大屏幕偽彩LCD在饋線故障定位裝置中的應(yīng)用

1 引言
圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊具有顯示信息豐富、功耗低、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、不產(chǎn)生電磁輻射污染等優(yōu)點(diǎn)，是單片機(jī)系統(tǒng)中理想的顯示器件，在基于微處理器的儀器儀表及監(jiān)視、控制等智能裝置的終端顯示、人機(jī)接口中也得到普遍應(yīng)用。
介紹小屏幕單色LCD的資料比較多，而當(dāng)需顯示的內(nèi)容較多且復(fù)雜時(shí)，再使用單色小屏幕LCD就顯得捉襟見(jiàn)肘。筆者在所開(kāi)發(fā)的小電流接地系統(tǒng)故障定位裝置中，利用北京精電蓬遠(yuǎn)顯示技術(shù)有限公司開(kāi)發(fā)的QPYD-03型大屏幕(320x240)、偽彩(8色)液晶顯示控制器與AHR3202407-CWH型液晶屏，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)話菜單式智能控制，而且實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜圖形的實(shí)時(shí)顯示功能，為值班人員提供了簡(jiǎn)單快捷的故障信息。下面介紹的圖形顯示方法具有較強(qiáng)的通用性，其系統(tǒng)控制軟件采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的程序已在80C196KB型單片機(jī)上運(yùn)行，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

2 QPYD-03型控制器的特點(diǎn)
●偽彩顯示：控制彩色320x3x240點(diǎn)陣STN液晶顯示模塊，8色，單顯示區(qū)；
●實(shí)時(shí)操作：計(jì)算機(jī)可以隨時(shí)讀寫(xiě)顯示存儲(chǔ)器，不影響顯示效果，無(wú)“雪花”顯示。
●使用簡(jiǎn)便：與計(jì)算機(jī)接口和操作指令簡(jiǎn)單統(tǒng)一，不用初始化。遵循80時(shí)序，可與8OC196KB單片機(jī)以方式通訊，極容易使用，并且升級(jí)換屏方便。
2.1 控制指令的特點(diǎn)
由于無(wú)需對(duì)QPYD-03進(jìn)行初始化，所以用戶操作僅是通過(guò)液晶顯示控制器的指令對(duì)顯示存儲(chǔ)器進(jìn)行控制，其指令碼的格式如下：

其中：CAl，CA0組合功能為內(nèi)部寄存器通道的選擇，功能如下：

A16：顯示地址第17位(最高位)，當(dāng)為“O”時(shí)，選擇顯示存儲(chǔ)器的低64 kB地址單元；當(dāng)為“1”時(shí)，選擇顯示存儲(chǔ)器的高64 kB地址單元。
DISP：顯示控制位。當(dāng)DISP設(shè)置為“l(fā)”時(shí)，控制器的DISP端置為高電平，控制液晶顯示模塊的DISP端為高――開(kāi)顯示狀態(tài)。當(dāng)DISP設(shè)置為“0”時(shí)，控制器的DISP端置為低電平，控制液晶顯示模塊的DISP端為低――關(guān)顯示狀態(tài)。
CA2：顯示區(qū)選擇，僅適用于雙顯示區(qū)控制板，當(dāng)為“O”時(shí)，選擇第l顯示區(qū)，首址為“0000H”；當(dāng)為“1”時(shí)，選擇第2顯示區(qū)，首址為“10000H”。當(dāng)CA2改變時(shí)，顯示區(qū)就可以在第l顯示區(qū)和第2顯示區(qū)之間切換，從而實(shí)現(xiàn)快速顯示等多種顯示方法。
X：未用位，建議視為“O”。
QPYD-03型控制器管理128 KB的顯示存儲(chǔ)器，顯示起始地址固定于0000H(單顯示區(qū)，對(duì)于雙顯示區(qū)，顯示起始地址固定于0000H和10000H)。計(jì)算機(jī)對(duì)顯示存儲(chǔ)器可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的讀寫(xiě)操作?？刂破鲗?duì)顯示數(shù)據(jù)的操作使用的是修改寫(xiě)方式，即在計(jì)算機(jī)讀顯示存儲(chǔ)器當(dāng)前地址單元內(nèi)容時(shí)，顯示地址不變；當(dāng)計(jì)算機(jī)向顯示存儲(chǔ)器當(dāng)前地址單元寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，顯示地址自動(dòng)加1。
2.2 彩色顯示數(shù)據(jù)格式
QPYD03型液晶顯示控制器可以使彩色液晶顯示器具有8色顯示功能。8色顯示的基本原理體現(xiàn)在編程上可以簡(jiǎn)單地理解為用顯示RAM區(qū)的3位數(shù)據(jù)表示屏上的1個(gè)像素點(diǎn)，因?yàn)?位數(shù)據(jù)可以有8種組合，所以可以表示8種顏色。3位數(shù)據(jù)和8種顏色對(duì)應(yīng)如下：

1個(gè)像素點(diǎn)由3個(gè)數(shù)據(jù)位控制，數(shù)據(jù)排列為順序排列方式。由于單色8點(diǎn)/字節(jié)在彩色上擴(kuò)展為彩色8點(diǎn)/3字節(jié)，即顯示存儲(chǔ)器空間被擴(kuò)展為單色的3倍。因此地址指針計(jì)算要求以3的倍數(shù)為基，以保證彩色設(shè)置的一致性。

3 接口電路及驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
3.1 接口電路設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)采用80C196KB型MCU，外設(shè)為PSD813，PSD813內(nèi)部具有l(wèi) M位的Flash，且支持JATG。這就使系統(tǒng)的在線編程異常方便。80C196KB與液晶模塊的接口電路如圖l所示，圖中所示的QPYD-03控制板上有2個(gè)接口，J1為與CPU的接口，J2為與液晶屏的接口。
3.2 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
圖1中QPYD-03與單片機(jī)的接口時(shí)序采用80時(shí)序，直接訪問(wèn)方式。下面以一個(gè)完整的繪點(diǎn)子程序?yàn)槔齺?lái)說(shuō)明其軟件編程思想，采用PL/M語(yǔ)言。

利用上面的繪點(diǎn)子程序，很容易實(shí)現(xiàn)“畫(huà)線”和“作圓”。對(duì)于寫(xiě)“字符”(8x8)和“漢字”(16l6)，限于篇幅，在此只給出其軟件流程，如圖2和圖3所示。

4 應(yīng)用實(shí)例
圖4所示為筆者開(kāi)發(fā)的小電流接地故障定位裝置中的部分顯示界面。系統(tǒng)正常時(shí)，圖中線路均用藍(lán)色表示，當(dāng)系統(tǒng)某點(diǎn)單相接地短路時(shí)，只有故障線路變?yōu)榧t色，并在接地段用接地符號(hào)和漢字標(biāo)出何段何相短路，而其他線路仍然用藍(lán)色表示，使值班人員一目了然。

5 結(jié)束語(yǔ)
本文以精電蓬遠(yuǎn)公司開(kāi)發(fā)的QPYD-03液晶控制IC為例，論述了大屏幕(320x240)偽彩(8色)圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器的軟硬件接口技術(shù)。它不僅能方便地進(jìn)行大信息量的各種字符和漢字顯示，而且能實(shí)現(xiàn)圖形及曲線的顯示，人機(jī)接口更友好，可為單片機(jī)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用提供十分簡(jiǎn)單、方便、功能強(qiáng)大的LCD顯示。
由于各種液晶顯示模塊的接口基本相同，因此本文提出的方法原則上也適用于其他型號(hào)的液晶顯示模塊接口設(shè)計(jì)。大屏幕液晶顯示(尤其是彩色)較其他顯示方式有更多的優(yōu)點(diǎn)，如字型美觀、顯示信息量大、可圖文并茂等?？梢钥隙?，它的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。在筆者研制的“小電流接地故障定段裝置”中，采用QPYD-03型控制器設(shè)計(jì)的彩色漢字、圖形形式的人機(jī)界面使裝置操作簡(jiǎn)便、易學(xué)易用，深受用戶好評(píng)。