單片機(jī)與液晶顯示器的接口及應(yīng)用
引言
液晶顯示器(LCD)具有工作電壓低、微功耗、顯示信息量大和接口方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)和數(shù)字式儀表等領(lǐng)域，成為測量結(jié)果顯示和人機(jī)對(duì)話的重要工具。液晶顯示器按其功能可分為三類：筆段式液晶顯示器、字符點(diǎn)陣式液晶顯示器和圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器。前兩種可顯示數(shù)字、字符和符號(hào)等，而圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形，達(dá)到圖文并茂的效果，其應(yīng)用越來越廣泛。
GTG240128液晶顯示模塊：
1 模塊特點(diǎn)
GTG240128圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器的點(diǎn)陣的大小為240×128，帶背光功能。內(nèi)置1片T6963C液晶顯示控制器和5片KS0086驅(qū)動(dòng)器。該液晶顯示模塊具有如下特點(diǎn)。
● 8位并行總線接口，能直接與80系列的微處理器相連;
● 可以顯示數(shù)字、字母、漢字和圖形等;
● 具有128種5×8點(diǎn)陣的ASCI字符字模庫CGROM;
● 具有64kb的顯示存儲(chǔ)器(可被劃分為文本顯示區(qū)、圖形顯示區(qū)、文本屬性區(qū)和自定義字符庫區(qū))，并允許MCU隨時(shí)訪問;
● 可用圖形方式、文本方式以及圖形和文本合成方式顯示。
2 模塊接口引腳功能
GTG240128液晶顯示模塊與微處理器的接口共有21個(gè)引腳，各引腳功能如表1所示。
3 模塊指令集簡介
GTG240128液晶顯示模塊使用了硬件初始化設(shè)置，使得其指令功能集中于顯示功能的設(shè)置上，從而加強(qiáng)了顯示能力。該模塊的指令可帶一個(gè)或兩個(gè)參數(shù)，也可不帶參數(shù)。若指令中含有參數(shù)，則參數(shù)必須在指令之前輸入。在每次數(shù)據(jù)或指令的寫入操作和數(shù)據(jù)的讀取操作之前都要進(jìn)行狀態(tài)字檢測，只有在不“忙”的狀態(tài)下，MCU對(duì)模塊的操作才有效。其狀態(tài)位由低位到高位的含義如表2所示。
在MCU寫指令或一次讀/寫數(shù)據(jù)時(shí)，S0和S1要同時(shí)有效;當(dāng)MCU使用自動(dòng)讀/寫功能時(shí)，S2和S3將取代S0和S1作為忙標(biāo)志位，此時(shí)MCU就要判別它是否有效;S6是考察T6963C屏讀或屏拷貝指令執(zhí)行情況的標(biāo)志位;S5和S7表示模塊內(nèi)部的運(yùn)行狀態(tài)，一般不用。
與AT89C55的接口電路
GTG240128與AT89C55的接口有直接訪問和間接訪問兩種方式。直接訪問方式就是把顯示器模塊作為存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備直接掛在單片機(jī)總線上;間接訪問方式就是把顯示器模塊與單片機(jī)的某個(gè)I/O接口連接，單片機(jī)通過對(duì)該I/O口的操作間接實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊的控制。本文采用直接訪問方式，硬件連接電路如圖1所示。
液晶顯示器模塊的數(shù)據(jù)線接在AT89C55的數(shù)據(jù)總線上，片選信號(hào)由地址線A7和A0提供，寄存器選擇信號(hào)由地址線A7和A1提供(指令通道地址為0xf1，數(shù)據(jù)通道地址為0xf3)，讀和寫操作由AT89C55的讀寫操作信號(hào)控制;模塊Vo端所接的電位器用來調(diào)節(jié)液晶顯示器的對(duì)比度。
軟件設(shè)計(jì)
軟件采用Keil C51語言開發(fā)，主要包括三個(gè)部分：第一部分是寫指令和寫數(shù)據(jù)等面向液晶顯示模塊硬件的驅(qū)動(dòng)程序;第二部分包括液晶顯示模塊初始化和清屏等通用子程序;第三部分是漢字、字符和圖形的顯示程序。
1 寫指令、寫數(shù)據(jù)子程序
這部分是液晶顯示模塊的驅(qū)動(dòng)程序，所有對(duì)液晶顯示模塊的操作都是通過調(diào)用這部分程序?qū)崿F(xiàn)的。液晶顯示模塊的指令通道地址為0xf1，數(shù)據(jù)通道的地址為0xf3，具體驅(qū)動(dòng)程序如下。
#define LCD_Cmd 0xf1 //模塊指令通道地址
#define LCD_Data 0xf3 //模塊數(shù)據(jù)通道地址
//寫指令子程序
void Write_LCD_Cmd(unsigned char cmd)
{
while ((PBYTE[LCD_Cmd]&3)!=3);
PBYTE[LCD_Cmd]=cmd;
｝
//寫數(shù)據(jù)子程序
void Write_LCD_Data(unsigned char dat)
{
while ((PBYTE[LCD_Cmd]&3)!=3);
PBYTE[LCD_Data]=dat;
｝
2 初始化子程序
這部分程序是液晶顯示模塊進(jìn)行顯示之前的必要工作，包括設(shè)置文本頁首地址、圖形頁首地址、文本頁地址、圖形頁地址、初始化和清屏等子程序。本文中把液晶顯示模塊的顯示存儲(chǔ)器分為16個(gè)文本頁和6個(gè)圖形頁。文本頁的起止地址為0x0000～0x1fff;圖形頁的起止地址為0x2000～0x7fff。
//設(shè)定文本頁首地址子程序
void Text_Home_Address(unsigned char tpage)
{
Write_LCD_Data(0);
Write_LCD_Data(tpage*0x02);
Write_LCD_Cmd(0x40);?。?/p>
//設(shè)定圖形頁首地址子程序
void Graph_Home_Address(unsigned char gpage)
{
gpage+= 2;
Write_LCD_Data(0);
Write_LCD_Data(gpage*0x10);
Write_LCD_Cmd(0x42); ｝
//設(shè)定文本頁地址子程序
void Text_Address(unsigned char x， unsigned char y)
{
extern unsigned char textpage;
unsigned int xy;
xy=y*32+x+textpage*0x0200;
Write_LCD_Data(xy&0xff);
Write_LCD_Data(xy/256);
Write_LCD_Cmd(0x24);
｝
//設(shè)定圖形頁地址子程序
void Graph_Address(unsigned char x，
unsigned char y)
{
extern unsigned char graphpage; unsigned int xy;
graphpage+=2;
xy=y*32+x+graphpage*0x1000;
Write_LCD_Data(xy&0xff);
Write_LCD_Data(xy/256);
Write_LCD_Cmd(0x24);
｝
//初始化子程序
void Init_LCD(void)
{
Write_LCD_Cmd(0x90);
Write_LCD_Data(0x20);
Write_LCD_Data(0x00);
Write_LCD_Cmd(0x41);
Write_LCD_Data(0x20);
Write_LCD_Data(0x00);
Write_LCD_Cmd(0x43);
Write_LCD_Cmd(0x89);
Write_LCD_Cmd(0xa1);
Write_LCD_Data(0x0F);
Write_LCD_Data(0x00);
Write_LCD_Cmd(0x22);
Write_LCD_Cmd(0x9c);
｝
3 漢字、字符和圖形的顯示程序
通過調(diào)用前面編寫的驅(qū)動(dòng)、初始化和清屏程序就可以方便的實(shí)現(xiàn)漢字、字符和圖形的顯示。本文以漢字顯示為例介紹顯示程序的編制。漢字既可以以文本方式顯示也可以以圖形方式顯示。以文本方式顯示時(shí)，每次開機(jī)都要先把漢字字模寫進(jìn)液晶顯示模塊的CGRAM，浪費(fèi)了時(shí)間，而且由于CGRAM的容量只有2kb，顯示的漢字有限，所以一般用圖形方式顯示漢字。以圖形方式顯示時(shí)先把漢字字模寫在Flash存儲(chǔ)器中，顯示時(shí)再從Flash存儲(chǔ)器中取出來，這樣不用每次開機(jī)時(shí)都寫漢字字模，節(jié)約時(shí)間，而且顯示的漢字?jǐn)?shù)量多。下面給出以圖形方式顯示漢字的通用子程序。漢字字模存儲(chǔ)在Flash存儲(chǔ)器中。
void put_hanzi (char c)
{
unsigned char kk=c;
unsigned int order;
unsigned int aaa;
static unsigned char previous=0x00;
if(previous==0) previous=c;
else
{
order=((unsigned int)
(previous-0xa1)*94+kk-0xa1);
previous=order%8;
aaa=32*previous;
order=order/8;
SCON=0;
SBUF=concode[0x52];
kk=order/128;
while(!TI);
SCON=0;
SBUF=concode[kk]; kk=order%128;
kk<<=1;
while(!TI);
SCON=0;
SBUF=concode[kk]; kk=aaa%256;
while(!TI);
SCON=0;
SBUF=concode[kk]; for(kk=0;kk<4;kk++)
{
while(!TI);
SCON=0;
SBUF=concode[0xff]; ｝
while(!TI);
SCON=0x10;
for (kk=0;kk<16;kk++)
{
Graph_Address(x，y*8+kk);
while(!RI);
previous=SBUF;
SCON=0x10;
write_lcd(concode[previous]);
ctrl(0xc0);
while(!RI);
previous=SBUF;
SCON=0x10;
write_lcd(concode[previous]);
ctrl(0xc0);
｝
previous=0x00;
｝
｝
結(jié)束語
本文介紹的液晶顯示模塊已成功應(yīng)用在便攜式軌頭斷面激光檢測儀中，由于其具有與MCU接口方便、顯示功能強(qiáng)和編程簡單等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
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