第15章C51液晶顯示模塊ppt課件

1、第15章 C51液晶顯示模塊在單片機的人機交互系統(tǒng)中，常常需要顯示系統(tǒng)運行中的某些信息和數(shù)據(jù)，例如字符、漢字或者圖形等。液晶顯示器LCD正好可以完成此項任務(wù)，它是一種功耗很低的顯示器，在電子表、計算器、數(shù)碼相機、計算機的顯示器和液晶電視上都可以看到它的身影。液晶顯示器以優(yōu)越的性能，越來越受到各方面的重視。在單片機系統(tǒng)中，為了應(yīng)用的方便，常使用另外一種集成度更高的顯示組件，即液晶顯示模塊。液晶顯示模塊將液晶顯示器、控制器、背光源和外部連接端口等組裝在一起，可以方便地用于需要液晶顯示的場合。液晶顯示模塊的英文名稱為“LCD Module”，可以簡稱為LCM。本章主要介紹液晶顯示器以及液晶顯示模塊，

2、并詳細介紹了常用的液晶顯示模塊控制器及其控制子函數(shù)。最后通過兩個實例，逐步詳細講解了如何使用液晶顯示模塊顯示漢字和圖形。15.1 液晶顯示模塊概述 液晶顯示是依靠液晶來進行數(shù)據(jù)或者圖形顯示的。液晶顯示器本身不發(fā)光，其通過調(diào)節(jié)背光的亮度來達到顯示效果，這是一種被動顯示器。液晶顯示模塊是以液晶屏為核心，配合一定的控制電路，以達到方便使用目的的顯示組件。目前在單片機系統(tǒng)中，液晶顯示模塊的使用最為廣泛。15.1.1 液晶顯示模塊的分類 根據(jù)液晶顯示模塊顯示功能的不同，液晶顯示模塊可以分為如下3種： 1段碼數(shù)字型 2點陣字符型 3點陣圖形型 段碼數(shù)字型液晶顯示模塊 點陣字符型液晶顯示模塊 15.1.2

3、液晶顯示模塊的特點相比其他顯示器件，液晶顯示模塊具有如下一些特點：顯示內(nèi)容豐富?？梢燥@示多行漢字、字符以及圖形等。體積小巧。在顯示內(nèi)容相同的情況下，液晶顯示模塊體積要相對小巧，重量也輕。功耗低。液晶顯示模塊的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極、背光電源和驅(qū)動芯片上。因而，相對于相同的顯示面積，液晶顯示模塊的功耗比其他顯示器件要小得多。顯示質(zhì)量高。液晶顯示模塊每一個點恒定發(fā)光，不需要不斷刷新亮點。因此液晶顯示模塊顯示畫質(zhì)高，且不會閃爍。無電磁輻射。液晶顯示模塊沒有電磁輻射，正因為這個優(yōu)點使得液晶電視和計算機的液晶顯示器得到廣泛應(yīng)用。控制簡單方便。液晶顯示模塊內(nèi)置控制器，而且均為數(shù)字式接口，操作十分方便。

4、應(yīng)用范圍廣。根據(jù)需要液晶顯示模塊可以顯示數(shù)字、字符、漢字和圖形等。因此液晶顯示模塊可根據(jù)實際需要適用于各種場合。15.2 液晶顯示控制驅(qū)動器 液晶顯示模塊LCM大部分都具有內(nèi)置LCD控制驅(qū)動器。LCD控制驅(qū)動器主要用于控制液晶的顯示，其采用控制指令集進行控制顯示。這類液晶顯示模塊和單片機的接口都比較簡單，控制起來也相對容易，目前得到了廣泛的應(yīng)用。一般而言，只要掌握一種的液晶顯示模塊及其控制驅(qū)動器的使用方法，就可以舉一反三，掌握其他液晶顯示模塊的使用。 目前市場上常見的LCD控制驅(qū)動器有ST7920、HD44780、KS0066U等型號。這里要介紹的是目前使用較為廣泛的ST7920點陣圖形液晶模

5、塊的控制驅(qū)動器，其可以控制顯示數(shù)字、字符、漢字和圖形等，功能比較全面。15.2.1 液晶顯示控制驅(qū)動器概述ST7920液晶顯示模塊控制驅(qū)動器是一種功能極強的液晶控制模塊，由臺灣矽創(chuàng)電子公司生產(chǎn)，其主要包括如下幾方面的功能：芯片內(nèi)置32個普通驅(qū)動器common及64個段驅(qū)動器segment。芯片內(nèi)置12864漢字圖形點陣的液晶顯示控制模塊。芯片內(nèi)置8192個中文漢字1616點陣），用于顯示漢字。ST7920包含有兩個型號，ST7920-BIG5內(nèi)建BIG-5碼繁體中文字型庫，ST7920-GB內(nèi)建GB簡體中文字型庫。芯片內(nèi)置128個字符的ASCII字符庫816點陣），用于顯示常用的字符。芯片內(nèi)置

6、64256點陣顯示RAMGDRAM），用于顯示圖形。芯片內(nèi)置有2MB的中文字型CGROM和64256點陣的GDRAM繪圖區(qū)域，便于簡單、有效地顯示漢字和圖形。芯片內(nèi)置4組可編程控制的1616點陣造字空間。芯片可以采用4位/8位并行、2線/3線串行等多種控制接口，可以實現(xiàn)靈活的單片機接口。15.2.2 液晶顯示控制驅(qū)動器功能說明 這里以內(nèi)建簡體中文字型庫的ST7920-GB芯片為例，介紹液晶顯示控制驅(qū)動器的功能以及字符、漢字和圖形等的顯示操作。 1基本讀寫操作 2忙碌標志BF） 3中文字型ROMCGROM）4半寬字型ROMHCGROM） 5自定義字型RAMCGRAM）6圖標RAMIRAM） 7顯

7、示數(shù)據(jù)RAMDDRAM）8繪圖顯示RAMGDRAM） 9地址計數(shù)器AC）10LCD驅(qū)動電路 11硬件游標/閃爍控制電路15.3 液晶顯示控制器指令集 液晶顯示控制器通過控制指令來完成液晶的顯示操作。在液晶顯示模塊控制驅(qū)動器ST7920中，提供了兩套控制指令：基本指令和擴充指令。這些指令都是用來控制液晶的顯示操作。下面分別對各指令的使用進行介紹。15.3.1 基本指令集 液晶顯示模塊控制驅(qū)動器ST7920提供了11條基本指令。當RE=0時為基本指令集模式，下面分別介紹各基本指令的使用。 1清除顯示指令2地址復(fù)位指令 3進入設(shè)定點指令4顯示狀態(tài)開關(guān)指令 5游標或顯示移位控制指令6功能設(shè)定指令 7設(shè)

8、定CGRAM地址指令8設(shè)定DDRAM地址指令 9讀取忙碌標志BF和地址指令10寫數(shù)據(jù)到RAM指令 11讀取RAM的值指令15.3.2 擴充指令集液晶顯示模塊控制驅(qū)動器ST7920擴充指令集提供了更高級的液晶顯示控制。當RE=1時，為擴充指令集模式。ST7920提供了7種擴充指令，這些指令也是用來完成液晶顯示控制的。下面分別介紹各指令的使用。1待命模式指令2卷動地址或RAM地址選擇指令3反白選擇指令4睡眠模式指令5擴充功能設(shè)定指令6設(shè)定IRAM地址或卷動地址指令7設(shè)定繪圖RAM地址指令15.3.3 控制器指令操作方式液晶控制驅(qū)動器ST7920提供了并行和串行兩類指令操作方式。這兩種控制方式，由外

9、部PSB引腳來選擇：當PSB引腳輸入高電平時，為并行操作方式。當PSB引腳輸入低電平時，為串行操作方式。其中，并行操作方式又可以分為8位并行操作方式和4位并行操作方式兩種。下面分別對這兩種指令操作方式進行介紹。串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r序圖 15.4 點陣圖形型液晶操作子函數(shù) 液晶顯示模塊一般均內(nèi)置控制器，其操作基本類似。這里以前面介紹的點陣圖形型液晶控制器ST7920為例，介紹液晶顯示模塊的操作子函數(shù)。在下面介紹中，常用到的符號含義如下： E為液晶顯示模塊的讀寫使能信號。 R_W為液晶顯示模塊的讀寫選擇信號。 RS為液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)/指令信號。 D_I為液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)指令選擇信號。15.4.1

10、指令操作子函數(shù)指令操作子函數(shù)用于向液晶顯示控制器寫入各種操作指令。指令操作子函數(shù)程序示例如下：void WCOM(unsigned char dcode) /寫指令程序unsigned char q; R_W=1; D_I=0;/設(shè)置狀態(tài)Loop: P1=0 xFF; E=1;/使能有效 q=P1;/將P1口狀態(tài)讀入 E=0;/關(guān)閉使能信號 if(q&0 x80)/判斷屏幕是否忙 goto Loop;/若忙，循環(huán)等待 R_W=0; D_I=0;/寫數(shù)據(jù)指令 P1= dcode;/將數(shù)據(jù)送入P1口 E=1;/使能信號開 E=0;/使能信號關(guān) 15.4.2 數(shù)據(jù)操作子函數(shù)數(shù)據(jù)操作子函數(shù)用于

11、向液晶顯示控制器寫入各種操作數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)操作子函數(shù)程序示例如下：void Dat(unsigned char ddata)unsigned char q; R_W=1; D_I=0;/讀狀態(tài)指令Loop: P1=0 xFF; E=1;/使能 q=P1; E=0; if(q&0 x80)/判忙 goto Loop; D_I=1;/送數(shù)據(jù)指令 R_W=0; P1= ddata;/寫入數(shù)據(jù) E=1;/使能信號開 E=0;/使能信號關(guān) 15.4.3 初始化子函數(shù)初始化子函數(shù)用于初始化液晶顯示控制器。初始化子函數(shù)程序示例如下：void Imim() P0=0 xFF;/初始化單片機端口 P1=0

12、xFF; P2=0 xFF; P3=0 xFF; E=0;WCOM(0 x38);/功能設(shè)定 WCOM(0 x08);/關(guān)顯示指令 WCOM(0 x06);/游標右移 Clearlcd();/清屏 WCOM(0 x0c);/開顯示指令 15.4.4 清屏子函數(shù) 清屏子函數(shù)用于對液晶顯示器進行清屏操作。在ST7920控制器中，提供了兩種方式進行清屏操作。下面分別進行介紹： 基本指令集清屏子函數(shù)，程序示例如下： void Clearlcd() D_I=0; R_W=0; P1=0 x01; WCOM(0 x01);/清除顯示 15.4.5 漢字顯示子函數(shù)漢字顯示子函數(shù)用于在液晶屏上顯示漢字。漢字顯

13、示子函數(shù)程序示例如下：void Hanz() int i; WCOM(k);/設(shè)置起始點 for(i=0;ij;i+,p+) wbyte=*p; Dat(wbyte);/將漢字數(shù)組數(shù)據(jù)送入 15.4.6 圖形顯示子函數(shù) 圖形顯示子函數(shù)用于在液晶顯示器上進行繪圖操作。 程序中，使用了ST7920的擴充指令集來進行繪圖操作。首先，通過指令操作子函數(shù)WCOM設(shè)定ST7920處于擴充指令集模式，然后通過頁循環(huán)和列循環(huán)來送入圖形數(shù)據(jù)。這里變量p2為圖形數(shù)組指針，Column和Page為圖形顯示的起始列和行，z和y為圖形數(shù)組的頁和列。15.5 液晶漢字顯示實例 點陣圖形型液晶顯示模塊除了可以顯示基本的數(shù)字

14、和英文字符外，最大的優(yōu)勢是還可以顯示中文信息。因而，這里首先介紹點陣圖形型液晶顯示模塊的字符及漢字的顯示。15.5.1 電路設(shè)計 這里采用Atmel公司的AT89S52單片機，液晶顯示模塊選用內(nèi)置ST7920的NH12864M。整個電路的電路圖，如下圖。電路圖 15.5.2 程序設(shè)計 這里采用C51語言編寫程序。具體操作步驟如下：液晶屏顯示內(nèi)容 15.6 液晶圖形顯示實例 點陣圖形型液晶顯示模塊除了可以顯示中文信息外，另一個優(yōu)勢是可以顯示圖形。因而，這里介紹如何提取自定義圖形的點陣信息以及圖形的顯示。 15.6.1 圖形數(shù)組的提取因為這里介紹的均為單色液晶，其只能顯示黑白圖形，因此需要首先將圖片轉(zhuǎn)化為黑白圖，如下圖。圖形的點陣信息可以逐個查看像素點的黑白值。為了更快地得到圖像的點陣信息，得到任何一個圖形的點陣信息，可以選擇一款字模提取程序。從中打開黑白圖像，便可以得到該圖的點陣信息，如下圖。蝴蝶圖案 提取點陣信息 15.6.2 圖形顯示程序設(shè)計 這里仍然采用前面的電路原理圖，使用液晶顯示圖形的程序代碼示例如下： 在該程序中，定義圖形數(shù)組Tu，其中存放了前面用字模提取程序得到蝴蝶圖案對應(yīng)的點陣數(shù)據(jù)。在主函數(shù)中，首先初始化液晶屏，然后使用擴充指令集進行清屏操作。接著指定圖像數(shù)組顯示的頁和列，以及起始頁和