单片机驱动液晶显示屏的控制系统设计
介绍单片机驱动控制液晶显示器（带触摸屏）的控制系统设计实例，支持modbus通讯协议，采用的是51单片机，驱动控制19寸液晶显示器（可以是15寸，17寸，19寸，30寸，52寸，55寸显示器或电视机）。支持单片机TTL电平串口，RS232串口，RS485串口，以太网连接. 液晶显示控制器系统软件使用人机界面组态软件HMImaker开发，主要有操作画面、参数设置画面、参数修改、系统登录画面、状态监控画面等功能，界面可以自由设计开发，组态软件开发显示与操作界面，“0”编程、"所见即所得"、"0"代码、如"制作PPT"一样简单，快速！。本设计以51单片机作为LCD液晶显示系统控制器为主线，基于单片机8051，采用单片机的C语言来进行软件设计，指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计根据单片机的串口通信协议（易显单片机协议），支持modbus通讯协议。采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。使硬件在软件的控制下协调运作。其次阐述了部分程序的流程图和实现过程。本文撰写的主导思想是软、硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块的编写。以下对所开发的用单片机实现LCD液晶显示器控制原理的设计思想和软、硬件调试作了详细的论述。
以下是单片机8051的通讯协议和程序介绍：
#include<Atmel/AT89x52.H>
//定义数据类型(可以是数据结构)
//*************************************************************
void InitUART(void) //串口初始化使用22.1184M晶体
{
SCON = 0x50; //选择模式1，8位数据格式，使能UART
PCON |= 0x80; //波特率加倍
TMOD =TMOD| 0x20; //定时器1：模式2 ,自动装载初值
//波特率计算公式：TH1=TL1=256-(2*22.1184*1000000)/(32*12*baud)
//若选115200波特率则TH1=TL1=256-(2*22.1184*1000000)/(32*12*115200)=0xff
//若选19200波特率则TH1=TL1=256-(2*22.1184*1000000)/(32*12*19200)=0xfa
TH1 = 0xfa;
TL1 = 0xfa;
TR1 = 1; //定时器1计数使能
REN = 1; //允许串口接受使能
}
/*
******************************************************************
* 名称： write_byte()
* 功能： 向串口发送一个字节的数据
* 入口参数：i为待发送的字节数据
******************************************************************
*/
void UART_SendByte(unsigned char i)
{
SBUF=i; //发送本次数据
while(TI==0){}//等待发送完毕
TI=0;
}
#define m_ReadVarAdr 48 //类型：unsigned int 初始值：40 解释：待读 变量地址
#define m_WriteAdr 52 //类型：unsigned int 初始值：28 解释：待写变量地址
/////////////////////////////////本文件如有不明白的地方，咨询热线：13829764765. QQ：252631158 /////////
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//unsigned int adr表示需要设置的HMI变量的地址，
//unsigned short nBytes表示需要设置的HMI变量占一个字节的空间，如果是int变量就占4个字节，如果是short变量就占2个字节，如果是char变量就占1个字节
//unsigned char *m_VarP表示你要设置的HMI变量数据源的的指针，指针所指向的内容就是在HMI变量的将要被设置成的内容
//小技巧：有的时候希望通过调用一次SetVariable一次性设置3个int变量的HMI变量，只要这3个int变量的地址是连续的，那么只要让nBytes=3*4=12个字节就OK
void SetVariable(unsigned int adr,unsigned short nBytes,unsigned char *m_VarP)
{
unsigned char temp;
unsigned short m_CheckCRC;//命令校验
UART_SendByte(0x81); //开始，固定，一个字节
UART_SendByte(0x0); //命令类型，设置变量
UART_SendByte(0x2); //接收方的设备号
m_CheckCRC=0x81+0x0+0x2;//前面三个字节的校验和
temp=adr&0xff;
UART_SendByte(temp); //地址1
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;//每发送一个字节，计算一次校验和
temp=(adr>>8)&0xff;
UART_SendByte(temp); //地址2
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;
temp=0;
UART_SendByte(temp); //地址3 固定为0
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;
temp=0;
UART_SendByte(temp); //地址4 固定为0
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;
temp=(nBytes)&0xff;
UART_SendByte(temp); //个数低8位
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;
temp=(nBytes>>8)&0xff;
UART_SendByte(temp); //个数高8位
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;
while(nBytes!=0)
{
temp=*m_VarP;
UART_SendByte(temp);
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;
nBytes--;
m_VarP++;
}
UART_SendByte(m_CheckCRC);
UART_SendByte(m_CheckCRC>>8);
}
//unsigned int adr表示需要查询的HMI变量的地址，
//unsigned short nBytes表示需要查询的HMI变量占多少个字节的空间，如果是int变量就占4个字节，如果是short变量就占2个字节，如果是char变量就占1个字节
//小技巧：有的时候希望通过调用一次ReadVariable一次性读取3个int变量的HMI变量，只要这3个int变量的地址是连续的，那么只要让nBytes=3*4=12个字节就OK
void ReadVariable(unsigned int adr,unsigned short nBytes)
{
unsigned char temp;
unsigned short m_CheckCRC;//命令校验
UART_SendByte(0x81); //开始，固定，一个字节
UART_SendByte(0x1); //命令类型，查询变量
UART_SendByte(0x2); //接收方的设备号
m_CheckCRC=0x81+0x1+0x2;//前面三个字节的校验和
temp=adr&0xff;
UART_SendByte(temp); //地址1
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp; //每发送一个字节，计算一次校验和
temp=(adr>>8)&0xff;
UART_SendByte(temp); //地址2
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;
temp=0;
UART_SendByte(temp); //地址3 固定为0
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;
temp=0;
UART_SendByte(temp); //地址4 固定为0
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;
temp=(nBytes)&0xff;
UART_SendByte(temp); //个数低8位
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;
temp=(nBytes>>8)&0xff;
UART_SendByte(temp); //个数高8位
m_CheckCRC=m_CheckCRC+temp;
UART_SendByte(m_CheckCRC);
UART_SendByte(m_CheckCRC>>8);
}
unsigned char mIndex=0; //定义一个数据索引
unsigned char mCmdAdrBuf[4]; //定义一个缓冲区用于缓冲HMI变量地址
unsigned char mCmdnBytesBuf[2]; //定义一个缓冲区用于缓冲HMI变量字节数量
unsigned char mHmiVarBuf[4]; //定义一个缓冲区用于缓冲HMI变量m_ReadVarAdr内容，因为该变量是4个字节的int变量
unsigned char mHmiVarCheck[2];
unsigned char mReceiveFlag=0; //串口中断成功接收到一个HMI变量设置命令标志
unsigned char mState=0; //命令接收状态
unsigned short mCheckHe;
unsigned int delay=0;//延时变量
void main(void)
{
InitUART();
EA=1; //打开中断总开关，
ES=1; //打开串口中断
//ET0=1;//打开定时器中断,每隔50MS中断一次
while(1) //进入不断循环
{
delay++;
if(delay>=65535)//延时一段时间(300MS)，
{
delay=0;
ReadVariable(m_ReadVarAdr,4); //读取HMI变量命令发出去。本例子中m_ReadVarAdr的地址是48，是一个unsigned int 变量，占4个字节
}
if(mReceiveFlag==1)//如果接收到数据
{
mReceiveFlag=0;
SetVariable(m_WriteAdr,4,mHmiVarBuf);
}
}
}
unsigned char bufcom1;
void uart(void) interrupt 4
{
if(RI==0) return;
RI=0;
bufcom1=SBUF;//读串口一的上的数据
if(mState==0)//阶段0，等待接收0x81，命令开始
{
mCheckHe=0x81;
if(bufcom1==0x81)//如果收到0x81,就进入阶段1
{
mState=1;
}
else mState=0;//接收错误，跳回阶段0
}
else if(mState==1)//阶段1，等待接收0x0，是否是工控机发过来的“设置变量命令”
{
mCheckHe=mCheckHe+bufcom1;
if(bufcom1==0x0)// 是工控机发过来的“设置变量命令”，就进入阶段2
{
mState=2;
}
else mState=0;//接收错误，跳回阶段0
}
else if(mState==2) //阶段2，等待接收0x2，是否是工控机发过来的设备号
{
mCheckHe=mCheckHe+bufcom1;
if(bufcom1==0x2)
{
mState=3;
mIndex=0;// 先清0索引，为阶段3做准备
}
else mState=0; //接收错误，跳回阶段0
}
else if(mState==3) //阶段3，等待接收地址，4个字节
{
mCheckHe=mCheckHe+bufcom1;
mCmdAdrBuf[mIndex]=bufcom1;
mIndex++;
if(mIndex==4) //已经接完4个字节的地址
{
mState=4;
mIndex=0;// 先清0索引，为阶段4做准备
}
}
else if(mState==4) //阶段4，等待接收字节数，2个字节
{
mCheckHe=mCheckHe+bufcom1;
mCmdnBytesBuf[mIndex]=bufcom1;
mIndex++;
if(mIndex==2) //已经接完2个字节
{
if((mCmdnBytesBuf[0]==4)&&(mCmdnBytesBuf[1]==0))//如果收到的是4个字节数据
{
mState=5;
mIndex=0;// 为阶段5做准备
}
else mState=0; //接收错误，跳回阶段0
}
}
else if(mState==5) //阶段5，等待接收4个数据
{
mCheckHe=mCheckHe+bufcom1;
mHmiVarBuf[mIndex]=bufcom1;
mIndex++;
if(mIndex==4) //已经接完4个字节
{
mState=6;
mIndex=0;// 为阶段6做准备
}
}
else if(mState==6) //阶段6，接收2个数据校验和
{
mHmiVarCheck[mIndex]=bufcom1;
mIndex++;
if(mIndex==2) //已经接完2个字节
{
mState=0; //接收完毕，从头开始
if(mHmiVarCheck[0]==(mCheckHe%256)) //比较校验和低字节
if(mHmiVarCheck[1]==(mCheckHe/256)) //比较校验和高字节
if(mCmdAdrBuf[0]==m_ReadVarAdr%256) //比较HMI变量地址第0个字节
if(mCmdAdrBuf[1]==(m_ReadVarAdr/256)) //比较HMI变量地址第1个字节
if(mCmdAdrBuf[2]==0x0) //比较HMI变量地址第2个字节
if(mCmdAdrBuf[3]==0x0) //比较HMI变量地址第3个字节
{
mReceiveFlag=1;//如果地址和校验和没问题，表示已经成功读到了工控机的m_ReadVarAdr变量
}
}
}
else mState=0;
}
