文字電話的液晶顯示與實(shí)現(xiàn)

摘要：文中實(shí)現(xiàn)了文字電話通信前等待界面和通信中信息的液晶顯示。使用Microchip公司生產(chǎn)的dsPIC33F數(shù)字信號控制器與16位開發(fā)板，以MPLAB為開發(fā)平臺，使用C語言編程并通過C30進(jìn)行編譯完成對數(shù)字信號控制器的控制，從而實(shí)現(xiàn)控制器驅(qū)動液晶顯示模塊實(shí)現(xiàn)顯示。利用點(diǎn)陣型液晶顯示模塊TSB1G7000的命令字實(shí)現(xiàn)顯示界面的小圖標(biāo)設(shè)計(jì)和滾屏設(shè)計(jì)，并且實(shí)現(xiàn)了通信過程中雙方通信數(shù)據(jù)的顯示。實(shí)踐表明，使用dsPIC33F數(shù)字信號控制器與液晶顯示模塊構(gòu)成的顯示系統(tǒng)可以滿足文字電話的顯示要求。
關(guān)鍵詞：dsPIC233F；TSB1G7000；MPLAB；液晶顯示

    當(dāng)今社會，通信設(shè)備的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用使得人與人之間的信息交流變得十分方便，給人們的生活帶來了極大的便利。然而，對于聾啞人來說，在某些特定場合中現(xiàn)有的通信設(shè)備并不能滿足他們的需求，比如在火災(zāi)或者盜竊案件發(fā)生時需要報(bào)警的情況下，普通電話就不能勝任了，所以在某些機(jī)關(guān)部門使用文字電話就可以解決這些難題。這里所說的文字電話是指帶有全鍵盤的電話機(jī)，文字信息通過普通電話線
進(jìn)行傳輸，在文字電話的顯示屏上既可以看到自己傳出的文字信息，也能夠看到對方傳出的文字信息。所以對于文字電話來說，顯示部分就顯得尤為重要，考慮到成本問題，一個既能完成顯示任務(wù)又價格便宜的顯示模塊用在文字電話上就十分合適。

1 硬件設(shè)計(jì)
1．1 dsPIC33F數(shù)字信號控制器
    在文字電話中，控制液晶顯示模塊的控制器使用Microchip公司生產(chǎn)的dsPIC33F系列數(shù)字信號控制器，dsPIC33F是Microchip公司生產(chǎn)的高性能16位數(shù)字信號控制器，它的性能好、集成度高。而且dsPIC系列單片機(jī)具有數(shù)字信號處理能力，即具有內(nèi)置的DSP運(yùn)算核和DSP指令。ds PIC33F的運(yùn)行速度可達(dá)40 MIPS，工作電壓最高3．6 V，工作溫度范圍到。在文字電話中，完成顯示任務(wù)只是其中的一項(xiàng)任務(wù)，更重要的工作是完成語音與數(shù)據(jù)的共同傳輸，用普通的單片機(jī)雖然可完成顯示任務(wù)，但是在發(fā)送數(shù)據(jù)和接受數(shù)據(jù)時要完成數(shù)據(jù)的處理就顯得比較困難，dsP IC33F數(shù)字信號控制器強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能可以有效的處理數(shù)據(jù)，同時又可以完成顯示任務(wù)。
1．2 液晶顯示模塊
    文字電話的液晶顯示屏使用Microchip公司16位開發(fā)板上自帶的1602液晶顯示屏TSB1G7000，它是由TRULYSEMICONDUCTION公司生產(chǎn)的FSTN封裝的液晶顯示模塊，顯示控制器使用NT7603，輸入電壓3．3 V。最多可以顯示兩行字符，每行16個字符，也可以顯示32個字符，顯示一行?？梢耘c4位或者8位的單片機(jī)接口相連接?？梢詫?shí)現(xiàn)的顯示功能有清屏，光標(biāo)歸位，開關(guān)顯示，開關(guān)光標(biāo)，光標(biāo)閃爍，光標(biāo)移位和顯示移位。指令集簡單又能滿足顯示效果的要求。NT7603的DDRAM為80x8位，即一次最多可以顯示80個字符，內(nèi)置的CGROM包含256個字模，NT7603也包含CGRAM，用戶在運(yùn)行時可以存儲8個字模，這些存儲特點(diǎn)使得字符的顯示靈活多變。NT7603采用CMOS工藝，可以滿足低功耗的需求。
1．3 硬件連接
    在16位的開發(fā)板上使用的液晶顯示模塊型號為TSB1G7000，它內(nèi)置有NT7603液晶顯示控制器，此液晶顯示模塊與dsPIC33F的內(nèi)部連接圖如圖1所示，可以看到，數(shù)字信號控制器的引腳RD4與液晶控制器的使能信號端E腳相連接，RD5與讀寫控制引腳R／W相連接，RB15與命令數(shù)據(jù)選擇端RS相連接，RE0-RE7分別與液晶顯示模塊的DB0-DB7相連接。單片機(jī)的13腳與30腳ADD接+5 V直流電源，31腳ASS接地。液晶顯示模塊的電源電路由16位開發(fā)板提供，這樣就完成了數(shù)字信號控制器與LCM構(gòu)成顯示系統(tǒng)的最小連接。

2 軟件設(shè)計(jì)
    文字電話使用MPLAB IDE集成開發(fā)環(huán)境，編譯器使用MPLAB C30，用戶使用C30開發(fā)dsPIC33F系列單片機(jī)，這種結(jié)構(gòu)化語言提高了嵌入式軟件開發(fā)的靈活性、可移植性和可維護(hù)性。C30編譯器優(yōu)秀的代碼效率來源于以下一些事實(shí)：全新的指令集；靈活多樣的尋址方式；采用軟件堆棧；支持多種指針、多個指針，方便C語言操作；DO、REPEAT等指令的底層支持；更加自然的支持高級語言；擁有雙累加器和長累加器；支持桶形移位寄存器；允許快速直接的多位移位操作和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作；先進(jìn)的優(yōu)化方式。
2．1 初始化與等待界面設(shè)計(jì)
    初始化流程圖如圖2所示，在系統(tǒng)上電后程序開始運(yùn)行，進(jìn)行液晶顯示模塊的初始化，針對dsPIC33F數(shù)字控制器和NT7603液晶控制器，初始化程序主要包括對相關(guān)引腳的分配，引腳的輸入輸出設(shè)置，液晶模塊的功能設(shè)置，開關(guān)顯示和光標(biāo)控制，輸入方式設(shè)置。設(shè)置液晶輸入輸出為8位，兩行同時顯示，顯示字符為5x8點(diǎn)陣；開顯示，關(guān)光標(biāo)與光標(biāo)閃爍；每次讀寫操作后，AC自動加一，關(guān)移位顯示。這些完成之后就可以進(jìn)行顯示界面的設(shè)計(jì)。

    由于NT7603自帶字庫為英文字庫，所以要顯示漢字需要自建字庫，漢字的字?？梢宰约涸O(shè)計(jì)，也可以使用字模提取軟件。用戶也可以根據(jù)自己的需要設(shè)計(jì)一些小圖標(biāo)，圖標(biāo)的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)也要通過CGRAM地址設(shè)置指令保存到CGRAM中，調(diào)用時直接向DDRAM中寫入圖標(biāo)地址即可，圖3為一種設(shè)計(jì)的等待界面。為了使顯示界面更加生動，利用NT7603的移位顯示指令可以實(shí)現(xiàn)等待界面的滾屏設(shè)計(jì)。以圖3的顯示內(nèi)容為例，把代表第一行中“文字電話”的數(shù)組的顯示地址設(shè)置成0x87和0x9b，把第二行心形圖標(biāo)的顯示地址分別設(shè)置成0xc1、0xce、0xd5和0xe2，第二行字符數(shù)組的顯示地址設(shè)置成0xc4和0xd8，再調(diào)用移位顯示指令就可以實(shí)現(xiàn)等間隔的移位顯示。

2．2 通信中液晶顯示程序設(shè)計(jì)
    文字電話所要實(shí)現(xiàn)的是雙方通信，所以在顯示屏的顯示設(shè)計(jì)上設(shè)定為顯示屏的上一行顯示的是作為發(fā)送方所發(fā)送的字符，在顯示屏的下一行顯示的是作為接收方接收到的字符，數(shù)據(jù)顯示的流程圖如圖4所示。在初始化程序中已經(jīng)設(shè)定好液晶模塊的輸入模式為每接收到一位數(shù)據(jù)后光標(biāo)自動右移一位，當(dāng)光標(biāo)到達(dá)一行的最末時，利用設(shè)定DDRAM地址指令重新在行首開始顯示新一輪的數(shù)據(jù)。與以往的顯示方式不同，文字電話通信時所要顯示的內(nèi)容并不是預(yù)先設(shè)定好的，而是一個實(shí)時顯示的過程，需要用到dsPIC33F的緩沖器來臨時存儲所要顯示的字符數(shù)據(jù)，由于文字電話的通信是在電話線上進(jìn)行的，所以所要顯示的數(shù)據(jù)在顯示之前還需要進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)。對于通信的任意一方來說，自己發(fā)送出去的數(shù)據(jù)一方面不需要調(diào)制，直接在液晶屏的第一行進(jìn)行顯示，同樣這組數(shù)據(jù)也要送到調(diào)制緩沖器中進(jìn)行調(diào)制，以便于送到由話線去講行傳輸。

2．3 小圖標(biāo)顯示設(shè)計(jì)
    NT7603為點(diǎn)陣型的液晶顯示模塊，可以通過控制像素點(diǎn)的亮暗來顯示一些圖標(biāo)，NT7603的顯示方式為5x8點(diǎn)陣顯示，掃描方式為先行后列，每行為一個字節(jié)，由于每行的顯示像素為5個，所以行字節(jié)的前三位始終置零，后五位根據(jù)像素的亮暗情況置一或者置零。例如，圖3中心形圖案對應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)為0x0c．0x1e，0x1f，0x1f，0x0f，0x07，0x03，0x01，0x06，0x0f，0x1f，0x1f，0x1e，0x1c，0x18，0x10，這里用到了兩個5x8的點(diǎn)陣來顯示一個心形圖案。同樣的，圖3中的“文字電話”這幾個字也可以用這種方法進(jìn)行顯示設(shè)計(jì)。
2．4 文字電話的顯示實(shí)現(xiàn)
    文字電話實(shí)現(xiàn)使用Microchip公司生產(chǎn)的dsPIC33F數(shù)字信號控制器，16位開發(fā)板與音頻子板，調(diào)試燒寫器使用MPLAB ICD3，使用超級終端模擬文字電話的全鍵盤，通信雙方之間用音頻線連接。編寫好程序后利用MPLAB IDE開發(fā)環(huán)境與C30編譯器進(jìn)行編譯與調(diào)試，成功后可以用在線編譯器把程序燒寫到單片機(jī)中，這樣通信雙方的開發(fā)板通電后即可完成文字電話的顯示。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，利用dsPIC33F數(shù)字信號控制器與16位開發(fā)板可以成功實(shí)現(xiàn)文字電話的顯示。

3 結(jié)束語
    基于dsPIC33F數(shù)字信號控制器與TSB1G7000液晶顯示模塊的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種低成本的文字電話顯示方案，此液晶顯示方案可以實(shí)現(xiàn)雙方通信，實(shí)現(xiàn)方式簡單，又可以設(shè)計(jì)一些個性化的小圖標(biāo)，同時可以充分利用Microchip公司的開發(fā)環(huán)境與調(diào)試燒寫器，大大簡化了開發(fā)過程。此方案不需要對液晶顯示原理進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和了解，也不需要擔(dān)心單片機(jī)速度與液晶匹配的問題，只需要了解液晶顯示控制器的控制字就可以進(jìn)行編程完成顯示任務(wù)。