12864显示图形

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看到工具箱旁边那个LCD12864很久没用了(当初买回来用的时候只是简单地测试了一下),于是萌生了重新写一次接口程序的想法(而且这次要给它加个图片显示的功能),好,说做就做,就用Atmega16和ICCAVR来做吧,最近这MCU和平台用得比较熟练。

马上从书堆里把当初打印出来的中文datasheet给翻了出来,依葫芦画瓢地写了个初始化程序。好,OK。编译通过。于是又写了一个可以自定义从XY坐标值开始输出显示的函数,再次编译,也通过,OK。于是呼马上写了四行简单的字符烧到单片机上试了一下,嘿嘿,一次通过。如下图:

后来在进一步测试的时候也出了点小问题。就是我是使用USBISP烧写器把程序烧写进AVR的(此时实验板由USBISP烧写器供电),想要实现从第一行的第一个字符开始连续显示"0123456789"。刚烧写完程序后能看到LCD12864上正常显示"0123456789",但是把烧写器从实验板上断开连接,单独用USB给实验板供电的时候,LCD的第一行只是显示"123456789",第一个字符消失了……,左思右想地弄了一个多小时后,终于把问题给解决了,就是把初始化程序的延时适当增加了些,真是奇怪。刚开始一直想不通为什么在烧写器供电的情况下就正常显示,而换到USB供电后就出了问题。后来再想想,估计是跟供电有关。在使用USBISP烧写器供电的时候,LCD的背光灯明显比用USB供电的时候来得亮,而且对比度也高很多,看来是因为换到USB供电后,供电不怎么充足,以至于LCD在上电初始化的时候花上了更多的时间去初始化(因为供电低了,功率小了,跑起来有点力不从心,用的时间就久了嘛……我是觉得可以这样去理解的

接下来呢,就到了有点难度的画图了。当初刚买到12864的时候只是简单测试了字符显示功能,除了因为画图还不需要用到,另外一个原因就是那datasheet上关于画图那部分的内容不怎么看得懂…。现在重新拿起来看,依然一头雾水……。马上上网百度了一下“12864 7920 显示图片”,看到了不少的例子程序,可是……就是没看到有关于这部分功能实现的详细思路和讲解……下载下来的那些程序,基本上没注释,不是说晦涩难懂,但是至少看起来一团糟,让人家不想继续看下去……于是还是硬着头皮去啃那datasheet。上面对于画图这部分的内容是这样讲解的:

在仔细研究了上面关于它的 X啊 Y啊那些坐标的定位啊写满了哪些地址会自增啊哪些不会啊什么的,最后感觉脑袋里有了一种朦胧的概念……哟西,反正不会弄坏,就先随便写个程序试试。

于是乎,嘀咕嘀咕……捣鼓捣鼓……反反复复又弄了一个多小时后,终于摸清了它显示的规律……

LCD12864实现画图功能的思路:

首先,画图指令属于扩充指令集,要使用这些指令必须在12864初始化之后写命令字(0x34????36吧)进入扩充指令集设定状态。

接着要做的事就是指定我们的图片要从哪里写入(即写入的XY坐标,这个是最关键,也是最难理解的部分)。因为我们这里是显示一整个画面的图片,所以我们就从12864的第一个点开始显示。那这个点的坐标是怎么定位的呢?我们往这个点写入数据后,要是接着再写数据,那坐标值会怎样变化呢?首先我们要弄清楚12864究竟是怎么把数据写入到GDRAM(绘图显示RAM)中去的。12864(ST7920驱动芯片)把屏幕分成上下两部分(如上图中把垂直坐标分成了两部分的00~1F)。当我们把坐标值写给LCD后(怎么写后面会说),ST7920控制芯片对LCD屏幕的控制过程可以用下面的图片来表示:(后来发现下面那幅图片有点问题……它这里在水平坐标上的00到0F,应该理解为是同一面的,也就是在12864上,水平坐标00到0F处于同一面,而不是上下屏的关系,[看00行]其实大家只要看箭头,明白控制芯片是按什么顺序写GDRAM的就可以了^_^)

如图片上所标注,在向GDRAM中写入要显示的图片时,我们先指定从X:00、Y:00处(也就是第①处)开始写入数据(如何指定后面会说明),我们先在第①处写图形数据(按照图片所标注,第15位在最左边,第0位在最右边,即在写入的时候LCD会先写高位字节,接着再写低位字节),接着LCD会自动把坐标定位到同一行第②处的开头,此时我们可以接着告诉LCD在这里写入图形数据,依此类推,当我们写满16次后,第00行(包括上半屏和下半屏的)就全写满了。那么我们接下去写入数据会出现什么情况呢?答案是LCD又自动从第00行的第①处重新开始写了。这是因为ST7920控制芯片设计出来就这样,在写入的时候它只会在水平方向(X轴上)地址自增,并且在增加到0F地址之后就会变成00地址从头开始写。从这里我们可以明白,每次写满一行(共16部分)后就必须在程序里人为地把垂直方向(Y轴)的地址加1,不然就会造成只是在同一行重复写入的现象(俺前面试验了好多次都是这个问题)。

如何在写入的时候定位初始XY坐标呢?依据datasheet,进行坐标设定的时候首先设垂直地址,接着设定水平地址,这两个指令是连续写入LCD的(就是进入扩充指令集设定状态后,只需要RS引脚置低电平,RW引脚置低电平,接着连续写入上面两个命令,垂直地址在前,列地址在后就可以了),我们先来看看关于设定GDRAM地址的指令:

从上面的表格我们可以看到,垂直(列)地址由AC6~AC0指定,我们是从00列开始,那自然就是AC6~AC0全为0喽(这里有个问题需要注意,因为我们在写图片数据的时候是一个字节一个字节连续写入的,所以指定列地址的时候就必须为8的整数倍,呵呵,每个字节有8位嘛),那最终写给LCD的指令是如何的呢?就是上面表格紫色字体的部分,例如我是从00列开始写,AC6~AC0为全0,那就是1AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0,也就是1000 0000(二进制),即0x80(十六进制)。写完列地址就开始写水平(行)地址了,行地址由AC3~AC0指定,我们从00行开始,所以就是全0,就是1000AC3AC2AC1AC0,也就是1000 0000,即0x80。

1.初始化LCD(如果之前已经有先进行过初始化,则这一步省略)

2.给LCD写指令0x34,进入扩充指令集设定状态

3.设定GDRAM的列地址和行地址【垂直和水平地址】

4.按正确规律(每写满一行,行地址要用程序手动加1)连续写入图形数据

5.给LCD写指令0x36,打开绘图开关(这样做写入的图形才能正常显示)

6.给LCD写指令0x30,返回基本指令集设定状态(也就是正常的字体显示状态)

我们在用C语言设计画图程序时,可以这样写(大家如果对写屏的过程不了解,可以把通过改一下下面的程序,例如把写下半屏的函数给屏蔽掉,然后烧写到单片机上看实际效果,这样可以帮助你更好理解这个程序):