圖形點陣式液晶顯示模塊的控制技術(shù)

摘要：分析了圖形點陣式液晶顯示模塊LCD240128A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，結(jié)合AT89S58單片機給出了MPU與液晶顯示模塊LCD240128的接口電路，并根據(jù)LCD240128A模塊中T6963A液晶驅(qū)動器的文本與圖形兩種模式的指令特性，給出了相應(yīng)的控制軟件。

關(guān)鍵詞：液晶 微控制器 顯示器 LCD240128A AT89S58 T6963A

1 模塊簡介

圖形點陣式液晶顯示模塊具有尺寸小、功耗小、可靠性高、成本低等優(yōu)點，可顯示各種圖像與文本信息，因此在電子儀器中得到廣泛的應(yīng)用。

LCD240128A是熱致液晶STN型圖形點陣式顯示模塊，它由STN型液晶板、液晶顯示控制器、液晶驅(qū)動器、背光板等組成，圖1怕示是LCD240128A模塊的結(jié)構(gòu)框圖。它的整屏尺寸為114×104mm，有240×128點，可顯示16點陣漢字15×8個，亦可顯示各種圖形。因此，在智能式電子儀器中，LCD240128A可用來作為顯示器，以顯示各種圖形和文本信息。LCD240128A液晶模塊內(nèi)有T6963A液晶驅(qū)動控制器，該模塊的外部接口引腳定義如表1所列。

T6863A內(nèi)部含有共128字節(jié)的字符發(fā)生器CGROM，可外接8k(最大為128k)字節(jié)的RAM作為外部的顯示緩沖區(qū)及字符發(fā)生器CGRAM，并允許MPU訪問顯示緩沖區(qū)，甚至還可進行位操作。

根據(jù)T6963A的特性設(shè)計出的LCD240128A模塊與AT89S58單片機的接口電路如圖2所示。

在圖2中，AT89S58單片機作為控制液晶模塊MPU，擴展在16k字節(jié)EPROM27128用于存放16點陣漢字的字模數(shù)據(jù)，AT89S58與外部數(shù)據(jù)及指令的效換采和8255作為I/O通道。

從圖2可以看出，液晶模塊的控制指令端口為4FFFH，數(shù)據(jù)端口為4FFEH，可通過電位器P1來調(diào)整液晶的顯示效果。

2 控制命令

為了更好地闡述LCD240128A的控制方法，這里先介紹T6963A的指令。

表1 LCD240128A的引腳定義

T6963A的指令格式為：數(shù)據(jù)1+數(shù)據(jù)2+指令字節(jié)，但是，有的指令只含有一個數(shù)據(jù)或根本就沒有數(shù)據(jù)。而LCD240128A模塊選擇的是單屏結(jié)構(gòu)、每行最大為80個字節(jié)、總行數(shù)為16的顯示模式。

為了確保每條指令的正確執(zhí)行，有必要在執(zhí)行指令前，先分析一下模塊的狀態(tài)字：

STATE：MOV DPTR，#40001H

MOVX A，@DPTR

RET

此時，累加器A中的每位所代表的內(nèi)容如下：

ACC.0：指令讀寫狀態(tài)，1表示已準備好，0表示忙

ACC.1：指令讀寫狀態(tài)，1表示已準備好，0表示忙

ACC.2：數(shù)據(jù)自動讀狀態(tài)，1表示已準備好，0表示忙

ACC.3：數(shù)據(jù)自動寫狀態(tài)，1表示已準備好，0表示忙

ACC.4：未用

ACC.5：控制器運行特性檢測，1表示可以，0表示不可；

ACC.6：屏讀/拷貝狀態(tài)，1表示出錯，0表示正確；

ACC.7：閃爍狀態(tài)，1表示正常，0表示不正常；

2.1 地址指令設(shè)置命令

地址指令設(shè)置命令主要包括如下三種設(shè)置：

（1）設(shè)置光標位置：D1+D2+21H；

其中D1為光標離液晶屏左上角的橫向字符數(shù)；D2為光標離液晶屏左上角的縱向字符數(shù)。

（2_設(shè)置CGRAM的位置：D1+00H+22H；

此指令中D1的有效位為低5位，用于設(shè)置2kCGRAM在8k顯示RAM中的高5位地址，中間8位為字符代碼，低3位為字符8×8點陣行計數(shù)值。

（3）設(shè)置當前要操作的單元：D1+D2+24H

其中D1為地址的低字節(jié)，D2為高字節(jié)。

2.2 顯示區(qū)域設(shè)置命令

顯示區(qū)域設(shè)置命令主要是對文本區(qū)首址和每行字符數(shù)以及圖形區(qū)的首址和每行字符數(shù)進行設(shè)置。

（1）設(shè)置文本顯示區(qū)的首址：D1+D2+40H

其中D1為低字節(jié)，D2為高字節(jié)，地址對應(yīng)于顯示屏左上角的字符位。

（2）設(shè)置文本區(qū)的每行字符數(shù)：D1+00H+41H

（3）設(shè)置圖形區(qū)首址：D1+D2+42H

其中D1為地址的低字節(jié)，D2為高字節(jié)。

（4）設(shè)置圖形區(qū)每行字符數(shù)：D1+00H+43H

2.3 設(shè)置顯示方式

設(shè)置顯示方式的格式為：

各位的意義如下：

N3-字符發(fā)生器選擇位，當N3=1時，選擇CGRAM，字符代碼為00H～FFH，字節(jié)空間為2k；當N3=0時，選擇CGROM，字符代碼為00H～7FH。

通過N2、N1和N0的不同組合可對合成顯示方式進行選擇，選擇方式如表2所列。只有當文本方式和圖形方式均打開時，上述合成顯示方式的設(shè)置才有效。

表2 合成顯示方式選擇

2.4 設(shè)置顯示狀態(tài)

顯示狀態(tài)指令模式為：

其中：N0為光標閃爍位，1為可以，0為禁止；

N1為為光標顯示，1為可以，0為禁止；

N2為文本顯示，1為可以，0為禁止；

N3為圖形顯示，1為可以，0為禁止。

2.5 光標形狀選擇

光標形狀選擇指令格式為：

光標形狀為8點（列）×N點（行），其中N的值由N0～N2決定。

2.6 設(shè)置數(shù)據(jù)自動讀/寫方式

該指令包括B0H，B1H和B2H（B3H）等。其中：

B0H表示自動寫；B1H表示自動讀；B2H為結(jié)束自動方式。

該指令的格式為：D1+指令字節(jié)，意義如下：

D1+C0H：表示數(shù)據(jù)寫，地址加1；

C1H：表示數(shù)據(jù)讀，地址加1；

D1+C2H：表示數(shù)據(jù)寫，地址減1；

C3H：表示數(shù)據(jù)讀，地址減1；

D1+C4H：表示數(shù)據(jù)寫，地址不變；

C5H：表示數(shù)據(jù)讀，地址不變。

有了上述指令，我們就可開始下一步的軟件設(shè)計，至于T6963A的更詳細說明，請參考文獻[1]。

3 控制軟件

該控制軟件主要討論液晶模塊的初始化、CGROM中字符的顯示、CGRAM的設(shè)置以及漢字與圖形的顯示等。

3.1 初始化與準備工作

以下為狀態(tài)檢測程序：

STA1：LCALL STATE

JNB ACC.0，STA1 ；指令讀寫狀態(tài)

JNB ACC.1，STA1 ；數(shù)據(jù)讀寫狀態(tài)

RET

STA2：LCALL STATE

JNB ACC.2，STA2 ；數(shù)據(jù)自動讀狀態(tài)

RET

STA3：LCALL STATE

JNB ACC.3，STA3 ；數(shù)據(jù)自動寫狀態(tài)

RET

STA6：LCALL STATE

JB ACC.6，ERR ；屏讀/拷貝狀態(tài)

RET

；- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

ERR_；LJMP ERR ；出錯處理程序

；- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

；

STATE：MOV DPTR，#4001H

MOVX A，@DPTR

RET

在下面的寫指令與數(shù)據(jù)程序中，R2為數(shù)據(jù)D1，R3為數(shù)據(jù)D2，R4為指令字節(jié)；

；

WR2：LCALL STA1 ；有D1與D2

MOV A，R2

LCALL WRD

WR1：LCALL STA1 ；無D1，

MOV A，R3

LCALL WRD

WR0：LCALL STA1 ；無D1與D2，

MOV A，R4

AJMP WR00

WRD：MOV DPTR，#4000H

WR00：MOVX @DPTR，A

RET

；

以下是讀數(shù)程序：

；

RD_：LCALL STA1

MOV DPTR，#4000H

MOVX A，@DPTR

RET

；

有關(guān)硬件的初始化，LCD240128A在模塊制造時就已做了如下選擇：

FS=0，用于選擇8×8點陣；

MD2=0,MD3=0確定了每行最大字符數(shù)為80；

MDS=1，MD0=0，MD1=0,確定了總行數(shù)為16；

下面為軟件的初始化程序：

INITATION：LCALL CLR_

MOV R2，#0 ；建立文本區(qū)首址

MOV R3，#0 ；為00H

MOV R4，#40H

LCALL WR2

MOV R2，#1EH ；設(shè)置文本區(qū)寬度

MOV R3，#0 ；為30

MOV R4，#41H

LCALL WR2

；

MOV R2，#00H ；設(shè)置圖形區(qū)首址

MOV R3，#00H

MOV R4，#42H

LCALL WR2

MOV R2，#1EH ；設(shè)置圖形區(qū)寬度

MOV R3，#0

MOV R4，#43H

LCALL WR2

MOV R4，#0A0H

LCALL WR0 ；設(shè)置光標形狀

MOV R4，#98H ；打開文本與圖形方式

LCALL WR0

MOV R4，#80H ；采用邏輯“或”

LCALL WR0

RET

；

CLR_； MOV R2，#0 ；清RAM單元

MOV R3，#0

MOV R4，#24H

LCALL WR2

MOV R4，#0B0H ；設(shè)置自動寫

LCALL WR0

MOV R2，#1FH

；

CLR1： MOV R3，#0FFH

CLR2： LCALL STA3

CLR A ；寫入0

LCALL WRD

DJNZ R3，CLR2

DJNZ R2，CLR1

MOV R4，#0B3H ；結(jié)束自動寫

LCALL WR0

RET

；

CLR_：MOV R2，#0 ；清RAM單元

MOV R3，#0

MOV R4，#24H

LCALL WR2

MOV R4，#0B0H ；設(shè)置自動寫

LCALL WR0

MOV R2，#1FH

；

CLR1： MOV R3，#0FFH

CLR2： LCALL STA3

CLR A ；寫入0

LCALL WRD

DJNZ R3，CLR2

DJNZ R2，CLR1

MOV R4，#0B3H ；結(jié)束自動寫

LCALL WR0

RET

；

3.2 CGROM中的字符顯示

在1k字節(jié)的CGROM中，含有以下00H～7FH為字符代碼的常用字母與符號。并于它們的顯示程序可以描述如下，這里以顯示：“OK！”為例：

DISPI：MOV R3，#00h ；設(shè)置指針地址

MOV R2，#0

MOV R4，#24H

LCALL WR2

MOV R2，#0

DISP10：MOV DPTR，#TAB1

MOV A，R2

MOVC A，@A+DPTR

MOV R3，A ；取字符

MOV R4，#0C0H

LCALL WR1 ；寫入模塊

INC R2

CJNE R2，#03H，DISP10

RET

TAB1： DB 2FH，2BH，01H

3.3 圖形方式下顯示漢字

可以很方便地從計算機中提取點陣式的漢字字模，并按左上，左下，右上，右下的順序，把字模保存在程序ROM中，下面以占用32個字節(jié)的漢字16點陣“交”字為例如以說明：

HK0：DB 02H，01H，01H，0FFH，08H，08H，10H，28H

DB 44H，02H，01H，02H，04H，08H，30H，0C0H

DB 00H，10H，0A0H，48H，0FCH，48H，48H，0F8H

DB 48H，0FCH，20H，20H，20H，24H，0FEH，00H

下面這個子程序，可以顯示一個漢字“交”，通過調(diào)用該子程序，即可顯示一組語句，具體說明如下：

；R2，R3，R4，R5，A

HZDISP：MOV DPTR，#HK0

MOV B，#20H

MUL AB

ADD A，DPL

MOV DPL，A

MOV A，B

MDDC A，DPH

MOV DPH，A

push dph

push dp1

MOV R2,#10H

MOV A,#00H ；指向字模的左半部地址

HZD1：pop dp1

Pop dph

MOV R5,A

MOVC A,@A+DPTR

Push dph

Push dp1

MOV R3,A

MOV R4,#0C0H

LCALL WR1

pop dp1

pop dph

MOV A,R5

ADD,A,#10H ;指向字模的右半部地址

MOVC A，@A+DPTR

PUSH DPH

PUSH DPL

；

MOV R3，A

LCALL WR1

MOV A，R2

MOV R3，A

；改變顯示指針，

MOV R2，#1CH

MOV R4，#0C1H

HZD2：LCALL WR0

DJNZ R2，HZD2

；

MOV A，R3

MOV R2，A

MOV A，R5

INC A

DJNZ R2，HZD1

pop dp1

pop dph

RET

在TA6963A的控制指令中，有一個位操作指令，格式為：

格式中的D2D1D0用于確定要操作的是0～7位某一位，D3確定該位為1或0.該指令可對當前顯示地址指針所指的顯示單元中的數(shù)據(jù)的任一位寫“0”或?qū)憽?”。有了這個指令，欠就可以很方便地設(shè)置點或清除點，從而達到顯示任意曲線或圖案的目的。

4 結(jié)束語

利用LCD240128A液晶模塊可以增加系統(tǒng)的可讀性。本文就其基本的控制軟件與電路作為分析。當然，液晶模塊的控制集成電路有很多種，各套指令也有一定的差異，但其基本思想都有很多相似的地址。