薄型、顯示高品質等特點，而廣泛應用在便攜式電子產品中。目前我們所使用的LCD是由LCD面板、驅動與控制電路組合而成的，大部分LCD都使用HD44780集成電路作為控制器，它是集驅動器與控制器于一體的專用于字符顯示的LCD顯示控制驅動集成電路。HD44780集成電路應用簡單，只要將待顯示的字符的ASCⅡ碼放入內部數據顯示存儲器（DD RAM），內部控制線路就會自動通過HD44780的字符發生器將字符傳送到顯示器上。LCD1602型可以顯示2行，每行可以顯示16個字符。LCD1602共有16個引腳，引腳包括8條數據線、3條控制線和3條電源線，其中RS是寄存器選擇引腳，當該引腳是1時，選擇是數據，當該引腳是0時，選擇的是命令。E是使能引腳，當E=高脈沖時，可以向LCD1602里寫數據或命令。R/W是讀寫引腳，當該引腳是1時，讀操作，當該引腳是0時，寫操作，一般是寫，所以該引腳一般接地即可。

顯示模式設置，要讓LCD顯示字符，必須對光標、字符移動方向等進行設置，顯示才會符合預期要求。如要設置為16*2顯示、5*7點陣、8位數據接口，指令代碼為38H；光標和顯示模式設置。指令代碼：0000 01 I/D S，I/D-地址指針加1或減1選擇位。I/D=1，讀或寫一個字符后地址指針加1；I/D=0，讀或寫一個字符后地址指針減1。如寫完一個字符后，指針加1，光標右移，指令代碼是06H。其他指令，清屏指令是01H，全屏左移字符指令是18H，全屏右移字符指令是1CH。

2 LCD顯示系統硬件電路設計

LCD顯示系統由AT89C51、LCD1602、電源電路和復位電路組成[2]，LCD1602的D0-D7引腳接單片機的P2口，E引腳接P3.4引腳，RS接P3.5引腳，R/W引腳直接接地控制。單片機與LCD1602在Proteus軟件的連接圖如圖1所示。

3 LCD顯示系統軟件設計

在Proteus軟件畫好電路圖，并進行電氣規則檢查，如果沒有錯誤就可以進行軟件設計了。在keil軟件里用C語言編制程序，編譯，如果沒有錯誤，即可生成可執行HEX文件。LCD顯示系統C程序如下所示。

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar code h1[]="Welcome to jd305"；

uchar code h2[]="Good study MCU！"；

sbit len=P3^4； //液晶使能端

sbit lrs=P3^5； //液晶數據命令選擇端

uchar num；

void delay（uint t） //延時子程序

{

uint x，y；

for（x=t；x>0；x--）

for（y=200；y>0；y--）；

}

void write_cm（uchar cm） //寫命令子程序

{ lrs=0；

P2=cm；

len=0；

delay（10）；

len=1；

delay（10）；

len=0；

}

void write_shu （uchar shu） //寫數據子程序

{ lrs=1；

P2=shu；

len=0；

delay（10）；

len=1；

delay（10）；

len=0；

}

void init（）//初始化

{ write_cm（0x38）；

write_cm（0x0e）；

write_cm（0x06）； //顯示模式設置：數據地址指針加1，光標右移，字符不移

write_cm（0x01）； //清屏

}

void main（ ）

{ init（）；

write_cm（0x80+0x10）； //指定第一行地址

for（num=0；num<16；num++）

{

write_shu（h1[num]）； //寫入第一行顯示數據

delay（10）；

}

write_com（0x80+0x50）； //指定第二行地址

for（num=0；num<15；num++）

{ write_shu（h2[num]）； //寫入第二行顯示數據

delay（10）；

}

while（1）

{

for（num=0；num<15；num++）//滾動設置

{ write_cm（0x1c）；

delay（100）；

}

}

}

4 Proteus仿真

在KEIL里編譯程序生成可執行文件后，利用Proteus軟件將可執行HEX文件下載到Proteus電路圖的單片機芯片里，具體方法是雙擊單片機芯片，就可將可執行HEX文件加載到單片機中[3]。然后點擊仿真運行按鈕就可觀看LCD實物仿真效果，仿真圖見圖1所示。

5 結束語

基于Proteus的LCD顯示系統設計，充分體現了Proteus電路設計、Keil程序設計以及聯合仿真調試一體化的設計理念，并且用Proteus軟件進行單片機仿真設計，節能、省錢、提高效率，簡化了單片機系統設計過程，經過實踐證明值得推廣應用。

參考文獻：

[1]張毅剛，俞洋，劉丹，等.單片機原理與應用設計[M].北京：電子工業出版社，2016.

[2]張成法，安慶森，韓淑琴.基于單片機的LCD顯示系統設計[J].信息與電腦，2016（15）：128.

[3]吳凌燕，王守權，郭偉波.基于Proteus的LCD顯示研究[J].現代電子技術，2011，34（19）：208.endprint