基于PIC16F877A單片機(jī)的HT1621液晶顯示控制器

0引 言

　　HT1621液晶顯示控制器是多功能全自動(dòng)智能開關(guān)的顯示部件，能實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、在線監(jiān)控供電線路的運(yùn)行情況。一旦線路出現(xiàn)漏電、過載、短路、過壓、欠壓和缺相時(shí)，智能安全用電開關(guān)能立刻啟動(dòng)保護(hù)程序，并顯示在HT1621液晶顯示控制器上。在智能化樓宇、中高檔家庭住宅、電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、國(guó)家重點(diǎn)消防單位以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等領(lǐng)域。基于單片機(jī)的HT1621液晶顯示控制器應(yīng)用廣泛，其原理框圖如圖1所示。

　　美國(guó)MICROCHIP公司的PIC系列單片機(jī)主要有以下特點(diǎn)：(1)哈佛總線結(jié)構(gòu)；(2)指令單字節(jié)化；(3)精簡(jiǎn)指令集；(4)尋址方式簡(jiǎn)單；(5)代碼壓縮率高；(6)運(yùn)行速度高；(7)功耗低；(8)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，達(dá)到20 mA的電流驅(qū)動(dòng)能力；(9)自帶硬件看門狗；(10)外接電路簡(jiǎn)單；(11)開發(fā)方便；這些特點(diǎn)使得PIC系列單片機(jī)在工業(yè)控制、消費(fèi)電子產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化設(shè)備、智能儀器儀表、汽車電子等不同的領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1 PIC16F877A特點(diǎn)

　　PIC16F877A單片機(jī)為雙列直插式40引腳處理器，所有接口引腳除具有基本輸入／輸出功能外，一般都設(shè)計(jì)有第2功能，甚至第3功能。它采用引腳復(fù)用技術(shù)，以便使增加功能而又不增大體積和引腳數(shù)量。PIC16F877A單片機(jī)除了具有PIC系列單片機(jī)的共同特點(diǎn)外，還具有8K×14位的Flash程序存儲(chǔ)器，512 B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，256×8位EEP-ROM，33條I／O口線，8路10位A／D通道等?？梢?，PIC16F877A非常適用于HT1621液晶顯示控制。

2 HT1621液晶驅(qū)動(dòng)器

2.1概 述

　　HT1621是128點(diǎn)內(nèi)存映象和多功能的LCD驅(qū)動(dòng)器，HT1621的軟件配置特性使它適用于多種LCD應(yīng)用場(chǎng)合，包括LCD模塊和顯示子系統(tǒng)。HT1621的底板插口配置圖如圖2所示。用于連接主控制器和HT1621的管腳只有4或5條，HT1621還有一個(gè)節(jié)電命令用于降低系統(tǒng)功耗。

2.2特 性

(1)工作電壓：2.4～5.2 V；
(2)內(nèi)嵌256 kHz RC振蕩器；
(3)可外接32 kHz晶片或256 kHz頻率源輸入；
(4)可選1／2或1／3偏壓和1／2 1／3或1／4的占空比；
(5)片內(nèi)時(shí)基頻率源；
(6)蜂鳴器可選擇兩種頻率；
(7)節(jié)電命令可用于減少功耗；
(8)內(nèi)嵌時(shí)基發(fā)生器和看門狗定時(shí)器(WDT)；
(9)時(shí)基或看門狗定時(shí)器溢出輸出；
(10)八個(gè)時(shí)基／看門狗定時(shí)器時(shí)鐘源；
(11)一個(gè)32×4的LCD驅(qū)動(dòng)器；
(12)一個(gè)內(nèi)嵌的32×4位顯示RAM內(nèi)存；
(13)四線串行接口；
(14)片內(nèi)LCD驅(qū)動(dòng)頻率源；
(15)軟件配置特征；
(16)數(shù)據(jù)模式和命令模式指令；
(17)三種數(shù)據(jù)訪問模式；
(18)提供VLCD管腳用于調(diào)整LCD操作電壓。

2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(1)顯示內(nèi)存(RAM)

　　靜態(tài)顯示內(nèi)存(RAM)。以32×4位的格式儲(chǔ)存所顯示的數(shù)據(jù)。如圖3所示。RAM的數(shù)據(jù)直接映象到LCD驅(qū)動(dòng)器可以用READ、WRITE和READZ-MODIFY-WRITE命令訪問。

(2)LCD驅(qū)動(dòng)器

　　HT1621是一個(gè)128(32×4)點(diǎn)的LCD驅(qū)動(dòng)器，它可由軟件配置成1／2或1／3的LCD驅(qū)動(dòng)器偏壓和2、3或4個(gè)公共端口，這一特性使HT1621適用于多種LCD應(yīng)用場(chǎng)合。LCD驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘由系統(tǒng)時(shí)鐘分頻產(chǎn)生，LCD驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘的頻率值保持為256 Hz，由頻率為32.768 kHz的晶振、片內(nèi)RC振蕩器或外部時(shí)鐘產(chǎn)生。LCD驅(qū)動(dòng)器相關(guān)命令參見下表1。

　　粗體100即"100"，表示命令模式類型。如果執(zhí)行連續(xù)的命令，除了第一個(gè)命令，其他命令的模式類型碼將被忽略。LCD OFF命令使LCD偏壓發(fā)生器失效，從而關(guān)閉LCD顯示；LCD ON命令使LCD偏壓發(fā)生器有效，從而打開LCD顯示。BIAS&COM是LCD模塊相關(guān)命令，可以使HT1621與大多數(shù)LCD模塊相兼容。

(3)命令格式

　　HT1621可以用軟件設(shè)置。2種模式的命令可以配置HT1621和傳送LCD所顯示的數(shù)據(jù)。HT1621配置模式稱為命令模式，命令模式類型碼為100。命令模式包括一個(gè)系統(tǒng)配置命令，一個(gè)系統(tǒng)頻率選擇命令，一個(gè)LCD配置命令，一個(gè)聲音頻率選擇命令，一個(gè)定時(shí)器／WDT設(shè)置命令和一個(gè)操作命令。數(shù)據(jù)模式包括READ WRITE和READ-MODIFY_WRITE操作，下表是數(shù)據(jù)和命令模式類型碼表2。

(4)接口

　　HT1621只有四根管腳用于接口。管腳／CS用于初始化串行接口電路和結(jié)束主控制器與HT1621之間的通訊。管腳／CS設(shè)置為"1"時(shí)，主控制器和HT1621之間的數(shù)據(jù)和命令無效并初始化。在產(chǎn)生模式命令或模式轉(zhuǎn)換之前，必須用一個(gè)高電平脈沖初始化HTl621的串行接口。管腳DATA是串行數(shù)據(jù)輸入／輸出管腳，讀／寫數(shù)據(jù)和寫命令通過管腳DATA進(jìn)行。管腳／RD是讀時(shí)鐘輸入管腳，在／RD信號(hào)的下降沿時(shí)數(shù)據(jù)輸出管腳DA-TA上，在／RD信號(hào)上升沿和下一個(gè)下降沿之間，主控制器應(yīng)讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。管腳／WR是寫時(shí)鐘輸入管腳，在／WR信號(hào)上升沿時(shí)，管腳DATA上的數(shù)據(jù)、地址和命令被寫入HT1621。可選的管腳／IRQ可用作主控制器和HT1621之間的接口，／IRQ可用軟件設(shè)置作為定時(shí)器輸出或WDT溢出標(biāo)志輸出。主控制器與HT1621的／IRQ相連接后，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)基或WDT功能。

2.4時(shí)序圖

　　當(dāng)向HT1621寫入數(shù)據(jù)時(shí)，使管腳／CS設(shè)置為"0"，寫命令模式代碼為101，然后輸入6位的地址碼和4位的數(shù)據(jù)，在每寫一個(gè)代碼的時(shí)候，管腳／WR在上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)、地址和命令才被寫入HT162l。管腳／CS設(shè)置為"1"時(shí)，結(jié)束當(dāng)次寫入數(shù)據(jù)。如圖4(a)時(shí)序圖所示。若需要連續(xù)寫入地址，則使管腳／CS始終設(shè)置為"0"，如圖4(b)時(shí)序圖所示。

3單片機(jī)接口電路

　　基于PIC16F877A單片機(jī)的HT1621液晶顯示控制，路原理圖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了。HT1621液晶顯示器的片選／CS與單片機(jī)RB5端口連接，用于初始化串行接口電路和結(jié)束主控制器與HT1621之間的通訊。寫信號(hào)／WR和寫數(shù)據(jù)DATA分別與單片機(jī)的RD0和RD1端口連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)寫入。

4程序框圖

　　以RB5端口作為片選信號(hào)輸入，RD0端口為寫信號(hào)輸入，RD1為數(shù)據(jù)信號(hào)寫入。程序框圖如圖5所示。

5結(jié) 論

　　本文使用PIC16F877A單片機(jī)實(shí)現(xiàn)HT1621液晶顯示控制，該硬件電路具有硬件少，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性高，能準(zhǔn)確地顯示多功能全自動(dòng)智能開關(guān)的漏電、過載、欠壓等指示顯示。