圖形LCD模塊ACM19264ASB的漢字顯示

1引言

在基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)中，漢字顯示模塊是很重要的一個(gè)組成部分，它應(yīng)用廣泛、操作容易、調(diào)試簡(jiǎn)便。

然而，在單片機(jī)上顯示漢字也存在幾個(gè)問題。首先，單片機(jī)資源有限，我們不能為了顯示漢字占用太多的資源；其次，漢字存儲(chǔ)讀取比較繁瑣，使用不方便；第三，漢字是通過點(diǎn)陣顯示出來的，往往與lcd寫入方式不一樣，這就得進(jìn)行轉(zhuǎn)換和調(diào)整。

值得注意的是，基于單片機(jī)的漢字顯示不能在字符lcd上實(shí)現(xiàn)。使用圖形lcd有很多優(yōu)點(diǎn)，不僅能顯示漢字，而且可以實(shí)現(xiàn)漢字動(dòng)態(tài)移動(dòng)和上下滾屏，實(shí)現(xiàn)漢字與圖形的混合顯示，同時(shí)功耗低。

2基于單片機(jī)的漢字顯示原理

2.1漢字字模

漢字一般是以點(diǎn)陣式存儲(chǔ)的，如16×16，24×24點(diǎn)陣（即漢字的字模），每個(gè)漢字由32字節(jié)（16點(diǎn)陣）或72字節(jié)（24點(diǎn)陣）描述。根據(jù)漢字的不同字體,也可分為宋體字模、楷體字模、黑體字模等等。

漢字的字模其實(shí)是漢字字形的圖形化。對(duì)于16點(diǎn)陣字模，就是把漢字寫在一個(gè)16×16的網(wǎng)格內(nèi)，漢字的筆畫能過某網(wǎng)格時(shí)該網(wǎng)格就對(duì)應(yīng)1，否則該網(wǎng)格對(duì)應(yīng)0，這樣每一網(wǎng)格均對(duì)應(yīng)1或0，把對(duì)應(yīng)1的網(wǎng)格連起來看，就是這個(gè)漢字。漢字就是這樣通過字節(jié)表示點(diǎn)陣存儲(chǔ)在字庫中的。

為了方便查找所需漢字的點(diǎn)陣，每個(gè)漢字都與一個(gè)雙字節(jié)的內(nèi)碼一一對(duì)應(yīng)。通過漢字的內(nèi)碼可以計(jì)算出它的點(diǎn)陣起始字節(jié)?，F(xiàn)以16點(diǎn)陣為例說明。

先由內(nèi)碼計(jì)算出它在漢字庫中的區(qū)位碼，計(jì)算公式為：

區(qū)碼=內(nèi)碼第一字節(jié)－160

位碼=內(nèi)碼第二字節(jié)－160

再由區(qū)位碼可以得到它在漢字庫中字模第一個(gè)字節(jié)的位置:
(區(qū)碼×94＋位碼)×32 于是，可以向后連續(xù)讀出由32個(gè)字節(jié)組成的該字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。

2.2漢字顯示

漢字占用資源太多（如16點(diǎn)陣，每個(gè)漢字就需32字節(jié)），因而通常把漢字庫放在eeprom里，需要顯示某個(gè)漢字時(shí)，先算出它的區(qū)位碼，再求出點(diǎn)陣起始位置，從eeprom中順序調(diào)出該字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，存在緩沖區(qū)里，最后依次送往lcd顯示，描出該字。需要說明的是漢字存儲(chǔ)方式與lcd顯示方式有一定差別。

本文使用另一種顯示方法，即事先將程序用到的漢字、符號(hào)和數(shù)碼（為了節(jié)省顯示空間，可以將數(shù)碼壓成8×16點(diǎn)陣），編成一個(gè)文本文件，用一段小程序做出相應(yīng)小的漢字庫，這個(gè)小字庫的漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)取自于一般漢字庫。再經(jīng)過轉(zhuǎn)換和調(diào)整，得到新的漢字庫，最后把新字庫固化在eeprom中。單片機(jī)只需按序號(hào)讀出點(diǎn)陣字節(jié)，送往lcd即可顯示所需漢字。減輕了單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，去除了繁瑣的查找內(nèi)碼、求起始位置、轉(zhuǎn)換、調(diào)整等工作，提高了系統(tǒng)可靠性。

3自定義小字庫的制作

典型的漢字庫可選用ucdos下的字庫，如16點(diǎn)陣字庫hzk16。需要256k空間，用了較大的eeprom，又不方便讀取，而實(shí)際應(yīng)用中需要的漢字又非常少，因而我們可以自己制作小的漢字庫，在這個(gè)小字庫里只包含系統(tǒng)需要的漢字。這樣，一方面節(jié)省讀取時(shí)間，另一方面大大地節(jié)省了資源。

限于篇幅，這里僅僅給出流程圖（假定事先將所需漢字寫到了一個(gè)文本文件），如圖1所示。

4圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊acm19264asb的結(jié)構(gòu)與原理

4.1技術(shù)參數(shù)和性能

1）電源：＋5v；
2）顯示內(nèi)容：192（列）×64（行）點(diǎn)陣，可顯示圖形，也可顯示12×4（16點(diǎn)陣）漢字；
3）全屏幕點(diǎn)陣；
4）7種指令；
5）與cpu接口采用8位數(shù)據(jù)總線并行輸入輸出和8條控制線。

4.2模塊主要外部接口
1）vss：地；
2）d/i：高時(shí)表示db7～db0為顯示數(shù)據(jù)，低時(shí)表示為顯示指令數(shù)據(jù)；
3）r/w：讀寫控制；
4）e：使能信號(hào)；
5）db7～db0：數(shù)據(jù)線；
6）cs3～cs1：3組列驅(qū)動(dòng)選擇器；
7）reset：復(fù)位控制；
8）vee：負(fù)電壓驅(qū)動(dòng)。

4.3指令說明，指令字為【r/w,d/i,db7,db6,db5,db4,db3,db2,db1,db0】

1）顯示開關(guān)控制【0,0,0,0,1,1,1,1,1,d】，d=1表示開顯示，可進(jìn)行各種顯示操作；

2）設(shè)置顯示起始行【0,0,1,1,a5,a4,a3,a2,a1,a0】,起始行地址可以是0～63的任意一行；

3）設(shè)置頁地址（即x地址）【0,0,1,0,1,1,1,a2,a1,a0】，8行為一頁，模塊共64行即8頁，0～7可選；

4）設(shè)置y地址【0,0,0,1,a5,a4,a3,a2,a1,a0】，y可從0～63選，對(duì)應(yīng)cs3～cs1，各包含64列，y可選擇其中一列作讀寫操作起始列，每操作一次y自動(dòng)加1；

5）讀狀態(tài)【1,0,bf,0,on/off,rst,0,0,0,0】，其中bf為忙標(biāo)志，bf=1表示內(nèi)部正進(jìn)行操作，不接受外部指令，on/off為顯示控制觸發(fā)器狀態(tài)，on/off=1為開顯示，數(shù)據(jù)就顯示在屏幕上，rst=1表示內(nèi)部正進(jìn)行初始化，不接受任何指令和數(shù)據(jù)；

6）寫顯示數(shù)據(jù)【0,1,d7,d6,d5,d4,d3,d2,d1,d0】,寫入顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元進(jìn)行顯示，y地址指針自動(dòng)加1；

7）讀顯示數(shù)據(jù)【1,1,d7,d6,d5,d4,d3,d2,d1,d0】,讀出數(shù)據(jù)，y自動(dòng)加1。

4.4模塊主要硬件構(gòu)成說明

圖形顯示lcd模塊acm19264asb的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

如圖2所示。ic4為行驅(qū)動(dòng)器，ic3～ic1為列驅(qū)動(dòng)器，各驅(qū)動(dòng)器含有如下功能器件：指令寄存器（ir），數(shù)據(jù)寄存器（dr），忙標(biāo)志（bf），顯示控制觸發(fā)器（dff），xy地址計(jì)數(shù)器，顯示數(shù)據(jù)ram（ddram），z地址計(jì)數(shù)器（即行掃描計(jì)數(shù)器，掃完一行自動(dòng)加1，0～63循環(huán)，故可實(shí)現(xiàn)滾屏顯示）。

4.5顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元地址表

表2示出顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元地址。

5漢字庫到lcd的調(diào)整與轉(zhuǎn)換

從表1和表2可以看出，漢字庫點(diǎn)陣需要經(jīng)過調(diào)整和轉(zhuǎn)換才能顯示在lcd上。具體地講，需要先從行點(diǎn)陣轉(zhuǎn)換到列點(diǎn)陣，再翻轉(zhuǎn)180°。相應(yīng)程序如下：

先將＃include加到頭文件中，然后設(shè)置數(shù)組：

unsignedintfarhzlib[16＊1000];轉(zhuǎn)換前的漢字庫點(diǎn)陣數(shù)組，雙字節(jié)寫入unsignedintfarhzxlib[8＊2000]；轉(zhuǎn)換后的漢字庫點(diǎn)陣數(shù)組，單字節(jié)寫入 這里，轉(zhuǎn)換前的漢字庫數(shù)組每次按雙字節(jié)寫入16位點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，快捷方便，轉(zhuǎn)換后的漢字庫數(shù)組按單字節(jié)寫入。 最后把轉(zhuǎn)換子程序函數(shù)加到主程序后面即可。轉(zhuǎn)換子程序如下：voidhz_tzh(){

inti,j,k,getbit;for(k=0;k{for(i=0;i<16;i＋＋)；先轉(zhuǎn)換低16字節(jié){for(j=7;j>=0;j－－){getbit=(hzlib[16＊k＋j]>>(15－i))－(hzlib[16＊k＋j]>>(16－i))＊2;取每個(gè)字節(jié)的相同位，實(shí)現(xiàn)行到列的轉(zhuǎn)換hzxlib[i＋32＊k]＋=getbit<時(shí)，高低位順序倒轉(zhuǎn)180°}}for(i=16;i<32;i＋＋)；再轉(zhuǎn)換高16字節(jié){for(j=15;j>=8;j－－){getbit=(hzlib[16＊k＋j]>>(31－i))－(hzlib[16＊k＋j]>>(32－i))＊2hzxlib[i＋32＊k]＋=getbit<<(j－8)}}}}

6漢字顯示應(yīng)用舉例

圖3示出漢字顯示的典型應(yīng)用框圖。

cpld用來擴(kuò)展i/o口，單片機(jī)通過cpld讀取漢字庫eeprom點(diǎn)陣數(shù)組，緩存到sram中，然后依次寫入lcd顯示出來，鍵盤用來輸入指令與改變數(shù)據(jù)。

使用過程中應(yīng)注意幾個(gè)問題：

1）lcd分3個(gè)區(qū)cs1～cs3分別選中寫入,確定顯示位置后，先選中對(duì)應(yīng)區(qū)cs再寫入；
2)該型號(hào)lcd每行只能顯示24個(gè)漢字，到邊界時(shí)注意加一個(gè)判斷程序，防止顯示位置出錯(cuò)；
3 ）程序中可能用到數(shù)碼，為了節(jié)省顯示空間，可以事先將數(shù)碼壓成8×16點(diǎn)陣，添加到eeprom漢字庫后面。 本系統(tǒng)在信號(hào)源產(chǎn)生系統(tǒng)中,已成功使用,速度快，程序簡(jiǎn)捷，沒有出現(xiàn)誤碼等問題。