基于PIC单片机HT1621的液晶显示控制器原理

HT1621液晶显示控制器是多功能全自动智能开关的显示部件，能实时、准确、在线监控供电线路的运行情况。一旦线路出现漏电、过载、短路、过压、欠压和缺相时，智能安全用电开关能立刻启动保护程序，并显示在HT1621液晶显示控制器上。在智能化楼宇、中高档家庭住宅、电力系统、工矿企业、国家重点消防单位以及石油化工、文教卫生、金融、电信等领域。基于单片机的HT1621液晶显示控制器应用广泛，其原理框图如图1所示。

      美国MICROCHIP公司的PIC系列单片机主要有以下特点：(1)哈佛总线结构；(2)指令单字节化；(3)精简指令集；(4)寻址方式简单；(5)代码压缩率高；(6)运行速度高；(7)功耗低；(8)驱动能力强，达到20 mA的电流驱动能力；(9)自带硬件看门狗；(10)外接电路简单；(11)开发方便；这些特点使得PIC系列单片机在工业控制、消费电子产品、办公自动化设备、智能仪器仪表、汽车电子等不同的领域得到了广泛的应用。

 PIC16F877A特点

　　PIC16F877A单片机为双列直插式40引脚处理器，所有接口引脚除具有基本输入／输出功能外，一般都设计有第2功能，甚至第3功能。它采用引脚复用技术，以便使增加功能而又不增大体积和引脚数量。PIC16F877A单片机除了具有PIC系列单片机的共同特点外，还具有8K×14位的Flash程序存储器，512 B数据存储器，256×8位EEP-ROM，33条I／O口线，8路10位A／D通道等。可见，PIC16F877A非常适用于HT1621液晶显示控制。

 HT1621液晶驱动器

 概 述

　　HT1621是128点内存映象和多功能的LCD驱动器，HT1621的软件配置特性使它适用于多种LCD应用场合，包括LCD模块和显示子系统。HT1621的底板插口配置图如图2所示。用于连接主控制器和HT1621的管脚只有4或5条，HT1621还有一个节电命令用于降低系统功耗。

 特 性

      (1)工作电压：2.4～5.2 V；
      (2)内嵌256 kHz RC振荡器；
      (3)可外接32 kHz晶片或256 kHz频率源输入；
      (4)可选1／2或1／3偏压和1／2 1／3或1／4的占空比；
      (5)片内时基频率源；
      (6)蜂鸣器可选择两种频率；
      (7)节电命令可用于减少功耗；
      (8)内嵌时基发生器和看门狗定时器(WDT)；
      (9)时基或看门狗定时器溢出输出；
      (10)八个时基／看门狗定时器时钟源；
      (11)一个32×4的LCD驱动器；
      (12)一个内嵌的32×4位显示RAM内存；
      (13)四线串行接口；
      (14)片内LCD驱动频率源；
      (15)软件配置特征；
      (16)数据模式和命令模式指令；
      (17)三种数据访问模式；
      (18)提供VLCD管脚用于调整LCD操作电压。

 系统结构

(1) 显示内存(RAM)

　　静态显示内存(RAM)。以32×4位的格式储存所显示的数据。如图3所示。RAM的数据直接映象到LCD驱动器可以用READ、WRITE和READZ-MODIFY-WRITE命令访问。

(2) LCD驱动器

　　HT1621是一个128(32×4)点的LCD驱动器，它可由软件配置成1／2或1／3的LCD驱动器偏压和2、3或4个公共端口，这一特性使HT1621适用于多种LCD应用场合。LCD驱动时钟由系统时钟分频产生，LCD驱动时钟的频率值保持为256 Hz，由频率为32.768 kHz的晶振、片内RC振荡器或外部时钟产生。LCD驱动器相关命令参见下表1。

      粗体100即"100"，表示命令模式类型。如果执行连续的命令，除了第一个命令，其他命令的模式类型码将被忽略。LCD OFF命令使LCD偏压发生器失效，从而关闭LCD显示；LCD ON命令使LCD偏压发生器有效，从而打开LCD显示。BIAS&COM是LCD模块相关命令，可以使HT1621与大多数LCD模块相兼容。

(3) 命令格式

　　HT1621可以用软件设置。2种模式的命令可以配置HT1621和传送LCD所显示的数据。HT1621配置模式称为命令模式，命令模式类型码为100。命令模式包括一个系统配置命令，一个系统频率选择命令，一个LCD配置命令，一个声音频率选择命令，一个定时器／WDT设置命令和一个操作命令。数据模式包括READ WRITE和READ-MODIFY_WRITE操作，下表是数据和命令模式类型码表2。

(4) 接口

　　HT1621只有四根管脚用于接口。管脚／CS用于初始化串行接口电路和结束主控制器与HT1621之间的通讯。管脚／CS设置为"1"时，主控制器和HT1621之间的数据和命令无效并初始化。在产生模式命令或模式转换之前，必须用一个高电平脉冲初始化HTl621的串行接口。管脚DATA是串行数据输入／输出管脚，读／写数据和写命令通过管脚DATA进行。管脚／RD是读时钟输入管脚，在／RD信号的下降沿时数据输出管脚DA-TA上，在／RD信号上升沿和下一个下降沿之间，主控制器应读取相应的数据。管脚／WR是写时钟输入管脚，在／WR信号上升沿时，管脚DATA上的数据、地址和命令被写入HT1621。可选的管脚／IRQ可用作主控制器和HT1621之间的接口，／IRQ可用软件设置作为定时器输出或WDT溢出标志输出。主控制器与HT1621的／IRQ相连接后，可以实现时基或WDT功能。

 时序图

　　当向HT1621写入数据时，使管脚／CS设置为"0"，写命令模式代码为101，然后输入6位的地址码和4位的数据，在每写一个代码的时候，管脚／WR在上升沿时，数据、地址和命令才被写入HT162l。管脚／CS设置为"1"时，结束当次写入数据。如图4(a)时序图所示。若需要连续写入地址，则使管脚／CS始终设置为"0"，如图4(b)时序图所示。

 单片机接口电路

　　基于PIC16F877A单片机的HT1621液晶显示控制，路原理图结构简单明了。HT1621液晶显示器的片选／CS与单片机RB5端口连接，用于初始化串行接口电路和结束主控制器与HT1621之间的通讯。写信号／WR和写数据DATA分别与单片机的RD0和RD1端口连接，实现数据写入。

程序框图

　　以RB5端口作为片选信号输入，RD0端口为写信号输入，RD1为数据信号写入。程序框图如图5所示。

　　本文使用PIC16F877A单片机实现HT1621液晶显示控制，该硬件电路具有硬件少，体积小，结构简单，稳定性高，能准确地显示多功能全自动智能开关的漏电、过载、欠压等指示显示。