单片机与液晶显示器的接口及应用

引言

液晶显示器(LCD)具有工作电压低、微功耗、显示信息量大和接口方便等优点，现在已被广泛应用于计算机和数字式仪表等领域，成为测量结果显示和人机对话的重要工具。液晶显示器按其功能可分为三类：笔段式液晶显示器、字符点阵式液晶显示器和图形点阵式液晶显示器。前两种可显示数字、字符和符号等，而图形点阵式液晶显示器还可以显示汉字和任意图形，达到图文并茂的效果，其应用越来越广泛。

GTG240128液晶显示模块：

1　模块特点

GTG240128图形点阵式液晶显示器的点阵的大小为240×128，带背光功能。内置1片T6963C液晶显示控制器和5片KS0086驱动器。该液晶显示模块具有如下特点。

●　8位并行总线接口，能直接与80系列的微处理器相连;

●　可以显示数字、字母、汉字和图形等;

●　具有128种5×8点阵的ASCI字符字模库CGROM;

●　具有64kb的显示存储器(可被划分为文本显示区、图形显示区、文本属性区和自定义字符库区)，并允许MCU随时访问;

●　可用图形方式、文本方式以及图形和文本合成方式显示。

2　模块接口引脚功能

GTG240128液晶显示模块与微处理器的接口共有21个引脚，各引脚功能如表1所示。

3　模块指令集简介

GTG240128液晶显示模块使用了硬件初始化设置，使得其指令功能集中于显示功能的设置上，从而加强了显示能力。该模块的指令可带一个或两个参数，也可不带参数。若指令中含有参数，则参数必须在指令之前输入。在每次数据或指令的写入操作和数据的读取操作之前都要进行状态字检测，只有在不“忙”的状态下，MCU对模块的操作才有效。其状态位由低位到高位的含义如表2所示。

在MCU写指令或一次读/写数据时，S0和S1要同时有效;当MCU使用自动读/写功能时，S2和S3将取代S0和S1作为忙标志位，此时MCU就要判别它是否有效;S6是考察T6963C屏读或屏拷贝指令执行情况的标志位;S5和S7表示模块内部的运行状态，一般不用。

与AT89C55的接口电路

GTG240128与AT89C55的接口有直接访问和间接访问两种方式。直接访问方式就是把显示器模块作为存储器或I/O设备直接挂在单片机总线上;间接访问方式就是把显示器模块与单片机的某个I/O接口连接，单片机通过对该I/O口的操作间接实现对模块的控制。本文采用直接访问方式，硬件连接电路如图1所示。

液晶显示器模块的数据线接在AT89C55的数据总线上，片选信号由地址线A7和A0提供，寄存器选择信号由地址线A7和A1提供(指令通道地址为0xf1，数据通道地址为0xf3)，读和写操作由AT89C55的读写操作信号控制;模块Vo端所接的电位器用来调节液晶显示器的对比度。

软件设计

软件采用Keil　C51语言开发，主要包括三个部分：第一部分是写指令和写数据等面向液晶显示模块硬件的驱动程序;第二部分包括液晶显示模块初始化和清屏等通用子程序;第三部分是汉字、字符和图形的显示程序。

1　写指令、写数据子程序

这部分是液晶显示模块的驱动程序，所有对液晶显示模块的操作都是通过调用这部分程序实现的。液晶显示模块的指令通道地址为0xf1，数据通道的地址为0xf3，具体驱动程序如下。

#define　LCD_Cmd　0xf1　//模块指令通道地址

#define　LCD_Data　0xf3　//模块数据通道地址

//写指令子程序

void　Write_LCD_Cmd(unsigned　char　cmd)

{

while　((PBYTE[LCD_Cmd]&3)!=3);

PBYTE[LCD_Cmd]=cmd;

｝

//写数据子程序

void　Write_LCD_Data(unsigned　char　dat)

{

while　((PBYTE[LCD_Cmd]&3)!=3);

PBYTE[LCD_Data]=dat;

｝

2　初始化子程序

这部分程序是液晶显示模块进行显示之前的必要工作，包括设置文本页首地址、图形页首地址、文本页地址、图形页地址、初始化和清屏等子程序。本文中把液晶显示模块的显示存储器分为16个文本页和6个图形页。文本页的起止地址为0x0000～0x1fff;图形页的起止地址为0x2000～0x7fff。

//设定文本页首地址子程序

void　Text_Home_Address(unsigned　char　tpage)

{

Write_LCD_Data(0);

Write_LCD_Data(tpage*0x02);

Write_LCD_Cmd(0x40);　｝

//设定图形页首地址子程序

void　Graph_Home_Address(unsigned　char　gpage)

{

gpage+=　2;

Write_LCD_Data(0);

Write_LCD_Data(gpage*0x10);

Write_LCD_Cmd(0x42);　｝

//设定文本页地址子程序

void　Text_Address(unsigned　char　x，　unsigned　char　y)

{

extern　unsigned　char　textpage;

unsigned　int　xy;

xy=y*32+x+textpage*0x0200;

Write_LCD_Data(xy&0xff);

Write_LCD_Data(xy/256);

Write_LCD_Cmd(0x24);

｝
 

//设定图形页地址子程序

void　Graph_Address(unsigned　char　x，

unsigned　char　y)

{

extern　unsigned　char　graphpage;　unsigned　int　xy;

graphpage+=2;

xy=y*32+x+graphpage*0x1000;

Write_LCD_Data(xy&0xff);

Write_LCD_Data(xy/256);

Write_LCD_Cmd(0x24);

｝

//初始化子程序

void　Init_LCD(void)

{

Write_LCD_Cmd(0x90);

Write_LCD_Data(0x20);

Write_LCD_Data(0x00);

Write_LCD_Cmd(0x41);

Write_LCD_Data(0x20);

Write_LCD_Data(0x00);

Write_LCD_Cmd(0x43);

Write_LCD_Cmd(0x89);

Write_LCD_Cmd(0xa1);

Write_LCD_Data(0x0F);

Write_LCD_Data(0x00);

Write_LCD_Cmd(0x22);

Write_LCD_Cmd(0x9c);

｝

3　汉字、字符和图形的显示程序

通过调用前面编写的驱动、初始化和清屏程序就可以方便的实现汉字、字符和图形的显示。本文以汉字显示为例介绍显示程序的编制。汉字既可以以文本方式显示也可以以图形方式显示。以文本方式显示时，每次开机都要先把汉字字模写进液晶显示模块的CGRAM，浪费了时间，而且由于CGRAM的容量只有2kb，显示的汉字有限，所以一般用图形方式显示汉字。以图形方式显示时先把汉字字模写在Flash存储器中，显示时再从Flash存储器中取出来，这样不用每次开机时都写汉字字模，节约时间，而且显示的汉字数量多。下面给出以图形方式显示汉字的通用子程序。汉字字模存储在Flash存储器中。

void　put_hanzi　(char　c)

{

unsigned　char　kk=c;

unsigned　int　order;

unsigned　int　aaa;

static　unsigned　char　previous=0x00;

if(previous==0)　previous=c;

else

{

order=((unsigned　int)

(previous-0xa1)*94+kk-0xa1);

previous=order%8;

aaa=32*previous;

order=order/8;

SCON=0;

SBUF=concode[0x52];
 

kk=order/128;

while(!TI);

SCON=0;

SBUF=concode[kk];　kk=order%128;

kk<<=1;

while(!TI);

SCON=0;

SBUF=concode[kk];　kk=aaa%256;

while(!TI);

SCON=0;

SBUF=concode[kk];　for(kk=0;kk<4;kk++)

{

while(!TI);

SCON=0;

SBUF=concode[0xff];　｝

while(!TI);

SCON=0x10;

for　(kk=0;kk<16;kk++)

{

Graph_Address(x，y*8+kk);

while(!RI);

previous=SBUF;

SCON=0x10;

write_lcd(concode[previous]);

ctrl(0xc0);

while(!RI);

previous=SBUF;

SCON=0x10;

write_lcd(concode[previous]);

ctrl(0xc0);

｝

previous=0x00;

｝

｝

结束语

本文介绍的液晶显示模块已成功应用在便携式轨头断面激光检测仪中，由于其具有与MCU接口方便、显示功能强和编程简单等优点，具有广泛的应用价值。