串行接口中文圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊的應(yīng)用

1、串行接口中文圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊的應(yīng)用    摘要：介紹一種具有4位/8位并行、2線/3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二極簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊；利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。介紹模塊的性能特點(diǎn)、操作指令及接口方式；以at89c2051單片機(jī)及2線串行接口方式為例，給出相應(yīng)的硬件電路及顯示子程序。 引言 液晶顯示器件由于具有顯示信息豐富、功耗低、體積小、質(zhì)量小、無(wú)輻射等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用；但液晶顯示模塊復(fù)雜的硬件接口和軟件編程卻令產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員生畏，因而限制了該模塊在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。本文介紹一種具有串/并

2、多種接口方式，且內(nèi)部含有g(shù)b2312一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的圖形點(diǎn)陣液晶模塊，使用該模塊可構(gòu)成具有全中文人機(jī)交互圖形界面的液晶顯示系統(tǒng)。1 性能特點(diǎn) ocm4x8c是具有串/并接口，具內(nèi)部含有中文字庫(kù)的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊。該模塊的控制/驅(qū)動(dòng)器采用臺(tái)灣矽創(chuàng)電子公司的st7920，因而具有較強(qiáng)的控制顯示功能。ocm4x8c的液晶顯示屏為128×64點(diǎn)陣，可顯示4行、每行8個(gè)漢字。為了便于簡(jiǎn)單、方便地顯示漢字，該模塊具2mb的中文字型cgrom，該字型rom中含有8192個(gè)16×16點(diǎn)陣中文字庫(kù)；同時(shí)，為了便于英文和其它常用字符的顯示，具有16kb的16×8點(diǎn)陣的as

3、cii字符庫(kù)；為便于構(gòu)造用戶圖形，提供了一個(gè)64×256點(diǎn)陣的gdram繪圖區(qū)域，且為了便于構(gòu)造用戶所需字型，提供了4組16×16點(diǎn)陣的造字空間。利用上述功能，ocm4x8c可實(shí)現(xiàn)漢字、ascii碼、點(diǎn)陣圖形、自造字體的同屏顯示。為便了和多種微處理器、單片機(jī)接口，模塊提供了4位并行、8位并行、2線串行、3線串行多種接口方式。該模塊具有2.75.5v的寬工作電壓范圍，且具有睡眠、正常及低功耗工作模式，可滿足系統(tǒng)各種工作電壓及便攜式儀器低功耗的要求。液晶模塊顯示負(fù)電壓，也由模塊提供，從而簡(jiǎn)化了系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)。模塊同時(shí)還提供led背光顯示功能。除此之外，模塊還提供了畫(huà)面清除、游標(biāo)顯

4、示/隱藏、游標(biāo)歸位、顯示打開(kāi)/關(guān)閉、顯示字符閃爍、游標(biāo)移位、顯示移位、垂直畫(huà)面旋轉(zhuǎn)、反白顯示、液晶睡眠/喚醒、關(guān)閉顯示等操作指令。 2 模塊引腳定義和用戶指令集 ocm4x8c的引腳說(shuō)明，如表1所列。表1 ocm4x8c引腳說(shuō)明引  腳名  稱方  向說(shuō)   明1vss-gnd（0v）2vdd-邏輯電源（+5v）3v0-lcd電源（懸空）4rs（cs）oh：數(shù)據(jù)，l：指令5r/w（sid）oh：讀，l：寫(xiě)6e（sclk）o使能7db0i數(shù)據(jù)08db1i數(shù)據(jù)19db2i數(shù)據(jù)210db3i數(shù)據(jù)311db4i數(shù)據(jù)412db5i數(shù)據(jù)513db6i數(shù)據(jù)6

5、14db7i數(shù)據(jù)715psboh：并行，l：串行16nc-空腳17rsto復(fù)位（低電平有效）18nc-空腳19leda-背光源正極（led+5v）20ledk-背光源負(fù)極（led-0v）用戶使用液晶模塊時(shí)是通過(guò)用戶命令來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的顯示或控制功能的。ocm4x8c的用戶命令分為基本命令集和擴(kuò)充命令集，分別如表2、表3所列。表2 ocm4x8 基本命令集指  令指令碼說(shuō)  明執(zhí)行時(shí)間/s(540khz)rsrwdb7db6db5db4db3db2db1db0清除顯示0000000001將ddram填滿“20h”，并設(shè)定ddram的地址計(jì)數(shù)順（ac）到“00h”4.610 -3地

6、址歸位000000001x設(shè)定ddram的地址計(jì)數(shù)器（ac）到“00h”，并且將游標(biāo)移到開(kāi)頭原點(diǎn)位置4.610 3進(jìn)入點(diǎn)設(shè)定00000001i/os指定在資料的讀取與寫(xiě)入時(shí)，設(shè)定游標(biāo)移動(dòng)方向及指定顯示的移位72顯示狀態(tài)開(kāi)/關(guān)0000001dcbd=1：整體顯示on；c=1：游標(biāo)on；b=1：游標(biāo)位置on72游標(biāo)或顯示移位控制000001s/cr/lxx設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)與顯示的移位控制位元。這個(gè)指令并不改變ddram的內(nèi)容72功能設(shè)定00001dlx0rexxdl=1（必須設(shè)為1）；re=1：擴(kuò)充指令集動(dòng)作；re=0：基本指令集動(dòng)作72設(shè)定cgram地址0001ac5ac4ac3ac2ac1ac0

7、設(shè)定cgram地址到地址計(jì)數(shù)器（ac）72設(shè)定ddram地址001ac6ac5ac4ac3ac2ac1ac0設(shè)定ddram地址到地址計(jì)數(shù)器（ac）72讀取標(biāo)志（bf）和地址01bfac6ac5ac4ac3ac2ac1ac0讀取忙標(biāo)志（bf）可以確認(rèn)內(nèi)部動(dòng)作是否完成，同時(shí)可以讀出地址計(jì)數(shù)器（ac）的值0寫(xiě)資料到ram10d7d6d5d4d3d2d1d0寫(xiě)入資料到內(nèi)部的ram（ddram/cgram/iram/gdram）72讀出ram的值11d7d6d5d4d3d2d1d0從內(nèi)部ram讀取資料（ddram/cgram/iram/gdram）72表3 ocm4x8c 擴(kuò)充指令集指 令指 

8、 令  碼說(shuō)   明執(zhí)行時(shí)間/s（540khz）rsrwdb7db6db5db4db3db2db1db0待命模式0000000001將ddram填滿“20h”，并設(shè)定ddram的地址計(jì)數(shù)器（ac）到“00h”；72卷動(dòng)地址或iram地址選擇000000001srsr=1：允許輸入垂直卷動(dòng)地址；sr=0：允許輸入iram地址72反白選擇00000001r1r0選擇4行中的任一行作反白顯示，并可決定反白與否72睡眠模式0000001slxxsl=1：脫離睡眠模式；sl=0：進(jìn)科睡眠模式72擴(kuò)充功能設(shè)定000011x1reg0re=1：擴(kuò)充指令集動(dòng)作；re=0基本指令集

9、動(dòng)作；g=1：繪圖顯示on；g=0：繪圖顯示off72設(shè)定iram地址或卷動(dòng)地址0001ac5ac4ac3ac2ac1ac0sr=1：ac5ac0為垂直卷動(dòng)地址sr=0：ac3ac0為iconiram地址72設(shè)定繪圖ram地址001ac6ac5ac4ac3ac2ac1ac0設(shè)定cgram地址到地址計(jì)數(shù)器（ac）723 字符顯示ocm4x8c按照每個(gè)中文字符16×16點(diǎn)陣將顯示屏分類4行8列，共32個(gè)區(qū)。每個(gè)區(qū)可顯示1個(gè)中文字符或2個(gè)16×8點(diǎn)陣全高ascii碼字符，即每屏最多可實(shí)現(xiàn)32個(gè)中文字符或64個(gè)ascii碼字符的顯示。ocm4x8c內(nèi)部提供128×2字節(jié)的

10、字符顯示ram緩沖區(qū)（ddram）。字符顯示是通過(guò)將字符顯示編碼寫(xiě)入該字符顯示ram實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)寫(xiě)入內(nèi)容的不同，可分別在液晶屏上顯示cgrom（中文字庫(kù)）、hcgrom（ascii碼字庫(kù)）及cgram（自定義字形）的內(nèi)容。三種不同字符/字型的選擇編碼范圍為：00000006h顯示自定義字型，02h7fh顯示半寬ascii碼字符，a1a0hf7ffh顯示8192種gb2312中文字庫(kù)字形。字符顯示ram在液晶模塊中的地址80h9fh。字符顯示的ram的地址與32個(gè)字符顯示區(qū)域有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖1所示。4 應(yīng)用說(shuō)明用ocm4x8c顯示模塊時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：欲在某一個(gè)位置顯示中文字符

11、時(shí)，應(yīng)先設(shè)定顯示字符位置，即先設(shè)定顯示地址，再寫(xiě)入中文字符編碼。顯示ascii字符過(guò)程與顯示中文字符過(guò)程相同。不過(guò)在顯示連續(xù)字符時(shí)，只須設(shè)定一次顯示地址，由模塊自動(dòng)對(duì)地址加1指向下一個(gè)字符位置，否則，顯示的字符中將會(huì)有一個(gè)空ascii字符位置。當(dāng)字符編碼為2字節(jié)時(shí)，應(yīng)先寫(xiě)入高位字節(jié)，再寫(xiě)入低位字節(jié)。模塊在接收指令前，向處理器必須先確認(rèn)模塊內(nèi)部處于非忙狀態(tài)，即讀取bf標(biāo)志時(shí)bf需為“0”，方可接受新的指令。如果在送出一個(gè)指令前不檢查bf標(biāo)志，則在前一個(gè)指令和這個(gè)指令中間必須延遲一段較長(zhǎng)的時(shí)間，即等待前一個(gè)指令確定執(zhí)行完成。指令執(zhí)行的時(shí)間請(qǐng)參考指令表中的指令執(zhí)行時(shí)間說(shuō)明?！皉e”為基本指令集與擴(kuò)充

12、指令集的選擇控制位。當(dāng)變更“re”后，以后的指令集將維持在最后的狀態(tài)，除非再次變更“re”位，否則使用相同指令集時(shí)，無(wú)需每次均重設(shè)“re”位。圖2 ocm4x8c的2線串行工作模式操作時(shí)序5 接口方式與時(shí)序ocm4x8c具有串/并多種接口方式，方便了模塊與各種單片機(jī)、微處理器的連接。（1）4/8位并行接口方式當(dāng)模塊的psb腳接高電平時(shí)，模塊即進(jìn)入并行接口模式。在并行模式下可由功能設(shè)定指令的“dl”位來(lái)選擇8位或4接口方式，主控制系統(tǒng)將配合“rs”、“rw”、“e”db0db7來(lái)完成指令/數(shù)據(jù)的傳送，其操作時(shí)序與其它并行接口液晶顯示模塊相同。（2）2/3線串行接口方式當(dāng)模塊的psb腳接低電平時(shí)，

13、模塊即進(jìn)入串行接口模式。串行模式使用串行數(shù)據(jù)線sid與串行時(shí)鐘線sclk來(lái)傳送數(shù)據(jù)，即構(gòu)成2線串行模式。ocm4x8c還允許同時(shí)接入多個(gè)液晶顯示模塊以完成多路信息顯示功能。此時(shí)，要利用片選端“cs”構(gòu)成3線串行接口方式，當(dāng)“cs”接高電位時(shí)，模塊可正常接收并顯示數(shù)據(jù)，否則模塊顯示將被禁止。通常情況下，當(dāng)系統(tǒng)僅使用一個(gè)液晶顯示模塊時(shí)，“cs”可連接固定的高電平。模塊2線串行工作操作時(shí)序如圖2所示。由圖2可以看出，單片機(jī)與液晶模塊之間傳送1字節(jié)的數(shù)據(jù)共需24個(gè)時(shí)鐘脈沖。首先，單片機(jī)要給出數(shù)據(jù)傳輸起始位，這里是以5個(gè)連續(xù)的“1”作數(shù)據(jù)起始位，如模塊接收到連續(xù)的5個(gè)“1”，則內(nèi)部傳輸被重置并且串行傳輸

14、將被同步。緊接著，“rw”位用于選擇數(shù)據(jù)的傳輸方向（讀或?qū)懀?，“rs”位用于選擇內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器或指令寄存器，最后的第8位固定為“0”。在接收到起始位及“rw”和“rw”的第1個(gè)字節(jié)后，下一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)或指令將被分為2個(gè)字節(jié)來(lái)串行傳送或接收。數(shù)據(jù)或指令的高4位，被放在第2個(gè)字節(jié)串行數(shù)據(jù)的高4位，其低4位則置為“0”；數(shù)據(jù)或指令的低4位被放在第3個(gè)字節(jié)的高4位，其低4位也置為“0”，如此完成一個(gè)字節(jié)指令或數(shù)據(jù)的傳送。需要注意的是，當(dāng)有多個(gè)數(shù)據(jù)或指令要傳送時(shí)，必須要等到一個(gè)指令完成執(zhí)行完畢后再傳送下一個(gè)指令或數(shù)據(jù)，否則，會(huì)造成指令或數(shù)據(jù)的丟失。這是因?yàn)橐壕K內(nèi)部沒(méi)有發(fā)送/接收緩沖區(qū)。圖3 at89

15、c2051與ocm4x8c的2線串行接口電路6 ocm4x8c應(yīng)用實(shí)例使用ocm4x8c的2線串行接口方式可大大簡(jiǎn)化液晶顯示模塊與單片機(jī)之間的接口設(shè)計(jì)；同時(shí)，也使液晶顯示模塊顯示漢字變得極為容易，從而改變過(guò)去單片機(jī)系統(tǒng)人機(jī)界面不夠友好的弊端。at89c2051單片機(jī)與ocm4x8c的接口電路如圖3所示。下面給出相應(yīng)顯示程序。；位定義sid bit p1.0 ；串行數(shù)據(jù)線sclk bit p1.1 ；串行時(shí)鐘線；內(nèi)存數(shù)據(jù)定義start equ 30h ；起始字節(jié)com equ 31h ；命令/數(shù)據(jù)hdata equ 32h ；命令/數(shù)據(jù)字節(jié)高位ldata equ 33h ；命令/數(shù)據(jù)字節(jié)低位as

16、c equ 34h ；ascii數(shù)據(jù)單元初始化子程序：inilcm：lcall dl40ms ；延時(shí)等待內(nèi)部復(fù)位mov com，#30h ；使用8位控制界面lcall writemov com，#30h ；使用基本指令集lcall writemov com，#0chlcall write ；整體顯示onmov dl1msmov com，#01h ；清屏lcall writelcall dl40msmov com，#06h ；顯示右移lcall writelcall dl1msret模塊寫(xiě)入子程序：write：mov a，com ；送待發(fā)數(shù)據(jù)命令amov a，#0f0h ；屏蔽低4位mov hd

17、ata，a ；將高4位送hdata單元mov a，com ；取低4位swap a ；高低4位互換mov a，#0f0hmov ldata，a ；將低4位送ldata單元mov a，start ；取起始字節(jié)lcall sendbyte ；發(fā)送lcall dl1ms ;延時(shí)1msmov a，hdatalcall sendbytelcall dl1msmov a，ldatalcall sendbytelcall dl1msret顯示漢字子程序：hzdisp：mov start，#0f08h 寫(xiě)入命令mov com，#80h 設(shè)定顯示位置lcall writemov dptr，#table 指向文字型代碼表mov a，#00h 取漢字代碼低位loop2：movc a,a+dptrcjne a,#0,disp ;遇“0”結(jié)束顯示ret 寫(xiě)完一行則結(jié)束disp：mov start，#0fah ；寫(xiě)數(shù)據(jù)mov com，alcall write