基于 STC89C52 的 2×20 串行字符液晶演示

引言

在众多电子系统中，人机交互界面至关重要。字符液晶显示器作为一种常用的输出设备，能够直观地呈现信息。本文聚焦于基于 STC89C52 单片机的 2×20 串行字符液晶演示系统，详细介绍如何实现串口发送字符在该液晶屏幕上清晰显示。

STC89C52 单片机概述

STC89C52是一款由宏晶科技推出的低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器。它内置 8K字节系统可编程 Flash 存储器，拥有丰富的硬件资源，如 32 个可编程 I/O 口线、2 个 16 位定时器 / 计数器、6 个中断源等。其工作电压范围为 5.5V - 3.3V，最高工作频率可达 35MHz，在众多小型电子设备中应用广泛。

2×20 串行字符液晶介绍

硬件结构

2×20 串行字符液晶能够显示两行，每行 20 个字符。它主要由液晶显示模块（LCD Module）、控制器（Controller）和驱动器（Driver）组成。液晶显示模块通过液晶分子的排列变化来显示字符，控制器负责接收和处理来自外部的控制指令与数据，驱动器则将控制器处理后的信号转化为驱动液晶显示的电压信号。

工作原理

串行字符液晶通过串行通信接口接收数据。在接收到数据后，控制器会根据指令将数据解析为字符的显示代码，并将其存储在显示缓冲区中。驱动器根据显示缓冲区中的内容，驱动液晶显示模块显示相应的字符。例如，当接收到字符 “A” 的 ASCII 码时，控制器会将其转换为液晶显示模块能够识别的点阵数据，从而在屏幕上显示出字符 “A”。

串口通信原理

串口通信基础

串口通信是一种设备间的串行数据传输方式，数据一位一位地按顺序传输。在本系统中，STC89C52 单片机通过其自带的串口与 2×20 串行字符液晶进行通信。串口通信有两个重要的参数：波特率和数据格式。波特率决定了数据传输的速率，常见的波特率有 9600bps、115200bps 等。数据格式则包括数据位、停止位和校验位，本系统中采用常见的 8 位数据位、1 位停止位、无校验位的格式。

串口通信过程

当 STC89C52 单片机要发送数据时，它首先将数据按指定的波特率和数据格式进行编码，然后通过串口的 TX 引脚将数据一位一位地发送出去。接收方（即 2×20 串行字符液晶）则通过其 RX 引脚接收数据，并按照相同的波特率和数据格式进行解码，从而获取发送方发送的数据。

系统硬件设计

硬件连接

将 STC89C52 单片机的 P3.0（RXD）引脚与 2×20 串行字符液晶的 RX 引脚相连，P3.1（TXD）引脚与液晶的 TX 引脚相连。同时，为液晶提供 5V 电源，将其 VSS 引脚接地，VDD 引脚接 5V 电源。此外，还需连接液晶的背光电源，确保液晶屏幕能够清晰显示。

硬件电路设计考虑

在设计硬件电路时，要注意信号的抗干扰问题。例如，在串口通信线路上添加滤波电容，以减少信号噪声的影响。同时，合理布局电路板，缩短信号传输线的长度，降低信号传输过程中的损耗。

系统软件设计

主程序

void main()
{
 	uchar i=0,c;
	TMOD = 0x20;
	TH1 = 0xfd;
	TL1 = 0xfd;
	SCON = 0x50;
	RI = 0;
	TI = 0;
	TR1 = 1;
	DelayMS(200);
	while(prompts[i] != '\0')
	{
	 	putc_to_LCD(prompts[i+1]);
		DelayMS(5);
		i++;
	}
	wrcmd(0xc0);
	wrcmd(0x0d);
	DelayMS(120);
	while(1)
	{
	 	c = getc_from_terminal();
		if(c==0x0d)
		{
		 	wrcmd(0x01);
			continue;
		}
		if(c==0x08)
		{
		 	wrcmd(0x10);
			continue;
		}
		putc_to_LCD(c);
		DelayMS(200);
	}
}

系统调试与测试

调试过程

在调试过程中，首先使用示波器检查串口通信线路上的信号是否正常，确保数据能够正确发送和接收。然后，检查液晶的初始化设置是否正确，观察液晶屏幕是否能够正常显示字符。如果出现问题，逐步排查硬件连接、软件设置等方面的错误。

测试结果

经过测试，系统能够准确地将串口发送的字符在 2×20 串行字符液晶屏幕上显示出来。无论是单个字符还是连续的字符串，都能清晰、稳定地显示，满足了设计要求。

结论

本文通过对基于 STC89C52 的 2×20 串行字符液晶演示系统的设计与实现，详细介绍了从硬件设计到软件编程，再到系统调试与测试的全过程。该系统能够可靠地实现串口发送字符在液晶屏幕上的显示，为开发更复杂的人机交互界面提供了基础。在实际应用中，可以根据具体需求进一步扩展系统功能，如增加对不同字符格式的支持、实现更复杂的显示控制等。