單片機與液晶顯示模塊HS12864-1的接口及其編程
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1、引言
在以單片機為核心的嵌入式測控系統(tǒng)中，單片機與顯示器件的接口是一個必不可少的環(huán)節(jié)，具體工作包括選擇顯示的器件類型，接口采用串行或并行方式以及顯示驅(qū)動的確定等問題。典型的顯示器件是LED數(shù)碼管，其亮度高，適應(yīng)于大多數(shù)應(yīng)用場合。缺點是接口電路復(fù)雜，功耗高。液晶顯示器件是利用液晶的電光效應(yīng)制作的，具有功耗低、接口控制方便等優(yōu)點[1]，而且模塊的接口信號和操作指令具有廣泛的兼容性，并能直接與單片機接口，它還具有專用指令，可方便地實現(xiàn)各種不同的操作，同樣的顯示面積LCD其功耗比LED顯示器小幾百倍，所以它特別適宜與COMS電路直接相配，液晶顯示器件已成為當代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)(信息產(chǎn)業(yè)中最重要的信息處理手段之一，在各類測量及控制儀表中被廣泛的應(yīng)用。
液晶顯示器件可分為波段式、字符式和點陣式。其中，點陣式液晶顯示器件不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及漢字，并且可以實現(xiàn)分區(qū)開窗口、反轉(zhuǎn)、閃爍等動態(tài)顯示功能，當在點陣式LCD 上顯示漢字時，應(yīng)先取得漢字的點陣構(gòu)成數(shù)據(jù)，然后將其寫入點陣式LCD的顯示存儲器中進行顯示。本文介紹基于凌陽SPCE061A單片機的液晶顯示控制設(shè)計。
2、HS12864-1液晶模塊的工作原理
HS12864-1是一種圖形點陣液晶顯示器，它主要由行驅(qū)動器/列驅(qū)動器及128×64全點陣液晶顯示器組成。可實現(xiàn)圖形顯示，也可以顯示8×4個 (16×16點陣)漢字。HS12864-1液晶內(nèi)置HD61102圖形液晶顯示模塊，驅(qū)動和控制系統(tǒng)是由1片HD61102 作為64 路行驅(qū)動器，同時HD61102配備了一套顯示存儲器的管理電路和與MCU接口電路，可以直接與MCU的總線連接[5]。HS12864-1的結(jié)構(gòu)見圖 1。
圖1 HS12864-1的結(jié)構(gòu)
HS12864-1具有簡單而功能較強的指令集，可實現(xiàn)字符移動、閃爍等顯示功能，共有7 條指令，單片機只需通過D/I、R/W、DB0~DB7送入數(shù)據(jù)或指令便可顯示其指定內(nèi)容或顯示方式。表1為HS12864-1的指令一覽表。
表1 HS12864-1指令表
指 令 | 指 令 碼 | 功能 | |||||||||
R/W | D/I | D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | ||
顯示 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1/0 | 控制顯示器的開關(guān)， |
起始行 | 0 | 0 | 1 | 1 | 顯示起始行（0····63） | 指定開始顯示行 | |||||
設(shè)置X地址 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | X：0···7 | 設(shè)置X地址 | ||
設(shè)置Y地址 | 0 | 0 | 0 | 1 | Y地址（0···63） | 設(shè)置地址(Y地址) | |||||
讀 狀 態(tài) | 1 | 0 | B U S Y | 0 | ON/ OFF | R S T | 0 | 0 | 0 | 0 | 讀取狀態(tài)RST 1:復(fù)位0:正常ON/OFF 1:顯示開 0:顯示關(guān)BUSY 0:READY 1:IN OPERATION |
寫數(shù)據(jù) | 0 | 1 | 顯示數(shù)據(jù) | 數(shù)據(jù)寫入DDRAM | |||||||
讀數(shù)據(jù) | 1 | 1 | 顯示數(shù)據(jù) | 數(shù)據(jù)讀入DDRAM | |||||||
3、HS12864-1與SPCE061A單片機的硬件接口設(shè)計
SPCE061A 是繼SPCE500A等之后凌陽科技推出的又一款16位結(jié)構(gòu)的微控制器。CPU內(nèi)核采用凌陽最新推出的16位u nsp微處理器芯片，比MCS-51 8位機的MCU集成度更高，使用更加靈活方便，縮短了開發(fā)周期和成本。
采用RISC 的SPCE061A 比8位的MCS 51系列執(zhí)行效率高，速度更快，較寬的工作電壓，低功耗抗干擾的設(shè)計，使061A在電池供電的應(yīng)用領(lǐng)域更具特色，其內(nèi)置2K字SRAM和32K FLASH，32位通用可編程輸入/輸出端口，具有WatchDog等功能，在儀器儀表、工業(yè)控制和通訊產(chǎn)品等方面應(yīng)用日益廣泛。
在程序設(shè)計方面μ'nSP?單片機的匯編指令針對C語言進行了優(yōu)化，所以其匯編的指令格式很多地方直接類似于C語言。另外其開發(fā)仿真環(huán)境IDE也直接提供了C語言的開發(fā)環(huán)境，C函數(shù)和匯編函數(shù)可以方便地進行相互調(diào)用[2，3]。HS12864-1與SPCE061A單片機的硬件接口電路見圖2。
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