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一、LCD液晶显示器的基本原理液晶显示(LCD)由于具有可编程驱动、接口控制方便、体积小、功耗低、具有良好的可视化人机界面等优点，在智能设备尤其是便携式仪器仪表中得到了广泛应用，在许多单片机、DSP等应用系统中也被广泛应用于终端显示。
但是随着数控技术、测控技术等新技术的发展，对中英文显示、图形显示的需求越来越多，普通的LED 显示已不能满足要求。
同时，在满足液晶显示要求的同时，也需要LCD模块接收高速的数据信息并实时显示，这就对控制器提出了更高的要求。
本文采用C8051F120高速单片机开发板实现了对液晶显示模块LM6800的控制，可以对图形、文本和数据进行实时显示。
1 LCD的分类：①、按光电效应分类：光电效应是指在电场的作用下，液晶分子是初始排列改变为其他的排列形式，从而使液晶的光学性质发生变化。
即在电的作用下对光进行调试，不同的光电效应可以制作成不同的LCD显示器件。
一般的分为电场效应类，电流效应类，电场写入效应类，热效应类等。
其中电场效应类又可以分为扭曲效应类(TN)，宾主效应类(GH)和超扭曲效应类(STN)。
在单片机应用系统中广泛应用的是TN 和STN类型的液晶显示器。
②、按显示内容分类：按显示内容分为字段型，点阵字符型，点阵图形型等。
字段型类似LED，以七段显示最为常见；字符点阵型是由n×m点阵组成，专用于显示各种数字，字母，常见图形符号，及少量的汉字。
点阵图形型除可显示数字，字符还可以显示各种图形汉字等信息。
其显示的自由度大，常见的模块点阵有80×32 、128×64、等多种型号。
二、设计方案设计目的：在点阵式LCD上显示汉字“热烈庆祝，郑州航院，机电学院，电气专业，暑假实习，圆满结束。
”该课程设计是基于点阵式LCD的应用，目前有许多的厂商生产的点阵式的LCD液晶显示模块芯片，例如日历公司生产的HD4478字符点阵液晶显示模块以及LJD128×64的液晶显示模块，该模块有2Mb的汉字库，内置8192个汉字，汉字的点阵为16×16；6432的点阵绘图显示RAM最多可达64256点的二维绘图缓冲存储空间。
单片机实现液晶显示一背景对于现在流行的嵌入式电子产品，如便携式仪表，智能电器，消费类电子产品等，显示输出模块是必不可少的，在诸多的显示方式中，液晶显示已经成为首选。
本次主要介绍如何在51单片机系统中实现液晶显示；即在51单片机系统上运行C51程序，通过单片机与液晶模块之间的接口电路，控制液晶模块，显示需要的内容，并控制显示的格式。
二设计思路分析1液晶显示模块单片机的主要输出方式有放光二极管，数码管，和液晶显示。
而液晶显示是通过液晶显示模块实现的。
液晶显示模块是一种将液晶显示器件，链接件，集成电路，PCB线路板，背光源，结构件装配在一起的组件单片机系统使用液晶显示模块作为输出的优点：a 显示质量高。
b 数字式接口。
c 体积小，重量轻。
d 功耗低。
根据显示方式和内容的不同，液晶显示模块可以分为数显液晶模块，点阵字符液晶模块，点阵图形液晶模块。
数显液晶模块是一种由段型液晶显示器件与专用的集成电路组装成一体的功能部件，只能显示数字和一些标识符；点阵字符液晶模块是由点阵字符液晶显示器件和专用的行列驱动器，控制器及必要的链接件，结构件装配而成的，可以显示数字和西文字，但不能显示图形；点整图形液晶模块的点阵像素连续排列，行和列在排布中均没有空格，不仅可以显示字符，而且也可以显示连续，完整的图形。
点阵图形液晶根据液晶模块的驱动方式可以分为行列驱动型，行列驱动控制型，行列控制型。
2液晶显示原理以显示功能最完整的点阵图形液晶而言，液晶显示可分为线段显示，字符显示以及汉字显示。
1)线段显示液晶的显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1个字节的8个位，即每行由16字节，共16 * 8 = 128个点组成，屏上64 * 16个显示单元和显示RAM区1024个字节相对应，每个字节的内容和屏上的相应位置的亮暗对应。
2)字符显示一个字符由6 * 8或8 * 8这样的点阵组成，要正确显示，必须要找到和屏上某几个位置对应的显示RAM区得8个字节，并且要使每个字节的不同的位为1，其他位为0,为1的点亮，为0的点暗，通过明暗的变化显示某个字符。
单片机中的显示技术原理与应用随着科技的不断进步，单片机逐渐成为电子产品中不可或缺的重要组成部分。
而显示技术则是单片机应用中的核心要素之一。
通过合理选择和灵活应用不同的显示技术，可以实现单片机在各种应用场景下的有效显示，为用户提供更好的交互体验。
一、显示技术的分类单片机中常见的显示技术主要包括LED显示、LCD显示和OLED显示。
这三种显示技术各具特点，在不同的应用场景下能够发挥出各自的优势。
1. LED显示技术：LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，是一种将电能转化为光能的器件。
LED显示具有亮度高、耗电低、响应速度快、寿命长等优点。
常见的LED显示有数码管、点阵屏等，广泛应用于计数器、电子钟、电子秤等场合。
2. LCD显示技术：LCD（Liquid Crystal Display）即液晶显示，是一种利用液晶分子在电场作用下改变光的偏振状态，从而实现图像显示的技术。
LCD显示具有色彩丰富、对比度高、可视角度宽等特点。
目前主要有TN、STN、TFT等不同类型的液晶显示屏，广泛应用于智能手机、电脑显示器等设备上。
3. OLED显示技术：OLED（Organic Light Emitting Diode）即有机发光二极管，是一种利用有机薄膜材料发光的显示技术。
OLED显示具有自发光、快速响应、对比度高等优点，同时可以实现柔性显示和透明显示。
目前主要有AMOLED和PMOLED等不同类型的OLED显示屏，广泛应用于智能手表、电视机等设备上。
二、显示技术的驱动原理在单片机中，显示技术的驱动原理主要涉及到电压控制、电流控制和数据传输等方面。
1. LED显示技术的驱动原理：LED显示主要通过控制电压或电流来实现各个LED的发光。
常见的LED显示驱动方式包括静态驱动和动态驱动。
静态驱动即通过对LED加上恒定的电压或电流，使其一直处于发光状态。
动态驱动是通过将时间分片，按照一定的频率快速地切换各个LED的发光状态，从而实现多个LED同时显示。
单片机中的形显示技术与应用I. 引言近年来，随着科技的飞速发展，形显示技术在单片机应用中发挥着越来越重要的作用。
形显示技术是一种通过显示器将信息以图形、图像或者符号的形式呈现出来的技术，广泛应用于电子设备、机器人控制、智能家居等领域。
本文将探讨单片机中的形显示技术及其应用。
II. 形显示技术概述形显示技术是将数字、文字、图像等信息转化为可视化的形式展示出来的技术。
单片机中的形显示技术主要包括液晶显示、有机发光二极管（OLED）显示和电子纸显示。
下面将对这几种形显示技术进行详细介绍。
III. 液晶显示技术液晶显示技术利用液晶分子的光学性能，通过电场的作用改变液晶分子的取向程度，实现信息的显示。
液晶显示具有功耗低、可视角度广、响应速度快等优点，适用于各种单片机应用。
目前常用的液晶显示屏形式有TN（向列状向列型液晶）、STN（超高温液晶）和TFT （薄膜晶体管）等。
IV. 有机发光二极管（OLED）显示技术OLED是一种利用有机发光材料的电致发光原理来实现显示的技术。
相比传统液晶显示屏，OLED显示器具有发光自发光、色彩鲜艳、对比度高、响应速度快等优点，因此在单片机领域中得到广泛应用。
OLED显示器主要有被动式矩阵OLED和活动式矩阵OLED两种类型。
V. 电子纸显示技术电子纸是一种利用电流对颜料颗粒进行操控，从而实现显示的技术。
与传统液晶显示器相比，电子纸显示器具有可读性好、低功耗、可弯曲等特点，适用于单片机应用中的便携式设备。
电子纸显示器的工作原理是通过对颜料颗粒的正负电荷调控来改变图像的显示。
VI. 单片机中形显示技术的应用单片机中的形显示技术广泛应用于各个领域。
在电子设备中，液晶显示屏常用于智能手机、平板电脑和电视等产品中，提供高清、真实的显示效果。
OLED显示器则逐渐应用于智能手表、穿戴设备和汽车仪表盘等领域，展现出鲜明的色彩和自发光的特点。
电子纸显示器则常用于电子书阅读器、报刊杂志等便携式阅读设备中，提供接近纸质书的阅读体验。
单片机LCD显示技术应用近年来，随着电子技术的快速发展，单片机LCD（液晶显示）技术在各个领域得到广泛应用。
本文将探讨单片机LCD显示技术的应用，并分析其在不同领域中的优势和潜在挑战。
一、概述单片机LCD显示技术是通过控制液晶的光学性质和电学性质，实现信息的显示。
它广泛应用于消费电子、工业控制、医疗仪器、交通系统等领域。
单片机LCD显示技术具有低功耗、高对比度、快速响应等优点，成为许多应用中的首选。
二、消费电子领域中的应用1. 手机：单片机LCD显示技术在手机屏幕中得到了广泛应用，其超薄、高清显示效果受到消费者的喜爱。
同时，通过单片机的控制，手机屏幕可以实现多点触控、手势识别等功能。
2. 平板电脑：随着平板电脑的普及，单片机LCD显示技术也在其屏幕中得到了广泛应用。
平板电脑屏幕的大尺寸、高分辨率使得单片机LCD显示技术的性能要求更高，从而推动了该技术的进一步发展。
三、工业控制领域中的应用1. 仪表显示：在工业生产中，各种仪表通常需要显示各类参数、数据等信息。
通过单片机LCD显示技术，可以实现对这些信息的高清显示，提高工作效率和准确性。
2. 自动化设备：自动化设备在生产流程中起到重要作用。
单片机LCD显示技术可以应用于人机界面，通过触摸屏等交互方式，方便操作员进行设备控制和监控，并提供实时信息反馈。
四、医疗仪器领域中的应用1. 诊断仪器：医疗仪器对于显示精确的数据和结果至关重要。
单片机LCD显示技术可以满足这一需求，不仅显示清晰准确，还可以根据需要实现曲线图、图像等更复杂的显示。
2. 告警系统：在医院的监护设备中，单片机LCD显示技术可以实现对患者生命体征的监测，并能够及时显示告警信息。
这一技术的应用使得医护人员能够更快速地做出反应，提高医疗救护的效率。
五、交通系统领域中的应用1. 汽车仪表盘：随着汽车行业的发展，单片机LCD显示技术也在汽车仪表盘中得到了广泛应用。
通过单片机的控制，可以实现对汽车信息的显示、警告、导航等功能，提高驾驶安全性。
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。
本文在介绍以T6963C为控制器的GTG240128液晶显示模块的结构和功能的基础上，讨论了其与AT89C55单片机的硬件接口电路及接口软件编程方法。
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。
收稿日期:2003208228基金项目:国家自然科学基金项目(60272089);广东省自然科学基金项目(980406);广东省教育厅自然科学研究项目(0137)作者简介:崔振兵(19722),男,在读研究生,主要研究方向为智能工程与软计算.基于8位单片机的LCD 显示设计崔振兵,曾 碧(广东工业大学计算机学院智能工程研究所,广东广州,510090)摘要:液晶显示器(LC D )由于体积小、质量轻、功耗微、寿命长、无电磁辐射等优点,已经逐渐成为各种便携式电子信息产品的理想显示器.在以单片机控制的产品中,液晶显示器的使用更是越来越广.本文结合M OT ORO LA 公司的MC68HC05SR3单片卡机,并以T 6963C 点阵液晶显示控制器为例,对用单片机控制LC D 的显示机理进行了详细的介绍.关键词:点阵;显示数据缓冲区;显示地址;产生字符存储器;字符编码中图分类号:TP368.1 文献标识码:A 文章编号:100727162(2004)03200512061 T6963C 点阵液晶显示控制器功能特点T6963C 点阵液晶显示控制器是日本东芝公司产品,适用于较小规模的液晶显示器件,常被装配在图形液晶显示模块上,以内藏式图形液晶显示模块的形式出现.该模块允许单片机随时访问显示缓冲区,也可以对其进行位操作.显示字符的字体可以为6×8点阵或8×8点阵,显示窗口长度(列)C L 已由硬件设置为30字符数(对应于8×8点阵),显示窗口宽度(行)己由硬件设置为128行.本模块内建128种字符,并且允许用户在显示缓冲区内任意设置一个区域作为外扩的字符发生器CG RAM [1].T6963C 可管理64K 字节的显示缓冲区,显示缓冲区可分为文本显示区、图形显示区和CG RAM 区,3个区的首址通过指令设定.文本显示区和图形显示区的起始地址S AD 都对应着显示屏左上角位置的显示位,在文本显示区一个单元对应屏上的一个字符位.当设置为6×8点阵时,在图形显示区的一个单元对应屏上的6×1点阵显示位,此时图形显示区单元的低6位有效;当设置为8×8点阵时,图形显示区一个单元则对应屏上的8×l 点阵显示位.2 字符点阵显示编码形成显示数据缓冲区(DDRAM )与显示屏幕的物理位置是一一对应的.当给显示数据缓冲区的某一单元写入一个字符的编码时,该字符就在对应的位置显示出来.要使字符显示在不同的位置上,就必须对字符进行编码.字符编码必须遵循一定的规则,字符编码就是要写入显示数据缓冲区(DDRAM )的数据,也就是产生字符存储器的地址的3～11位.产生字符存储器可分为随机存储器(CG RAM )和只读存储器(CG ROM ).当在模式设置中设置了只读存储器模式时,分配给只读存储器的字符代码为00H 27FH ,其对应的字符可以查看产品手册,分配给随机存储器的字符代码为80H 2FFH ,其对应的字符可以自己定义.CG RAM 在显示第21卷第3期2004年9月广东工业大学学报Journal of G u angdong U niversity of T echnology V ol.21N o.3September 2004缓冲区分配的实际地址为: 偏置地址: C4C3C2C1C0字符代码: D7D6D5D4D3D2D1D0行地址指针:+)R2R1R0实际地址: A15A14Al3A12All A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0偏置地址用来设置CG RAM 在显示缓冲区内16位地址的高5位,这可以通过CG RAM 设置指令来设置.例如,当要将显示缓冲区中1800H 21FFFH (2K )单元分配给CG RAM 时,可以设置CG RAM 的偏置值为#03H ,这样,存储在显示缓冲区中地址为1C00H 21C07H 的字符代码为80H.R2～R0:代表自编8×8点阵字符的其中一行地址的第三位.3 T6963C 点阵液晶显示控制器接口电路表1 T 6963C 点阵液晶显示控制器I/0接口表管脚号符号功能1NC 空2NC 空3FG 框架地(连接金属铁框)4Vss 地(G ND )5Vdd 电源正电压(+5V )6Vee 电源负电压(可调)7/WR 写数据(低电平有效)8/RD 读数据(低电平有效)9/CE 片选信号(低电平有效)10C/D/WR =“L ”;C/D =“H ”:写命令,C/D =“L ”:写数据/WR =“H ”:C/D =“H ”:读命令,C/D =“L ”:读数据11/RESET控制复位(模块复位、低电平有效)12～19D02D7数据线(D0=LS B ,D7=MS B )20FS字型选择:连接到Vdd :6×8点阵连接到Vss :8×8点阵 T6963C 模块有内建负压发生器和无内建负压发生器两种,以下所有说明均是针对有内建负压发生器的模块,所以将接口Vee 脚悬空,单电源+5V (VDD )供电即可.T6963C 控制模块的I/O 接口表见表1所示,时序见图1所示.根据T6963C 的接口表及时序,可设计出它与MC68HC05SR3单片机的接口电路[2],如图2所示. 图1 T 6963C 点阵液晶显示控制器时序图 图2 T 6963C 点阵液晶显示控制器与MC68HC05SR3 单片机的接口电路25广东工业大学学报第21卷图3 字符显示程序框图4 LCD 显示的软件设计T6963C 模块的控制指令可带一个或两个参数,或无参数.每条指令的执行都是先送入参数(如果有的话),再送入指令代码.而且当向T6963C 中读、写数据或向其中写入命令时,必须严格遵循T6963C 的时序图.如果所送参数多于规定个数,以最后送入的有效.每次操作之前必须先进行状态字检测.有关控制指令和状态字的内容读者可以参考有关手册,这里不再赘述.以下给出各驱动子程序(在本例子中,字型选择为8×8点阵,显示窗口长度为30字符数,宽度为128行(大连东方电脑股份公司.E DM24D128图形点阵式液晶显示器模块原理与应用手册).图3给出字符显示程序框图.下面给出显示初始化子程序、建立CG RAM 子程序、在LC D 中间位置显示Z 、Y 子程序和文本方式下汉字显示子程序的代码: 1)读标志字子程序 BF : LDA #%0100010l ;读标志字BF1: JSR BF ;判断ST A0和ST Al 状态.ST A PORT C BRC LR 0,AAA ,BF1LDA #00H BRC LR 1,AAA ,BF1ST A DDR B RTSLDA PORT B BF2:JSR BF ;判断ST A2状态位.ST A AAABRC LR 2,AAA ,BF2LDA #%01100001RTSST A PORT C BF3:JSR BF :判断ST A3状态位.LDA #0FFH BRC LR 3,AAA ,BF3ST A DDR B RTSRTS2)指令和数据子程序 占用寄存器:R2,R3,R4 LDX R4 输入寄存器:R2为参数第一字节,LDA #%00100101 R3为参数第二节,R4为指令代码ST A PORT C WR :JSR BFI ;双字节参数指令入口JMP WR5LDX R2WR4:LDA #%00100001;写数据入口JSR WR4ST A PORT CWR1:JSR BFI :单字节参数指令入口WR5:STX PORT B ;显示数据送到PORT B LDX R3LDA #＄61 ;读数据JSR WR4ST A PORT C WR2:JSR BFl :无参数指令入口RTS3)清屏,即清显示RAM 的子程序35第3期崔振兵,等:基于8位单片机的LC D 显示设计C LR :LDA #＄00ST A R3ST A R2C LR2:JSR BF3LDA #＄00LDX #＄00ST A R3JSR WR4LDA #＄24:设置地址指令DEC R3ST A R4BNE C LR2JSR WR ;设置地址DEC R2LDA #＄0BOH ;自动写指令BNE C LRl ST A R4LDA #＄083BSR WR2ST A R4LDA #s02BSR WR2ST A R2RTSC LRl :LDA #2404)显示初始化子程序I NI :JSR C LR :清屏LD #＄42LDA #＄00;设置文本区ST A R4ST A R2JSR WR ST A R3LDA #＄1E LDA #＄40ST A R2ST A R4LDA #＄00JSR WRST A R3LDA #＄1E:文本区宽度LDA ＄43ST A R2ST A R4LDA #＄00JSR WRST A R3LDA #＄80;设置显示方式LDA #＄4l ST A R4ST A R4ISR WR2JSR WRLDA #＄94LDA #＄00;设置图形区ST A R4ST A R2JSR WR2LDA #＄08RTSST A R3表2 “北”字点阵显示编码“北”字结构字模数据字符代码左上部04H ,04H ,04H ,04H ,04H ,7CH ,04H ,04H 80H 左下部04H ,04H ,04H ,04H ,1CH ,E4H ,44H ,00H 81H 右上部80H ,80H ,88H ,98H ,A0H ,C0H ,80H ,80H 82H 右下部80H ,80H ,80H ,82H ,82H ,82H ,7EH ,00H83H5)建立CG RAM ,设置偏置寄存器内容,建立字符的字模数据及字符代码.以汉字“北”为例,字符代码的选择范围在80H 2FFH 之间[3],则“北”字的结构字模数据及字符代码的定义如表2所示.写入CG RAM :WRCG:LDA #＄03ST A R3ST A R2LDA #＄22LDA #＄00ST A R445广东工业大学学报第21卷JSR WR C LR XH LDA #＄00C LRXST A R2WRCG 1:JSR BF3LDA #＄1C LDX T AB1,X ST A R3JSR WR4LDA #＄24I NC XH ST A R4LDX XH JSR WR DEC R2LDA #＄0B0BNE ERCG 1ST A R4LDA #＄0B2JSR WR2ST A R4LDA #＄28JSR WR2ST A R2RTST AB1:FC B ＄04,＄04,＄04,＄04,＄04,＄7C ,＄04,＄04;字符代码为80HFC B ＄04,＄04,＄04,＄04,＄1C ,＄0E4,＄44,＄00;字符代码为81H FC B ＄80,＄80,＄88,＄98,＄0A0,＄0C0,＄80,＄80;字符代码为82H FC B ＄80,1＄80,＄80,＄8C ,＄82,＄7E ,＄00;字符代码为83HFC B ＄01,＄1E ,＄26,＄4A ,＄52＄64,＄78,＄80;自己构建特殊符号 ;的8×8点阵,其字符代码为84H6)在LC D 中间位置显示大写英文字母Z 和Y Z JXS: LDA #224 ST A R3ST A R2LDA #＄0C0LDA #00ST A R4ST A R3JSR WR1LDA #＄24LDA #＄39ST A R4ST A R3JSR WR JSR WR1LDA #＄3ARTS7)文本下汉字显示.在此方式下最多可以建立64个16×16点阵汉字(4个字符组成一个汉字),地址指针已设置在要写入汉字的左上角位置.以下子程序为在LC D 中间位置紧接字母Z 、Y后面显示汉字“北”和自己构建的特殊符号“ ”.WRHZT:LDA #＄0F ST A R4ST A R2JSR WR1LDA #＄00I NC R3ST A R3I NC R3LDA #＄24JSR WR1ST A R4DEC R3JSR WR LDA #＄1C LDA #＄80ST A R2ST A R3LDA #＄0C1LDA #＄0C0ST A R455第3期崔振兵,等:基于8位单片机的LC D 显示设计65广东工业大学学报第21卷 WRHZT1:JSR WR2 ST A R3DEC R2JSR WR1BNE WRHZT1LDA#＄39LDA#＄0C0ST A R3ST A R4JSR WR1JSR WR1LDA#＄84I NC R3ST A R3I NC R3JSR WR1JSR WR1RSTLDA#＄12本文所附程序均在机器上调试通过,希望读者通过阅读本文,能够掌握LC D的显示原理.参考文献:[1]陈铖,宋曙春.基于T6963C控制器的液晶显示模块组成原理[J].信息工程大学学报,2003,4(3):26229.[2]余永权,曾碧,林伟,等.单片微型机原理及开发技术[M].广州:广东高等教育出版社,1995.[3]耿宝,常发亮.单片机在液显T6963C控制器的接口和控制[J].山东电子,1996,(4):17219.LCD Display Design B ased on a Singlechip with Eight BitsC UI Zhen2bin,ZE NG Bi(Institute of Intelligent Engineming,G uangdong Univergity of T echnology,G uangzhou510090,China)Abstract:Because Liquid Crystal Display(LC D)has many merits,such as small bulk,tiny weight,long life,and no electromagnetic radiation,and it consumes low power,it has been an ideal display for all kinds of carry2home electron in fo products.LC D has been widely used in these products that are embedded a sin2 glechip.This paper introduces the display principle of LC D by combining a singlechip(MC68HC05SR3, M OT ORO LA)with a lattice liquid crystal display controller T6963C.K ey w ords:lattice;DDRAM;display address;character2producing mem ory;character coding。
液晶于1888年由奥地利植物学者发现，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物，一般最常用的液晶型式为向列（nematic）液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1nm~10nm，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像，因此液晶显示模块具有开发和研究的重要意义。
关键词: 液晶；有机化合物；像素；图像。
AbstractLCD in 1888 by Austrian scholars found that plant，Is a kind of between solid and liquid,has the regularity of molecular arrangement of organic compounds,the most commonly used commonly for nematic liquid crystal type of nematic liquid crystal, molecular shape for long bar, width of about 1nm to 10nm, under different current electric fields, the liquid crystal molecules will do arrange rules rotated 90 degrees, producing the difference of light transmittance, so the power ON/OFF under the difference between light and shade, each pixel according to the principle of control, can form the image, so the liquid crystal display module has the significance of the research and development.Keywords: Liquid crystal; Organic compounds; Pixel; image摘要 (I)Abstract .............................................................. 错误!未定义书签。
图形液晶显示控制器S1D13503在单片机系统中的应用吴 捷,陆 锋,左 剑(中国人民解放军总参第63研究所,江苏省南京市210007)摘 要:在单片机系统中,为了得到较好的显示效果,对显示控制器的性能提出了更高的要求。
本文介绍了Seiko Ep s on 公司图形液晶显示控制器S1D13503的基本原理,给出了在8位单片机系统中的硬件和软件设计,实现了在单片机系统中对较大分辨率、彩色液晶显示器的控制,显示稳定可靠。
关键词:图形液晶显示控制器;S1D13503;单片机;AT mega128中图分类号:TP334.4收稿日期:2009207213;修回日期:2009209211。
0 引 言随着液晶显示技术的发展,人们对显示效果要求越来越高,在8位单片机系统中如何应用较大分辨率的彩色LCD (液晶显示器),对图形液晶显示控制器芯片的性能提出了更高的要求。
S1D13503是日本Seiko Ep s on 公司的专用图形液晶显示控制器芯片,该芯片可方便地与8/16位CP U 相连,内置调色板,具有管理128kB 显示存储空间的能力,可最大支持256色或16级灰度,最大分辨率为1024×1024点阵;输入时钟频率最高可达25MHz;具有节电工作方式,可在2.7V ～5.5V 宽电源范围内工作。
1 S1D 13503的基本原理图形液晶显示控制器S1D13503的原理框图见图1,分为控制部分、接口部分和LCD 显示驱动部分。
图1 S1D13503原理框图控制部分是S1D13503工作的核心,包括:振荡器、时序发生器、控制寄存器、MCU /CRT 选择器、显示存储器接口等。
控制部分的主要工作是产生时序、设置工作方式或状态以及管理显示存储器等。
S1D13503内部共有16个8位控制寄存器,用来设置S1D13503的状态和控制S1D13503的工作方式,可以由MCU 随时设置和修改。
S1D13503最大可以管理128k B 的显示存储器,与显示存储器的接口有两种模式:8位接口模式和16位接口模式,当选用256色显示时,只可使用16位接口模式。
第20卷第3期徐州工程学院学报2005年6月V o l.20N o.3Jou rnal of Xuzhou In stitu te of T echno logy JUN12005HD61830图形液晶显示模块在单片机中的应用邸瑞芝(徐州工程学院, 江苏 徐州 221008) 【摘 要】 HD61830是一种图形液晶显示控制器,可与8位微处理器直接接口,管理64K显示RAM1内部时序发生器产生点阵液晶显示驱动信号.该文介绍的是HD61830图形液晶显示控制器与8051单片机的接口,包括其原理、指令、硬件连接、应用编程.【关键词】 HD61830图形液晶显示控制器;8051单片机;原理;接口【中图分类号】 T P36811 【文献标识码】A【文章编号】167320704(2005)0320001208The Appl ica tion of HD61830Graph ic LCD M odulei n Si ngle-Ch ip Com putersD I R u i2zh i(Xuzhou Institute of T echno logy,Xuzhou,221008,Ch ina) 【Abstract】 HD61830is a grap h ic L CD con tro ller w h ich directly in terfaces to8-b it m icro2 ch i p,m anaging64K disp lay RAM.HD61830generates do t-m atrix L CD driven signal by its in2 ternal sequence generato r.T h is p ap er m ain ly in troduces the in terface betw een HD61830and8051 singlech i p,including the p rinci p les,in structi on s,hardw are connecti on and app lied p rogramm ing.【Key words】 HD61830grap h ic L CD con tro ller;8051singlech i p;p rinci p le;in terface1 HD61830控制驱动器图形液晶显示模块的主要特点111 HD61830是图形液晶显示控制器,可直接与8位微处理器系列直接接口1112 具有专用指令集,可完成文本显示或图形显示的功能设置,以及实现画面卷动、光标、闪烁、位操作等功能1113 HD61830可管理64K显示RAM,其中图形方式为64K,字符方式4K1114 内部字符发生器CGROM共有192种字符,其中5×7字体160种,5×11字体有32种,HD61830还可外接字符发生器,使字符量达到256种1115 HD61830可以静态方式显示至1 128占空比的动态方式显示.2 HD61830内部结构与电参数211 HD61830功能原理图收稿日期:2005201220作者简介:邸瑞芝(19462),女,江苏徐州人,教授,主要从事计算机应用研究1如图1所示:图1 HD61830模块功能原理图F ig11 HD61830M odu le Functi on D iagram212 M GL S-240128电原理图HD61830液晶显示模块有四种型号,分别是:M GL S-8032、M GL S-8464、M GL S-240128、M GL S-32064.它们除了所驱动的液晶屏尺寸不同外,其电路特性都是一样的.在本设计中,采用的是M GL S-240128型号的液晶显示屏.此模块的电原理图如图2所示:213 接口端管脚功能与单片机接口的引脚有18根,功能如下:1234567～1415161718GND V CC V0R S R W E DB0～DB7CS R ST L ED+L ED-GND:地1V CC:+5V电源1V0:负电源端,5V至-20V可调.R S:寄存器选择,R S=1选通指令寄存器,R S=0选通数据寄存器1R W:读 写选择信号,R W=1时CPU从HD61830读出数据,当R W=0时CPU向HD61830写数据.E:使能端,E下降沿写数据,高电平读出数据.DB0-DB7:数据总线,双向,三态.CS:片选信号,低电平有效.R ST:复位端,低电平有效.L ED+与L ED:为背光电源端1图2 M GL S240128型显示器电原理图F ig12 M GL S240128D isp lay Schem atic C ircu it D iagram214 模块的电参数如表1所示:表1T ab le1名称符号M I N T YP M A X单位测试条件电源电压V CC4.55.05.5V输入高电平(T TH)V I H2.23.2V CC V输入低电平(T TL)V I L00.30.8V输出高电平(T TH)VOH2.43.2V CC V I OH=0.6mA输出低电平(T TL)VOL0.30.3V CC V I OL=0.6mA电源功率Pw11015mW CR波形频率fo sc=500M H Z时钟频率Fo sc400500600KH Z Cf=15pF±5%,R f=39K83 指令说明HD61830有13条指令,指令是由一个指令代码和一个功能参数组成.指令代码类似参数寄存器的地址代码,而参数才是实质的功能值.CPU向HD61830指令寄存器写入指令代码来选择参数寄存器,再通过数据寄存器向参数寄存器写入参数值,以实现功能的设置.HD61830向M PU提供一个忙(B F)标志位:B F=1表示当前HD61830处于内部运行状态,不接受CPU的访问(读忙标志位除外)1B F=0表示HD61830允许CPU的访问.CPU在访问HD61830时都要判断B F是否为0.CPU可在R S=1下从数据总线D7位上读出B F标志值.311 方式控制,指令代码为00H该指令参数定义了显示方式.其参数格式为:00D5D4D3D2D1D0D0:字符发生器选择,D0=0为CGROM,D0=1为EXCGROM1D1:显示方式选择,D1=0为文本方式,D1=1为图形方式1D3和D2组合实现的功能如表2所示1D3D2功能00光标禁止01启用光标10光标禁止,字符闪烁11光标闪烁D4:工作方式选择,D4=0为从方式,D4=1为主方式1D5:显示状态选择,D5=0为禁止显示,D5=1为启用显示.需要注意的是,使用图形方式(D1=1)时,只能使D0=D2=D3=0.一般情况下HD61830采用主方式(D4=1).当有两片HD61830并联时,则其中一片为主方式,一片为从方式.312 字体设置,指令代码01H该指令设置文本方式下字符的点阵大小,指令参数格式:V P-10H P-1 V P:字符点阵行数,取值范围1～161H P:字符点阵列数,图形方式表示一字节显示数据的有效位数,H P的取值范围为6,7,8.313 显示域设置,指令代码02H该指令的指令参数格式如下:0HN-1HN为一行显示所占的字节数,其取值范围为2～128内的偶数值,由HN和H P可得显示屏有效显示点列数N=HN×H P.314 帧设置,指令代码03H该指令的指令参数格式如下:0N X-1N X为显示时的帧扫描行数,其倒数即为占空比.对单屏结构的显示模块,N X即为其有效显示行数;对双屏显示结构的模块则2N X为其有效显示行数.315 光标位置设置,指令代码04H文本方式下的光标为一行(8×1)点阵显示,该指令用来指明光标在字符位中的第几行,指令参数格式如下:0000CP-1其中CP表示光标在字符体中的行位置,CP取值范围在1～V P之间.CP>V P时光标被禁止.316 SADL设置,指令代码08H该指令的指令参数格式如下:起始地址低8位SADL317 SADH设置,指令代码09H该指令的指令参数格式如下:起始地址高8位SADH 以上两条指令设置了显示缓冲区起始地址,它们的指令参数分别是该地址的低位和高位字节.该地址对应显示屏上左上角显示位,显示缓冲区单元(即RAM单元)与显示屏上的显示位的一一对应关系如表3所示:SAD SAD……SAD+HN-1SAD+HN SAD+HN+1……SAD+2HN-1………………………………SAD+M HN SAD+M HN+1……SAD+(M+1)HN-1显示屏上一个显示位长为H P点阵.318 CA CL设置,指令代码0A H该指令的指令参数格式如下:光标地址低8位CA CL319 CA CH设置,指令代码0BH该指令的指令参数格式如下:光标地址高8位CA CH以上两条指令设置光标地址指针,它们的指令参数即是该光标地址指针的低位和高位字节.其作用一是用来指示当前要读、写显示缓冲区单元的地址;二是用在文本方式下,指出光标或闪烁字符在显示屏上的位置.由于光标地址计数器是16位加1计数器,当第N位从1变到0时,会引起第N+1位自动加1,因此当设置低8位地址时,若最高位M SB从1变为0就会引起高8位地址的最低位L SB加1.因此设置时应先设置低8位,再设置高8位,而且即使只需修改地址低8位,其高位也要跟着重新设置一次,以确保地址指针设置的万无一失.3110 数据写,指令代码0CH该指令将随后写入数据寄存器的数据送入光标地址指针指向的显示RAM单元.光标地址指针将随着每次数据的写入而自动加一修改.该指令功能的终止将由下一条指令的输入来完成.3111 数据读,指令代码0DH该指令代码写入后,紧跟着一次“空读”操作后,则可以两许读出光标地址指针所指向单元的内容.光标地址指针将随着每次数据的读出而自动加一修改,该指令功能的终止将由下一条指令的输入来完成.3112 位清零,指令代码0EH3113 位置1,指令代码0FH以上两条指令的功能是将光标地址指针所指向的显示RAM单元中的某一位清零或置1.指令执行一次,光标地址指针自动加一.指令参数格式为:00000NB-1其中NB为要清零或置1的位址,取值1～8,对应该字节的L SB～M SB位.上面列出了HD61830的所有指令.由于HD61830的指令代码类似参数寄存器的地址代码,所以在写入一个指令代码后向数据口写入的多个数据都将修改该指令代码所指的参数寄存器内的内容.这点,在编写程序的时候得小心.4 M GL S-240128与8051单片机接口下面是M GL S-240128与8051单片机接口与编程应用的实例,包括接口连接、程序清单及注释,这样就方便地分析出编程的功能.在液晶显示模块上,已经完成了控制器与液晶显示驱动器和显示缓冲区的接口工作,留给用户的仅仅是与CPU的接口.因此只需了解指令系统及与M PU接口的工作时序,无需对液晶显示驱动器及其接口做太多工作.M GL S-240128和8051单片机接口有直接接和间接接口方式.在本设计中,采用了直接接口方式1接口电路如图3所示.图3 M GL S-240128液晶显示器与8051的接口图F ig3In terface D iagram betw een M GL S-240128L CD and8051Singlech i p有关子程序如下:A15=CS;A9=R W;A8=R SDW ADD EQU08000H ;写数据口地址DR ADD EQU08200H;读数据口地址C W ADD EQU08101H;写指令口地址CR ADD EQU08300H;读状态口地址COM EQU40H;指令代码寄存器DA T EQU41H;数据寄存器411 读状态位子程序PR0: M OV D PTR, #CR ADD ;设置读状态口地址PR01:M OV X A,@D PTR;读状态 JB A CC.7,PR01;判状态位为“0”否 R ET412 写指令代码子程序PR1: L CALL PR0 ;写指令入口M OV D PTR #C W ADD;设置写指令口地址M OV A, COM;取指令代码M OV X@D PTR, A;写入指令代码R ET413 写指令参数和数据子程序PR2: L CALL PR0 ;写数据入口M OV D PTR,#DW ADD;设置写数据口地址M OV A, DA T;取指令参数或显示数据M OV X@D PTR, A;写入参数或数据R ET414 读显示数据子程序PR3: L CALL PR0 ;读数据入口M OV D PTR, #DR ADD;设置读数据口地址M OV X A, @D PTR;读显示数据M OV DA T, A;寸数据R ET由于HD61830有文本显示和图象显示两种方式,但是却不能“图文并茂”,所以初始化要根据使用需要而设置.在本系统中,采用了文本显示方式1下面介绍西文显示的操作,包括显示RAM地址的设置、光标操作、读数据操作以及西文字符显示等.(初始化程序略)设置文本显示RAM地址子程序CU L EQU 32H ;列坐标地址(以字节为单位)ROW EQU34H ;行坐标地址(以字符行为单位)W R ADD:M OV A,ROW;取行坐标地址 M OV B,#28H;设置显示域宽度(依实际而定) M U L AB ;计算光标指针地址 ADD A,CU L;加列坐标地址 M OV CU L,A;光标低8位暂存CU L M OV A,B ADDC A,#00H M OV ROW,A;光标高8位暂存ROW M OV COM,#0A H;设置光标指针 L CALL PR1 M OV DA T,CU L;写列位置 L CALL PR2 M OV COM,#0BH L CALL PR1 M OV DA T,ROW;写行位置 L CALL PR2 R ET西文字符组写入子程序(新年快乐!H app y new year!)COU N T EQU 16H ;写入字符个数D PTR;为字符组首地址STA R T:M OV D PTR,#TABL ;设置字符组首地址W R C:PU SH D PL;暂存D PTRPU SH D PHM OV COM,#0CH;设置写数据指令代码L CALL PR1PO P D PH;取出D PTRPO P D PLW R C1:CL R A M OV C A,@A+D PTR;取字符I N C D PTR;修正D PTRPU SH D PL;暂存D PTRPU SH D PHM OV DA T,A;写入显示数据L CALL PR2PO P D PH;取出D PTRPO P D PLDJN Z COU N T,W R C1;循环R ET;等待显示的字符TABL DB20H,48H,61H,70H,70H,79H,20H,6EHDB65H,77H,20H,79H,65H,51H,72H,21HEND参 考 文 献[1]胡汉才编著1单片机原理及系统设计[M]1清华大学出版社,2002.[2]李建忠编著1单片机原理及应用[M]1西安电子科技大学出版社,2002.[3]沈红卫编著1单片机应用系统设计实例与分析[M]1北京航空航天大学出版社,2003.[4]耿长清主编1单片机应用技术[M]1化学工业出版社,2002.[5]北京精电蓬远显示技术有限公司1内藏HD61830控制驱动器图形液晶显示模块使用手册[M]120011。
