液晶顯示與單片機(jī)的接口與編程方法

　　引言

　　液晶顯示器（LCD）具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等許多其它顯示器無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，近幾年來被廣泛用于單片機(jī)控制的智能儀器、儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。LCD 可分為段位式LCD、字符式LCD 和點(diǎn)陣式LCD。其中，段位式LCD 和字符式LCD 只能用于字符和數(shù)字的簡(jiǎn)單顯示，不能滿足圖形曲線和漢字顯示的要求；而點(diǎn)陣式LCD 不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及漢字，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕上下左右滾動(dòng)，動(dòng)畫功能，分區(qū)開窗口，反轉(zhuǎn)，閃爍等功能，用途十分廣泛。本文介紹了點(diǎn)陣式液晶顯示器MGLS12864 與單片機(jī)的接口及編程的方法，同時(shí)介紹了創(chuàng)建8×16 字符和16×16 點(diǎn)陣漢字的方法，及常用的字符顯示和漢字顯示程序。

　　硬件設(shè)計(jì)

　　這里著重介紹液晶顯示器與單片機(jī)的接口技術(shù)。有關(guān)

　　MGLS12864 圖形液晶引腳功能及控制器HD61202的接口時(shí)序波形，可查看圖形液晶顯示器產(chǎn)品有關(guān)手冊(cè)。

　　單片機(jī)可以通過數(shù)據(jù)總線與控制信號(hào)直接采用存儲(chǔ)器訪問形式、I/O 設(shè)備訪問形式控制該液晶顯示模塊。本文以華邦公司的W78E58 為例，它是51 系列單片機(jī)兼容的微控制器，其內(nèi)部有32KB 的FLASH EEPROM，用戶編制的程序及需要顯示的英文字母、數(shù)字、漢字、曲線和圖形都可以存儲(chǔ)在里面，免去了擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器的麻煩，使得以W78E58 單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)電路更簡(jiǎn)單。因此十分適用于液晶顯示。

　　MGLS12864 與W78E58 單片機(jī)接口電路如圖1 所示。該圖采用直接訪問方式，單片機(jī)通過低位地址A2控制CSA；A3 控制CSB，以選通液晶顯示屏上各區(qū)的控制器HD61202；同時(shí)W78E58 用地址A1 作為R/W 信號(hào)控制數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)流向；用地址A0 作為D/I 信號(hào)控制寄存器的選擇；E 信號(hào)由W78E58 的讀信號(hào)/RD 和寫信號(hào)/WR 合成產(chǎn)生；另外單片機(jī)的復(fù)位腳（9 腳）經(jīng)反相器后連接到液晶顯示器復(fù)位腳（17 腳/RST），當(dāng)單片機(jī)上電復(fù)位或手動(dòng)復(fù)位時(shí)， 液晶顯示器同時(shí)也復(fù)位；從而實(shí)現(xiàn)了W78E58 對(duì)內(nèi)置HD61202圖形液晶顯示器模塊的電路連接。電路中LCD 電源控制端VO 是用來調(diào)節(jié)顯示屏灰度的，調(diào)節(jié)該端的電壓，可改變顯示屏字符、圖形的顏色深淺。

　　單片機(jī)對(duì)液晶顯示模塊的操作可分為兩部分，即左半屏和右半屏操作。下面是根據(jù)圖1 的連接確定對(duì)應(yīng)左半屏（前64×64）和右半屏（后64×64）操作地址：

　　CWADR1 EQU 0004H 左半屏寫指令代碼地址

　　DWADR1 EQU 0005H 左半屏寫顯示數(shù)據(jù)地址

　　CRADR1 EQU 0006H 左半屏讀狀態(tài)字地址

　　DRADR1 EQU 0007H 左半屏讀顯示數(shù)據(jù)地址

　　CWADR2 EQU 0008H 右半屏寫指令代碼地址

　　DWADR2 EQU 0009H 右半屏寫顯示數(shù)據(jù)地址

　　CRADR2 EQU 000AH 右半屏讀狀態(tài)字地

　　DRADR2 EQU 000BH 右半屏讀顯示數(shù)據(jù)地址

　　圖1 MGLS12864 與W78E58 接口圖

　　軟件設(shè)計(jì)

　　液晶控制器HD61202 一共有七條指令，從作用上可分為兩類，顯示狀態(tài)設(shè)置指令和數(shù)據(jù)讀／寫操作指令。詳見指令系統(tǒng)可查看圖形液晶顯示器產(chǎn)品有關(guān)手冊(cè)。顯示起始行設(shè)置中L5～L0 為顯示起始行的地址，取值在0-3FH（1-64 行）范圍內(nèi)。頁面地址設(shè)置中P2-P0 為選擇的頁面地址，取值范圍為0-7H，代表１-8 頁。列地址設(shè)置中C5-C0 為Ｙ地址計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，取值在0-3FH（1-64 行）范圍內(nèi)。

　　顯示器上128 點(diǎn)×64 點(diǎn)，每８點(diǎn)為一字節(jié)數(shù)據(jù)，都對(duì)應(yīng)著顯示數(shù)據(jù)RAM（在HD61202 芯片內(nèi)），一點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)bit，計(jì)算機(jī)寫入或讀出顯示存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)代表顯示屏上某一點(diǎn)列上的垂直8 點(diǎn)行的數(shù)據(jù)。D0 代表最上一行的點(diǎn)數(shù)據(jù)，D1 為第二行的點(diǎn)數(shù)據(jù)，……。，D7 為第八行的點(diǎn)數(shù)據(jù)。該bit=1 時(shí)該點(diǎn)則顯示黑點(diǎn)出來，該bit=0 時(shí)該點(diǎn)則消失。另外LCD 指令中有－條display ON/OFF 指令，display ON 時(shí)顯示RAM 數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)顯示的畫面；display OFF 則畫面消失，RAM 中顯示數(shù)據(jù)仍存在。

　　點(diǎn)陣字模文件的建立

　　：由于MGLS12864 液晶顯示器沒有內(nèi)部字符發(fā)生器，所以在屏幕上顯示的任何字符、

　　漢字等須自己建立點(diǎn)陣字模庫，然后均按圖形方式進(jìn)行顯示。由于HD61202 顯示存儲(chǔ)器的特性，不能將計(jì)算機(jī)內(nèi)的漢字庫和其它字模庫提出直接使用，需要將其旋轉(zhuǎn)90 度后再寫入。點(diǎn)陣字模庫建立包括以下幾個(gè)方面：

　?。?） 建立8×16 點(diǎn)陣常用字符、數(shù)字、符號(hào)字模庫。

　　可選用計(jì)算機(jī)BIOS 中ASCII 的8×16 字模庫，所有字符按照ASCII 值從小到大升序排列。

　　asm{mov ax，1130h /*AH=11h—功能調(diào)用。裝入字庫至軟字庫 */

　　mov bh，6 /*AL=30h 取點(diǎn)陣信息 */

　　int 10h /*BH=6 取ROM8X16 點(diǎn)陣指針（VGA） */

　　mov ax，es /*出口：ES:BP 指向字庫指針 */

　　mov ascii_es，ax

　　mov ax，bp

　　mov ascii_bp，ax };

　　ascii_offset=ascii_bp+16*asciicode；

　　for（j=0;j《16;j++） buf［j］=peekb（ascii_es，ascii_offset+j）; /*讀16 字節(jié)點(diǎn)陣數(shù)據(jù)*/

　　for（m=0;m《16;m++） /*點(diǎn)陣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成LCD 格式數(shù)據(jù)*/

　　{ if（m《8） { beginbyte= 7; shiftn=“7”;}

　　else { beginbyte=“15”; shiftn=“15”;}

　　for（j=0;j《8;j++）

　　ascii8x16［m］=（ascii8x16［m］+ （buf［beginbyte-j］》》（shiftn-m））&0x01）《《1;

　　} 也可選用UCDOS 的ASC16 文件做字模庫。ASC16 文件的字符為8×16 點(diǎn)陣。所有字符按照ASCII 值從小到大升序排列。計(jì)算字符首地址的公式：字符首地址=字符的ASCII 碼值×16+字模庫首地址。

　　（2） 建立所用到的16×16 點(diǎn)陣字模庫。漢字字符可選用UCDOS 的HZK16 文件做字模庫。HZK16 文件的字符為16×16 點(diǎn)陣。所有字符按照區(qū)位碼從小到大升序排列。計(jì)算漢字字符首地址的公式如下：漢字首地址=（（區(qū)碼-1）×94+位碼-1）×32。作者用C 語言編寫的讀取UCDOS 點(diǎn)陣字庫字模程序，完成字模讀取、

　　數(shù)據(jù)重新排列，并按MCS-51 匯編程序的要求寫成相應(yīng)格式的文本文件。

　　p=（（quma-1）*94+weima-1）*32;

　　cclibfile=“fopen”（“HZK16

　　”，“rb”）;

　　fseek（cclibfile，（long）p，SEEK_SET）;

　　fread（buf，sizeof（unsigned char），32，cclibfile）; /*讀32 字節(jié)點(diǎn)陣數(shù)據(jù)*/

　　for（m=0;m《32;m++）{ /*點(diǎn)陣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成LCD 格式數(shù)據(jù)*/

　　if（m《8） { beginbyte=“14”; shiftn=“7”;}

　　else if（ m》= 8 && m《16 ） { beginbyte=“15”; shiftn=“15”;}

　　else if（ m》=16 && m《24 ） { beginbyte=“30”; shiftn=“23”;}

　　else { beginbyte=“31”; shiftn=“31”;}

　　for（j=0;j《8;j++）

　　hzk16x16［m］=（hzk16x16［m］+ （buf［beginbyte-2*j］ 》》（shiftn-m））&0x01）《《1;

　　}