液晶顯示器在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、液晶顯示器在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用                 液晶顯示器在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：介紹可預(yù)置畫面的智能彩色液晶顯示器YD-611；詳盡描述顯示器性能特點(diǎn)、接口方式及標(biāo)準(zhǔn)命令集；給出與嵌入式系統(tǒng)的接口方式、接口電路設(shè)計(jì)及具體編程方法。關(guān)鍵詞：智能 彩色液晶顯示器 單片機(jī)1 概述彩色液晶顯示器作為當(dāng)代高新技術(shù)的結(jié)晶產(chǎn)，不但具有超薄平臺(tái)、顯示信息豐富、色彩逼真的特點(diǎn)，而且還具有體積小、耗電省、壽命長(zhǎng)、無輻射、抗震、防爆等其它

2、類型顯示器無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，因而是工控儀表、機(jī)電設(shè)備等行業(yè)更新?lián)Q代的理想顯示器件。另外，隨著單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對(duì)于以單片機(jī)為核心構(gòu)成的高檔儀器儀表、信息家電、工控產(chǎn)品、數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)的人機(jī)界面友好性提供了越來越高的要求。要求不但可以顯示漢字，還要顯示圖像；如果能用五彩繽紛的色彩來顯示不同的信息則更理想。但是，對(duì)于軟硬件資源均十分緊張的普通單片機(jī)來說，顯示漢字已十分勉強(qiáng)，更談不上圖形及彩色圖形的顯示了，即便對(duì)硬件功能強(qiáng)大的高性能單片機(jī)來說，管理好彩色液晶顯示器也不是一件容易的事。因此對(duì)于普通單片機(jī)而言，具有友好的彩色人機(jī)界面將是十分困難的事件。如果能像微機(jī)那樣，將具體的顯示過程

3、由顯卡去管理，而CPU僅負(fù)責(zé)提供一下顯示數(shù)據(jù)，則將大大簡(jiǎn)化了顯示過程，從而解決彩色液晶顯示過程復(fù)雜的難題。YD-611智能彩色液晶顯示器即是具有彩色顯示管 液晶顯示器在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用 理功能的液晶顯示器。2 性能特點(diǎn)YD-611是一款內(nèi)嵌高速管理單片機(jī)的智能液晶顯示器。該顯示器采用了顯示畫面預(yù)置技術(shù)，即將顯示內(nèi)容分為固定部分和變化部分。固定部分可在微機(jī)上進(jìn)行繪制、編輯、修改，然后將其作為預(yù)置畫面下載到顯示器內(nèi)E2PROM中保存。在需要顯示時(shí)，僅需使用簡(jiǎn)單的預(yù)置畫面調(diào)用指令就可調(diào)出來顯示預(yù)置畫面，不但可以循環(huán)、交替、重疊顯示，還可與變化部分的數(shù)據(jù)即現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)顯示的數(shù)據(jù)組合顯示。從而將上位機(jī)從繁

4、雜的顯示管理工作解脫出來，也降低了對(duì)上位機(jī)的軟硬件要求。使用普通單片機(jī)即可構(gòu)成彩色晶人機(jī)界面。YD-611彩色液晶顯示器的性能特點(diǎn)如下：顯示點(diǎn)陣數(shù)320W×240H；內(nèi)含GB2312一級(jí)簡(jiǎn)體漢字庫，二級(jí)漢字庫可選；內(nèi)含高速M(fèi)CU及顯示驅(qū)動(dòng)邏輯電路；顯示器提供忙信號(hào)輸出，以便能夠即時(shí)檢測(cè)模塊狀態(tài)；同時(shí)提供RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口及打印機(jī)并行接口兩種通信方式；命令式操作，可同時(shí)顯示彩色中西文、表格、直方圖、自由曲線；可選配套觸摸屏。YD-611彩色液晶顯示器的性能指標(biāo)如表1所列。表1 YD-611彩色液晶顯示器件性指標(biāo)中文顯示15行×20列可顯示字符西文ASCII、中文一

5、級(jí)字庫預(yù)置頁畫64圖形點(diǎn)陣320×240RGB彩色方式TFT視野方式140亮度CD/m2200顯示顏色16色通信接口串、并口輸入電壓DC12V消耗功率12V×800mA工作環(huán)境溫度3060保存溫度-3575YD-611彩色液晶顯示器外部接口采用20腳針式插座。引腳排列如圖1所示，引腳功能說明如表2所列。表2 YD-611引腳功能說明引腳號(hào)信號(hào)名稱意 義備 注13GND地-4BUSY忙信號(hào)高電平有效512DATA7DATA0并口數(shù)據(jù)并口13STB選通信號(hào)下降沿有效14RXD接收數(shù)據(jù)串口15DTR緩沖數(shù)據(jù)串口1617NC空腳-1820電源+12V-3 功能描述3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)Y

6、D-611彩色液晶顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。3.2 通信協(xié)議YD-611型彩色液晶顯示器具有串行和并行兩種通信方式。（1）串行通信YD-611串行通信采用標(biāo)準(zhǔn)RS-232通信方式，數(shù)據(jù)格式為：1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位。為了提高通信速度，顯示器內(nèi)設(shè)置了一個(gè)256字節(jié)的輸入緩沖區(qū)。在發(fā)送數(shù)據(jù)前，應(yīng)先檢查DTR信號(hào)。若DTR為高電平（TTL），表示緩沖區(qū)滿，要等到DTR信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑═TL）后再發(fā)送數(shù)據(jù)。如果每組的數(shù)據(jù)量少于256字節(jié)，同時(shí)每組之間又有足夠的間隔，則不判斷DTR 本文液晶顯示器在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用(2)- 位信號(hào)也可連續(xù)發(fā)送。（2）并行通信并行通信使用打印機(jī)并行接口，并

7、行口的時(shí)序圖如圖3所示。首先，準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，BUSY信號(hào)為低電平之后，發(fā)送一個(gè)STB信號(hào)（下降沿有效），等待0.5s后再檢測(cè)BUSY信號(hào)。若為高電平，則表示本機(jī)正在處理數(shù)據(jù)或緩沖區(qū)已，等到該信號(hào)變?yōu)榈碗娖胶笤傺訒r(shí)5s發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。4 標(biāo)準(zhǔn)命令集4.1 命令定義YD-611彩色液晶顯示器作為智能顯示器的一項(xiàng)突出特點(diǎn)就是，避免了用戶敏瑣的點(diǎn)陣操作，只需使用簡(jiǎn)單的命令，就可顯示出漢字、字符和預(yù)置的圖形。YD-611的命令大致可以分為三種類型：光標(biāo)控制、功能設(shè)置、圖形操作。這里以十六進(jìn)制碼格式給出YD-611的標(biāo)準(zhǔn)命令集，如表3所列。十六進(jìn)制格式適用于單片機(jī)作上位機(jī)，每條命令均以“ESC”（十六進(jìn)制碼

8、的“1B”）打頭，后面緊跟命令代碼和所需要的參數(shù)。YD-611命令使用規(guī)則如下：液晶顯示器圖形方式以光點(diǎn)為最小點(diǎn)陣顯示單位，每個(gè)光點(diǎn)包含RGB三個(gè)色點(diǎn)；字符方式以8×16點(diǎn)陣為最小顯示塊單位，西文字符占一個(gè)顯示塊，16×16點(diǎn)陣的漢字點(diǎn)二個(gè)顯示塊。YD-611可顯示16種顏色，其顏色的取值范圍在0,15。表4為對(duì)應(yīng)的顏色代碼。表3 YD-611彩色液晶顯示器標(biāo)準(zhǔn)命令集十六進(jìn)制格式說 明1B 0dn回邊換行1B 10光標(biāo)稱到行尾1B 11光標(biāo)移到行首1B 18BMP文件直接顯示1B 19滿屏BMP文件調(diào)用1B 1E光標(biāo)移到首行1B 1F光標(biāo)移到尾行1B 20 07寫入整幅BM

9、P文件1B 20 08特種字庫傳送1B 20 0A標(biāo)準(zhǔn)字庫傳送1B 23置漢字方式1B 24置西文字符方式1B 25n自動(dòng)判別顯示數(shù)據(jù)的屬性1B 26 m,n設(shè)定特種字庫1B 27 No顯示特種字庫的第No個(gè)字模1B 28(Block Page Num)寫入單塊BMP文件1B 29 Block Page X Y Wide High在指定位置顯示指定大小的BMP文件1B 2A x y color1 color2用指定顏色填充閉合圖形1B Nx ycolor 0<=n<8初始化曲線1B 38m n光標(biāo)顏色1B 41color x1 y1 x2 y2畫實(shí)心矩形1B 42color用指定的

10、顏色清屏1B 43color設(shè)置前景顏色1B 44光標(biāo)下移1行1B 45 b0 b1 b2,，bn繪制曲線1B 46 color x1 y1 x2 y2畫線1B 47x y光標(biāo)移到（x y）位置1B 48x y光標(biāo)定位到指定像素1B 4C光標(biāo)左移一字符位1B 4Dn設(shè)置放大倍數(shù)1B 50n調(diào)用預(yù)置的第n頁圖像1B 52n光標(biāo)右移n字符位1B 53n延時(shí)1B 55光標(biāo)上移一行1B 56n md將預(yù)置畫面寫入用戶Flash1B 57n光標(biāo)顯示控制1B 58n選擇覆蓋或重疊方式顯示1B 59 color x y R畫圓1B 5A color x1 y1 x2 y2畫空心矩形表4 顏色代碼放大顯示時(shí)，

11、橫向放大的占橫向兩倍位置，縱向放大的占縱向兩    行位置。YD-611在圖形操作命令中，X方向坐標(biāo)值最大為320，用十六進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，必須占用2字節(jié)。因此凡命令中涉及到圖形坐標(biāo)的地方，X方向和Y方向均以2字節(jié)表示。低位字節(jié)在前，高位字節(jié)在后。4.2 常用命令說明為便于YD-611彩色液晶顯示器在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用，下面對(duì)嵌八式系統(tǒng)中常用的命令說明如下。（1）調(diào)用預(yù)置畫面命令參數(shù)n為調(diào)用用戶預(yù)置的第（n+1）頁面，n的取值范圍為（0，127。YD-611液晶顯示器規(guī)定，對(duì)于用戶ROM，每80H個(gè)單元為1頁，每幅畫面可能有1個(gè)或多個(gè)頁面。圖4 YD-611

12、與單片機(jī)的串行接口電路（2）置漢字顯示方式Y(jié)D-611彩色液晶顯示器的漢字庫字模均按照國(guó)標(biāo)碼的順序排列。漢字內(nèi)碼為兩個(gè)字節(jié)編碼，利用字節(jié)的最高位置“1”作標(biāo)志，而西文的內(nèi)部碼為七位編碼。（3）置西文字符方式Y(jié)D-611液晶字庫的字模僅收錄了ASCII碼的前128個(gè)字符。置成西文? 歡迎您訪問液晶顯示器在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用(3) 址絞?/p>                      

13、;         后，在未改變成漢字顯示方式前，所有與命令無關(guān)的字節(jié)，都將作為西文字符顯示。（4）重疊或覆蓋顯示方式顯示漢字和字符時(shí)采用重疊或覆蓋。n=1:表示重疊顯示，此種狀態(tài)下，漢字、西文字符的顯示速度比較快。n=0：表示覆蓋顯示，即在顯示漢字或字符之前，先用背景顏色清除一下該部位。此種狀態(tài)下的顯示速度慢，適用于在畫面的固定位置上顯示動(dòng)態(tài)信息。（5）畫線命令參數(shù)color：顏色代碼。（x1 y1）：所畫線段的起點(diǎn)坐標(biāo)。（x2 y2）：所畫線段的終點(diǎn)坐標(biāo)，使用指定的顏色畫線。如果x1=x2，則所畫線段為垂線；如果y1=y

14、2，則所畫線段為水平線段；如果x1=x2，y1=y2，則所畫線段為一點(diǎn)；如果x1x2,y1y2，則所畫線段為一斜線。（6）繪制曲線以b0,b1,b2，bm為一組方向數(shù)據(jù)繪制曲線。Bn為結(jié)束符，bn大于等于80H則畫線結(jié)束。5 YD-611在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用5.1 接口設(shè)計(jì)YD-611應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)時(shí)，既可使用并行方式，也可使用串行方式與系統(tǒng)接口。下面以MCS-51系列單片機(jī)為例，分別敘述各種接口方式。并行接口方式1。當(dāng)用戶系統(tǒng)為總線擴(kuò)展方式時(shí)，YD-611使用并行方式與系統(tǒng)接口較方便。即將YD-611的DATA0DATA7與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，BUSY接P ( 液晶顯示器在嵌入式系統(tǒng)中的

15、應(yīng)用(4) ) 1.0，STB接P1.1即可。并行接口方式2。當(dāng)用戶系統(tǒng)為非總線擴(kuò)展應(yīng)用，而又有較多閑置的I/O口時(shí)，也可采用并行接口方式。如可將DATA0P1.7相連，BUSY接P3.2，STB接P3.3。串行接口方式1。當(dāng)用戶系統(tǒng)I/O口線資源較為緊張時(shí)，可使用單片 機(jī)的UART串口并轉(zhuǎn)換為RS-232電平后與YD-611接口。由于YD-611只接收顯示數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送為單工，故此時(shí)僅使用單片機(jī)串行數(shù)據(jù)發(fā)送端TXD即可；同時(shí)，還應(yīng)點(diǎn)用單片機(jī)的一根口線，用于檢查YD-611的接收緩沖區(qū)滿信號(hào)。下面以串行接口方式1（即使用單片機(jī)的UART標(biāo)準(zhǔn)串口）為例，給出YD-611與單片機(jī)接口電路，如圖4所示。圖4中，AT89C52的TXD端經(jīng)MAX232轉(zhuǎn)換為RS-232電平后，與YD-611的RXD端相連。YD-611的緩沖區(qū)滿，指示信號(hào)DTR經(jīng)MAX232轉(zhuǎn)換為RS-232電平后與AT89C52的P3.0端相連。5.2 顯示程序這里以串行接口方式1為例，給出與力電路配套的顯示程序。顯示屏顯示內(nèi)容為紅色漢字“液晶”，綠色亮字顯示漢字“顯示器”及英文字符“1A2B”。液晶屏顯示的字符如圖5所示。結(jié)語YD-611彩色液晶智能顯示器可為嵌入式系統(tǒng)提供一個(gè)友好的彩色人機(jī)界面；同時(shí)，由于其內(nèi)部具有顯示管理MCU，大大降低了嵌放式系統(tǒng)使用彩色液晶顯示器的門坎，使用普