分类： 嵌入式
2009-11-17 14:37:48
点阵LCD的显示原理
在数字电路中，所有的数据都是以0和1保存的，对LCD控制器进行不同的数据操作，可以得到不同的结果。对于显示英文操作，由于英文字母种类很少，只需要8位（一字节）即可。而对于中文，常用却有6000以上，于是我们的DOS前辈想了一个办法，就是将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，即汉字的内码。而剩下的低128位则留给英文字符使用，即英文的内码。
那么，得到了汉字的内码后，还仅是一组数字，那又如何在屏幕上去显示呢？这就涉及到文字的字模，字模虽然也是一组数字，但它的意义却与数字的意义有了根本的变化，它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状，如英文的'A'在字模的记载方式如图1所示：
图1 “A”字模图
而中文的“你”在字模中的记载却如图2所示：
图2 “你”字模图
12864点阵型LCD简介
12864是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8×4个(16×16点阵)汉字。
|
管脚号 |
管脚名称 |
LEVER |
管脚功能描述 |
|
1 |
VSS |
0 |
电源地 |
|
2 |
VDD |
+5.0V |
电源电压 |
|
3 |
V0 |
- |
液晶显示器驱动电压 |
|
4 |
D/I(RS) |
H/L |
D/I=“H”，表示DB7∽DB0为显示数据 D/I=“L”，表示DB7∽DB0为显示指令数据 |
|
5 |
R/W |
H/L |
R/W=“H”，E=“H”数据被读到DB7∽DB0 R/W=“L”，E=“H→L”数据被写到IR或DR |
|
6 |
E |
H/L |
R/W=“L”，E信号下降沿锁存DB7∽DB0 R/W=“H”，E=“H”DDRAM数据读到DB7∽DB0 |
|
7 |
DB0 |
H/L |
数据线 |
|
8 |
DB1 |
H/L |
数据线 |
|
9 |
DB2 |
H/L |
数据线 |
|
10 |
DB3 |
H/L |
数据线 |
|
11 |
DB4 |
H/L |
数据线 |
|
12 |
DB5 |
H/L |
数据线 |
|
13 |
DB6 |
H/L |
数据线 |
|
14 |
DB7 |
H/L |
数据线 |
|
15 |
CS1 |
H/L |
H:选择芯片(右半屏)信号 |
|
16 |
CS2 |
H/L |
H:选择芯片(左半屏)信号 |
|
17 |
RET |
H/L |
复位信号,低电平复位 |
|
18 |
VOUT |
-10V |
LCD驱动负电压 |
|
19 |
LED+ |
- |
LED背光板电源 |
|
20 |
LED- |
- |
LED背光板电源 |
表1：12864LCD的引脚说明
在使用12864LCD前先必须了解以下功能器件才能进行编程。12864内部功能器件及相关功能如下：
1. 指令寄存器(IR)
IR是用于寄存指令码，与数据寄存器数据相对应。当D/I=0时，在E信号下降沿的作用下，指令码写入IR。
2．数据寄存器(DR)
DR是用于寄存数据的，与指令寄存器寄存指令相对应。当D/I=1时，在下降沿作用下，图形显示数据写入DR，或在E信号高电平作用下由DR读到DB7∽DB0数据总线。DR和DDRAM之间的数据传输是模块内部自动执行的。
3．忙标志：BF
BF标志提供内部工作情况。BF=1表示模块在内部操作，此时模块不接受外部指令和数据。BF=0时，模块为准备状态，随时可接受外部指令和数据。
利用STATUS READ指令，可以将BF读到DB7总线，从检验模块之工作状态。
4．显示控制触发器DFF
此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示（DISPLAY OFF），DDRAM的内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示（DISPLAY OFF）。
DDF的状态是指令DISPLAY ON/OFF和RST信号控制的。
5．XY地址计数器
XY地址计数器是一个9位计数器。高3位是X地址计数器，低6位为Y地址计数器，XY地址计数器实际上是作为DDRAM的地址指针，X地址计数器为DDRAM的页指针，Y地址计数器为DDRAM的Y地址指针。
X地址计数器是没有记数功能的，只能用指令设置。
Y地址计数器具有循环记数功能，各显示数据写入后，Y地址自动加1，Y地址指针从0到63。
6．显示数据RAM（DDRAM）
DDRAM是存储图形显示数据的。数据为1表示显示选择，数据为0表示显示非选择。DDRAM与地址和显示位置的关系见DDRAM地址表。
7．Z地址计数器
Z地址计数器是一个6位计数器，此计数器具备循环记数功能，它是用于显示行扫描同步。当一行扫描完成，此地址计数器自动加1，指向下一行扫描数据，RST复位后Z地址计数器为0。
Z地址计数器可以用指令DISPLAY START LINE预置。因此，显示屏幕的起始行就由此指令控制，即DDRAM的数据从哪一行开始显示在屏幕的第一行。此模块的DDRAM共64行，屏幕可以循环滚动显示64行。
12864LCD的指令系统及时序
该类液晶显示模块（即KS0108B及其兼容控制驱动器）的指令系统比较简单，总共只有七种。其指令表如表2所示：
|
指令名称 |
控制信号 |
控制代码 | ||||||||
|
R/W |
RS |
DB7 |
DB6 |
DB5 |
DB4 |
DB3 |
DB2 |
DB1 |
DB0 | |
|
显示开关 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1/0 |
|
显示起始行设置 |
0 |
0 |
1 |
1 |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
|
页设置 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
X |
X |
X |
|
列地址设置 |
0 |
0 |
0 |
1 |
X |
X |
X |
X |
X |
X |
|
读状态 |
1 |
0 |
BUSY |
0 |
ON/OFF |
RST |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
写数据 |
0 |
1 |
写数据 | |||||||
|
读数据 |
1 |
1 |
读数据 | |||||||
表2：12864LCD指令表
各功能指令分别介绍如下。
|
R/WRS |
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0 |
|
00 |
00111111/0 |
当DB0＝1时，LCD显示RAM中的内容；DB0＝0时，关闭显示。
2、显示起始行（ROW）设置指令
|
R/WRS |
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0 |
|
00 |
11显示起始行（0～63） |
该指令设置了对应液晶屏最上一行的显示RAM的行号，有规律地改变显示起始行，可以使LCD实现显示滚屏的效果。
3、页（PAGE）设置指令
|
R/WRS |
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0 |
|
00 |
10111页号（0～7） |
显示RAM共64行，分8页，每页8行。
4、列地址（Y Address）设置指令
|
R/WRS |
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0 |
|
00 |
01显示列地址（0～63） |
设置了页地址和列地址，就唯一确定了显示RAM中的一个单元，这样MPU就可以
用读、写指令读出该单元中的内容或向该单元写进一个字节数据。
5、读状态指令
|
R/WRS |
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0 |
|
10 |
BUSY0ON/OFFREST0000 |
该指令用来查询液晶显示模块内部控制器的状态，各参量含义如下：
BUSY：1-内部在工作0-正常状态
ON/OFF：1-显示关闭0-显示打开
RESET：1-复位状态0-正常状态
在BUSY和RESET状态时，除读状态指令外，其它指令均不对液晶显示模块产生作用。
在对液晶显示模块操作之前要查询BUSY状态，以确定是否可以对液晶显示模块进行操作。
6、写数据指令
|
R/WRS |
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0 |
|
01 |
写数据 |
|
R/WRS |
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0 |
|
11 |
读显示数据 |
读、写数据指令每执行完一次读、写操作，列地址就自动增一。必须注意的是，进行读操作之前，必须有一次空读操作，紧接着再读才会读出所要读的单元中的数据。
12864点阵型LCD软硬件设计实例
通过以上学习，现在就来实际应用12864LCD的软硬件设计。本实例将在LCD上显示如图3所示内容：
图3 模拟显示效果图
在调试前先将显示切换开关切换到LCD显示状态。
图4 128*64LCD实验演示图
硬件原理图
图5 硬件原理图
程序流程图
图6 软件流程图
软件代码
在编写软件代码之前必须要先掌握汉字取模的方法。要得到上表中的文字，我们可以借助取模软件来完成。目前点阵LCD的取模软件有很多，我们以本开发板配套的取模软件为例来介绍一下汉字的取模方法。
打开取模软件出现如下显示界面：
在文字输入区中输入文字，我们以输入一个欢迎的“欢”字为例，了解其取模过程。在文字输入区中输入“欢”后按CTRL+ENTER组合键后就看到“欢”字已经在模拟显示区显示出来了
在“取模方式”中选择“C51格式”就可以在“点阵生成区”得到你要的汉字“欢”的显示代码。
经过以上步骤后一个汉字就取模成功了，在程序中只要调用这段代码就可显示出汉字“欢”了，其它汉字也用同样的方法。取完要显示的全部汉字代码后我们就可以编程了。
