有機發(fā)光顯示oled（organic light emitting display）是比液晶顯示技術更為先進的新一代平板顯示技術，是被業(yè)界公認為最具有發(fā)展前景的下一帶顯示技術。它與液晶顯示技術相比，具有超輕薄、高亮度、廣視角、自發(fā)光、響應速度快、適應溫度范圍寬、抗震強、功耗低、可實現柔軟顯示等優(yōu)越性能，可廣泛應用于通信、計算機、消費電子、工業(yè)應用、商業(yè)、交通等領域。下面以vgs12864e顯示模塊為例，介紹c8051f020單片機與它的接口設計及軟件編程方法。

1 vgs12864e顯示模式

vgs12864是128×64行點陣的oled單色、字符、圖形顯示模塊。模塊內藏64×64的顯示數據ram，其中的每位數據都對應于oled屏上一個點的亮、暗狀態(tài)；其接口電路和操作指令簡單，具有8位并行數據接口，讀寫時序適配6800系列時序，可直接與8位微處理器相連；與intel 8080時序的mcu連接時需要進行時序轉換。

2 顯示模塊結構

2.1 模塊框圖

vgs12864e顯示模塊顯示屏為128列、64行、使用1片有64行輸出的行驅動器和2片列驅動控制器，其中每片列驅動器有64路輸出。行驅動器與mcu沒有關系，只要提供電源就能產生驅動信號和同步信號，模塊的外部信號僅與列驅動器有關。列驅動器內置64×64位顯示存儲器，ram被分為8頁，每頁8行；顯示屏上各像素點顯示狀態(tài)與顯示存儲器各位數據一一對應，顯示存儲器的數據直接作為圖形顯示的驅動信號，為“1”顯示，為“0”不顯示。圖1為模塊的邏輯電路接口框圖。

2.2 模塊引腳功能及指令系統(tǒng)

模塊引腳功能如表1所列。模塊的指令系統(tǒng)與液晶顯示驅動控制器hd61202兼容，共有7條指令，這里不作詳細描述，僅列出表2指令列表。其中，前兩條為顯示狀態(tài)設置類指令，其余的為讀寫操作類指令。

3 顯示模塊與cygnal單片機硬件接口設計

vgs12864e的接口連接方式有兩種：一種是直接訪問方式，另一種是間接訪問方式。不論那種方式，要訪問模塊都必須先讀取狀態(tài)寄存器內容，判斷“忙”標志，不忙時才可以訪問。直接訪問方式是將模塊接口作為存儲器或i/o設備直接掛在mcu總線上，mcu以訪問存儲器或i/o設備方式對模塊進行操作，間接訪問方式是mcu通過軟件模擬控制時序對模塊進行操作。這里介紹的是cygnal c8051f020單片機與vgs12864e的間接訪問接口設計。

c8051f020是美國cygnal公司推出的一種混合信號soc型號8位單片機，是集成度很高的混合信號系統(tǒng)級的芯片。它的具有100腳的tqfp封裝，功耗低，供電電壓為2.7－3.3v，全部i/o、rst、jtag引腳均耐5v電壓；有高速、流水線結構的8051兼容的cip－51內核（可達25mips），該mcu具有p0－p7共64個通用i/o端口，每個端口引腳都可以被配置為推挽輸出或漏級開路輸出。對于vgs12864e，由于其工作電壓是5v，而c8051f020的工作電壓是3.3v，所以要c8051f020的輸出能更好地驅動5v輸入的oled，需要對系統(tǒng)進行額外配置。除了將對應端口的輸出方式設置為“漏極開路”外，還應在電路上將每個端口通過一個上拉電阻接到5v電源，這樣可以保證c8051f020的邏輯“1”輸出能夠被提升到5v。接口電路如圖2所示。

4 軟件編程

軟件編程采用keil c51語言，包括顯示模塊硬件的驅動程序（即寫指令和寫數據），顯示模塊初始化和清屏等通用子程序以及西文字符的顯示實現程序。由于此模塊指令系統(tǒng)與液晶顯示驅動控制器hd61202兼容，故這些程序具有較高的通用性。對于字符漢字顯示，該模塊的字符庫數據特點是以列數據形式編制，即1個字節(jié)數據表示1列8×1的數據，和通常的字符庫相比，該字符是旋轉了90°的字模數據。使用zimo21.exe取字模軟件，并設置提取方式為縱向取模，可以很方便地取得所需的中西文字模。由于該顯示模塊的每一列8×1的數據是低位在前，高位在后，為進一步實現中西文的正確顯示，還需對通過上述方法取得的字模的每個字節(jié)的高低位進行一次對調，程序中使用了一個數組upsetchar[]來實現。程序中使用的西文字符是16×8點陣，漢字是16×16點陣。

cygnal單片機通過間接訪問方式控制oled。其i/o端口需要進行配置，配置如下：

void c8051f020_output_config（）{

p2mdout＝0x00；//配置p2.5（lcd_wr），p2.6（cd_rd），

　　　　　　　　//p2.7（lcd_rs）為推挽輸出方式

p74out＝0xf3；//配置p5.0－p5.7（lcd_d0－－lcd_d7）

　　　　　　　//為推挽輸出方式
}

對顯示模塊進行寫指令操作和寫數據操作分為寫左半屏和寫右半屏。寫左右半屏的差別僅在于置位相應的片選信號，而寫指令與寫數據的差別在于寫數據時置位rs寄存器選擇信號。初始化操作完成顯示位置的確定和打開顯示。現以寫左半屏命令和寫左半屏數據為例，說明各操作函數。

（1）寫左半屏命令

void wr_command1（）{

cs1＝1；cs1＝1；cs1＝1；//選擇左半屏

cs2＝0；cs2＝0；cs2＝0；

read_status（）； 　　　//讀busy位狀態(tài)

r_w＝0；r_w＝0；r_w＝0；

p5＝com；　　　　　　　　//將命令字節(jié)送i/o口

e＝1；e＝1；e＝1；

e＝0；e＝0；e＝0；　　　 //在e下降沿，命令字節(jié)被寫

　　　　　　　　　　　　　//入列驅動器

}

（2）寫左半屏數據

void wr_data（）{

cs1＝1；cs1＝1；cs1＝1；//選擇左半屏

cs2＝0；cs2＝0；cs2＝0；

read_status（）；　　　//讀busy位狀態(tài)

d_i＝1；d_i＝1；d_i＝1；

r_w＝0；r_w＝0；r_w＝0；

p5＝dat； 　　　　　　　//將數據字節(jié)送i/o口

e＝1；e＝1；e＝1；

e＝0；e＝0；e＝0；　　　//在e下降沿，數據字節(jié)被寫

　　　　　　　　　　　　//入列驅動器

}

其中，讀狀態(tài)位的函數采用查詢指標志位的方式，即

void read_status（）reentrant{

uchar busy；

uchar temp；

d_i＝0；d_i＝0；d_i＝0；//進行指令操作

r_w＝1；r_w＝1；r_w＝1；//進行讀操作

do{

p5＝0xff；

e＝1；e＝1；e＝1；

busy＝p5；　　　　　　　//讀入p5端口狀態(tài)

e＝0；e＝0；e＝0；

temp＝busy＆0x80；

}while（temp！＝0）；

}

（3）oled初始化

void init_lcd（）{

com＝0xc0；　　　　　　//從第0行開始

wr_command1（）；

wr_command2（）；

com＝0x3f；　　　　　　//打開顯示

wr_command1（）；

wr_command2（）；

}

（4）oled清屏

void clear_lcd（）{

uchar column1；

uchar page；

for（page＝0；page＜8；page＋＋）{

com＝（0xb8＋page）；//設置頁號

wr_command1（）；

wr_command2（）；

com＝0x40；　　　　　//設置起始列為0，寫操作完

　　　　　　　　　　　//后列地址計數器自動加1

wr_command1（）；

wr_command2（）；

for（column1＝0；colunm1＜64；column1＋＋）{

　　　　　　　　　　　//清左半屏

dat＝0；

wr_data1（）；

}

for（column1＝64；column1＜128；column1＋＋）{

　　　　　　　　　　　//清右半屏

dat＝0；

wr_data2（）；

}

}

}

（5）顯示16×8字符的程序

void lcd_write_char_code（uchar page8，uchar column8，uchar＊block168） reentrant{

uchar column1；

set_position（page8，column8）； //設置所寫字符起始頁位置

for（column1＝0；column1＜8；column1＋＋）{

dat＝block168[column1]；

　　//從字庫中取出上半頁8×8點陣字模數據

dat＝upsetchar[dat]；

　　//將每個字節(jié)數據高低位進行對調

if（column8＜＝7）

　　//如果設置的所寫位置在左半屏，調用寫左半屏

　　//數據的函數

wr_datal（）；

else

　　//如果設置的所寫位置在右半屏，調用寫右半屏

　　//數據的函數

wr_data2（）；

}

page8＋＋；

set_position（page8，column8）；//設置所寫字符下半頁位置

for（column1＝8；column1＜16；column1＋＋）{

dat＝block168[column1]；

　　//從字符庫中取出下半頁8×8點陣字模數據

dat＝upsetchar[dat]；

　　//將每個字節(jié)數據高低位進行對調

if（column8＜＝7）

　　//如果設置的所寫位置在左半屏，調用寫左半屏

　　//數據的函數

wr_datal（）；

else

　　//如果設置的所寫位置在右半屏，調用寫右半屏數據的函數

wr_data2（）；

}

}

5 結論

oled顯示技術有著廣泛的應用前景。采用此技術的vgs12864e顯示模塊具有與mcu接口方便，顯示功能強和編程簡單等優(yōu)點，具有廣泛的應用價值。上面介紹的接口設計與軟件編程已成功應用于數據采集系統(tǒng)中的系統(tǒng)工作參數的顯示，效果良好，再配合按鍵控制進行反顯、參數設置、翻頁等，建立了良好的人機交互界面。