中文圖形顯示控制芯片ST7920的原理與應(yīng)用
關(guān)鍵詞：串／并接口； 控制模塊； 中文圖形顯示
１ 概述
ＳＴ７９２０是臺(tái)灣矽創(chuàng)電子公司生產(chǎn)的中文圖形控制芯片，它是一種內(nèi)置１２８×６４－１２漢字圖形點(diǎn)陣的液晶顯示控制模塊，用于顯示漢字及圖形。該芯片共內(nèi)置８１９２個(gè)中文漢字（１６×１６點(diǎn)陣）、１２８?jìng)€(gè)字符的ＡＳＣＩＩ字符庫（８×１６點(diǎn)陣）及６４×２５６點(diǎn)陣顯示ＲＡＭ（ＧＤＲＡＭ）。
為了能夠簡(jiǎn)單、有效地顯示漢字和圖形，該模塊內(nèi)部設(shè)計(jì)有２ＭＢ的中文字型ＣＧＲＯＭ和６４×２５６點(diǎn)陣的ＧＤＲＡＭ繪圖區(qū)域；同時(shí)，該模塊還提供有４組可編程控制的１６×１６點(diǎn)陣造字空間；除此之外，為了適應(yīng)多種微處理器和單片機(jī)接口的需要，該模塊還提供了４位并行、８位并行、２線串行以及３線串行等多種接口方式。
利用上述功能可方便地實(shí)現(xiàn)漢字、ＡＳＣＩＩ碼、點(diǎn)陣圖形、自造字體的同屏顯示，所有這些功能（包括顯示ＲＡＭ、字符產(chǎn)生器以及液晶驅(qū)動(dòng)電路和控制器）都包含在集成電路芯片里，因此，只要一個(gè)最基本的微處理系統(tǒng)就可以通過ＳＴ７９２０芯片來控制其它的芯片。ＳＴ７９２０的主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性如下：
電源：ＶＤＤ (－２．７～＋５．５Ｖ)＋５Ｖ(內(nèi)置升壓電路，一般無需負(fù)壓)；
功耗：正常模式：４５０μＡ，睡眠模式：３μＡ，低功耗模式：３０μＡ；
顯示內(nèi)容：１２８列× ６４行；
顯示顏色：黃綠；
顯示角度：６：００鐘直視；
ＬＣＤ類型：ＳＴＮ；
與ＭＣＵ接口：８位并行／３位串行；
配置有ＬＥＤ背光顯示功能；
帶有自動(dòng)啟動(dòng)復(fù)位按鈕(ｒｅｓｅｔ)；
圖1
軟件功能設(shè)置：畫面清除、光標(biāo)顯示／隱藏、光標(biāo)歸位、顯示打開／關(guān)閉、顯示字符閃爍、光標(biāo)移位、顯示移位、垂直畫面旋轉(zhuǎn)、反白顯示、液晶睡眠／喚醒、關(guān)閉顯示、自定義字符、睡眠模式等。
２ 組成原理
ＳＴ７９２０ ＬＣＤ驅(qū)動(dòng)器由３２個(gè)普通驅(qū)動(dòng)器（ｃｏｍｍｏｎ）及６４個(gè)段驅(qū)動(dòng)器?ｓｅｇｍｅｎｔ?組成，段驅(qū)動(dòng)器的擴(kuò)充可根據(jù)需要由ＳＴ７９２１的段驅(qū)動(dòng)器來提供，一個(gè)ＳＴ７９２０可以顯示一行８?jìng)€(gè)字或兩行４個(gè)字，或是配合ＳＴ７９２１來顯示兩行１６個(gè)字。ＳＴ７９２０有兩種結(jié)構(gòu)形式：ＳＴ７９２０－０Ａ和ＳＴ７９２０－０Ｂ，前者內(nèi)置ＢＩＧ－５碼，用于顯示繁體中文字型；而后者內(nèi)置ＧＢ碼，用于顯示簡(jiǎn)體中文字型。
圖１是ＳＴ７９２０的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。在對(duì)ＳＴ７９２０讀或?qū)憰r(shí)，會(huì)用到兩個(gè)８位的寄存器，一個(gè)是數(shù)據(jù)寄存器ＤＲ，另一個(gè)是指令寄存器ＩＲ。通過數(shù)據(jù)寄存器ＤＲ可以存取ＤＤＲＡＭ、ＣＧＲＡＭ、ＣＧＲＯＭ及ＩＲＡＭ的值。待存取的目標(biāo)ＲＡＭ的地址可通過命令來選擇，每次數(shù)據(jù)寄存器ＤＲ的操作應(yīng)以上次選擇的目標(biāo)ＲＡＭ為主體來進(jìn)行讀出或?qū)懭?。通過ＲＳ和ＲＷ的狀態(tài)可以選擇不同的讀寫模式，具體配置方法如表１所列。
表1 ST7920的寄存器讀寫狀態(tài)
| RS | RW | 功能說明 |
| 低電平0 | 低電平0 | MPU寫指令到指令寄存器IR |
| 低電平0 | 高電平1 | 讀出忙標(biāo)志及地址計(jì)數(shù)器的狀態(tài) |
| 高電平1 | 低電平0 | MPU寫指令到數(shù)據(jù)寄存器DR |
| 高電平1 | 高電平1 | MPU從數(shù)據(jù)寄存器DR讀出指令 |
忙標(biāo)志位ＢＦ為“１”時(shí)，表示內(nèi)部操作正在進(jìn)行，即處于忙狀態(tài)而不接受新的指令，所以，每次接受新指令前，都要讀?。拢茦?biāo)志，只有當(dāng)其為“０”時(shí)才可接受。
３?。樱裕罚梗玻暗膽?yīng)用
ＳＴ７９２０有自己的指令集，包括基本指令和擴(kuò)充指令兩大類，其中基本指令有１１條，擴(kuò)充指令有７條。下面以顯示ＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）為例來說明ＳＴ７９２０的應(yīng)用方法。
３．１ 文本顯示ＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）
ＳＴ７９２０的文本顯示ＲＡＭ中提供了８?jìng)€(gè)×４行的漢字空間，當(dāng)對(duì)文本顯示ＲＡＭ進(jìn)行寫入時(shí)，可以分別顯示ＣＧＲＯＭ、ＨＣＧＲＯＭ與ＣＧＲＡＭ的字型；ＳＴ７９２０Ａ可以顯示三種字型，分別是半寬的ＨＣ-ＧＲＯＭ字型、ＣＧＲＡＭ字型及中文ＣＧＲＯＭ字型。三種字型的選擇可通過在ＤＤＲＡＭ中寫入編碼來進(jìn)行設(shè)定，各種字型的詳細(xì)編碼如下：
顯示半寬字型 ：將一位字節(jié)寫入ＤＤＲＡＭ中，范圍為０２Ｈ～７ＦＨ的編碼。
顯示ＣＧＲＡＭ字型：這種字型可通過將兩個(gè)字節(jié)的編碼寫入ＤＤＲＡＭ中來實(shí)現(xiàn)，總共有００００Ｈ、０００２Ｈ、０００４Ｈ、０００６Ｈ四種編碼方式。
顯示中文字形：將兩字節(jié)編碼寫入ＤＤＲＡＭ，范圍為Ａ１Ａ０Ｈ～Ｆ７ＦＦＨ?ＧＢ碼?或Ａ１４０Ｈ～Ｄ７５ＦＨ?ＢＩＧ５碼?的編碼。
圖2
３．２ 繪圖ＲＡＭ（ＧＤＲＡＭ）
繪圖顯示ＲＡＭ提供１２８×８?jìng)€(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)空間，在更改繪圖ＲＡＭ時(shí)，先連續(xù)寫入水平與垂直的坐標(biāo)值，再將兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)寫入繪圖ＲＡＭ，地址計(jì)數(shù)器（ＡＣ）會(huì)自動(dòng)加１；在寫入繪圖ＲＡＭ期間，繪圖顯示必須關(guān)閉，寫入繪圖ＲＡＭ的步驟如下：
①關(guān)閉繪圖顯示功能。
②將水平的位元組坐標(biāo)（Ｘ）寫入繪圖ＲＡＭ地址；
③將垂直的坐標(biāo)（Ｙ）寫入繪圖ＲＡＭ地址；
④將Ｄ１５～Ｄ８數(shù)據(jù)寫入ＧＤＲＡＭ中；
⑤將Ｄ７～Ｄ０數(shù)據(jù)寫入ＧＤＲＡＭ中；
⑥打開繪圖顯示功能。
３．３ 顯示兩行１６個(gè)漢字的應(yīng)用舉例
圖２所示為用ＳＴ７９２０和ＳＴ７９２１顯示兩行１６個(gè)漢字的結(jié)構(gòu)原理圖。在使用ＤＤＲＡＭ顯示漢字時(shí)，一行顯示８?jìng)€(gè)漢字的程序代碼如下：
初始化ＳＥＴＵＰ：
ＬＣＡＬＬ ＤＥＬＡＹ
ＬＣＡＬＬ ＤＥＬＡＹ
ＬＣＡＬＬ ＤＥＬＡＹ
ＭＯＶ Ａ? ＃０１Ｈ ；ＣＬＥＡＲ ＤＩＳＰＬＡＹ
ＬＣＡＬＬ ＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶ Ａ? ＃００１１００００Ｂ ； ＦＵＮＣＴＩＯＮ ＳＥＴＴＩＮＧ
ＬＣＡＬＬ ＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶ Ａ? ＃００００００１０Ｂ ； ＤＤＲＡＭ ＳＥＴ ＴＯ ′００Ｈ′
ＬＣＡＬＬ ＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶ Ａ? ＃０００００１００Ｂ?
ＬＣＡＬＬ ＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶ Ａ? ＃００００１１００Ｂ ； ＤＩＳＰＬＡＹ ＯＮ
ＬＣＡＬＬ ＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶ Ａ? ＃０００００００１Ｂ ； ＣＬＥＡＲ ＩＮ Ｇ ＳＣＲＥＥＮ
ＬＣＡＬＬ ＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶ Ａ? ＃１０００００００Ｂ ； ＳＥＴ ＤＤＲＡＭ ＡＤＤＲＥＳＳ
ＬＣＡＬＬ ＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＲＥＴ
ＭＯＶ Ａ，＃８０Ｈ ；在ＬＣＤ屏的第一行顯示漢字：
歡迎使用ＳＴ７９２０
ＬＣＡＬＬ ＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶ Ｒ４? ＃８
ＭＯＶ ＤＰＴＲ，＃ＨＺＣＯＤＥ
Ｄ? ＣＬＲ Ａ
ＭＯＶＣ Ａ? ＠Ａ＋ＤＰＴＲ
Ｉ ＮＣ ＤＰＴＲ
ＬＣＡＬＬ ＷＲＩＴＥ＿ＤＡＴ
ＣＬＲ Ａ
ＭＯＶＣ Ａ? ＠Ａ＋ＤＰＴＲ
ＩＮＣ ＤＰＴＲ
ＬＣＡＬＬ ＷＲＩＴＥ＿ＤＡＴ
ＤＪＮＺ Ｒ４? ＤＤ
ＨＺＣＯＤＥ?
ＤＢ ′歡迎使用ＳＴ７９２０′
ＤＢ ′ＳＴ７９２０控制芯片′
ＤＢ′有：圖形、點(diǎn)陣、
ＤＢ ′字符等多種模塊。
４ 結(jié)束語
由ＳＴ７９２０構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。因此，ＳＴ７９２０將得到廣泛的應(yīng)用。
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