中文字庫液晶模塊在溫室環(huán)境監(jiān)控中的應用
0 引言
溫室監(jiān)控的最終目標是給作物提供適宜的生長條件，對溫室環(huán)境進行實時監(jiān)控，是實現(xiàn)高效生產(chǎn)和管理的基礎。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，結合作物生長發(fā)育和病蟲害發(fā)生規(guī)律，控制環(huán)境條件，達到作物優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的。
溫室環(huán)境信息被采集后，可以通過各種顯示方式提供給用戶，液晶顯示器由于其低壓、微功耗、平板型結構、長壽命等特點，在此方面被大量使用。目前溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)所使用的液晶顯示器大多是字符型和點陣型：字符型液晶顯示器只能顯示ASCII碼字符，無法顯示漢字，給對于國內(nèi)大多數(shù)需要有漢字和圖形顯示的用戶帶來諸多不便；普通點陣型液晶顯示器可以顯示漢字和圖形，但其顯示漢字需要大量的字模存儲空間，而且字模的提取和顯示也很繁瑣，大大增加了開發(fā)人員的工作量。
本文介紹一種內(nèi)置國標簡體中文字庫液晶模塊的功能和使用方法，較好地解決了漢字及各種字符顯示的問題，很大程度上提高了開發(fā)效率。
1 基于ST7920A控制器的中文字庫液晶顯示模塊
OCMJ2 ×8C是128×32點陣型液晶顯示模塊，控制芯片是ST7920A，內(nèi)置16×16點陣國標GB2312碼全部簡體中文字庫（包括全角的各種常用符號、特殊數(shù)字符號、英文字母、羅馬字母、俄文字母、日文字母、漢語拼音音標字母和制表符等）、128個8×16點陣半角ASCII字符和128×32點陣顯示 RAM（GDRAM），可顯示2×8個漢字（或全角字符）和128×32點陣的圖形。
可與單片機直接接口，提供兩種連接方式：8位并行方式和串行方式。
提供硬件光標及其閃爍控制電路，可光標顯示、反白顯示、畫面卷動、睡眠模式等。
可實現(xiàn)漢字、半角ASCII碼字符、圖形的同屏顯示。
單一+5V電源供電，無需提供負電源。
控制指令分為基本指令和擴展指令，滿足不同需要，簡單易用。
2 硬件接口
OCMJ2×8C硬件提供以下對外接口：
邏輯支持電源：+5V（VDD、VSS）；
背光板電源：+4.1V（LEDA、LEDK）；
并行、串行方式選擇：PSB；
復位：/RST；
并行方式數(shù)據(jù)：DB0－DB7；
并行方式控制：RS、R/W、E。如果使用串行方式，則只使用RS、R/W、E三線。
單片機可以通過數(shù)據(jù)總線與控制信號、采用外部數(shù)據(jù)存儲器訪問形式控制該液晶顯示模塊，也可以用3線串行方式控制。本文以51系列單片機兼容的華邦公司的W78E54微控制器為例，采用并行連接方式控制，見圖１。
W78E54用地址A1作為R/W信號控制數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)流向；用地址A0作為數(shù)據(jù)/指令信號控制寄存器的選擇；E信號由W78E54的讀信號/RD、寫信號/WR以及地址譯碼信號Y6合成。
圖１ 并行連接方式
OCMJ2 ×8C液晶模塊控制器ST7920A一共有18條指令，從作用上可分為兩類，顯示狀態(tài)設置指令和數(shù)據(jù)、寫操作指令，可以完成各種字符、圖形的顯示以及反白顯示、屏幕卷動、光標定位閃爍等動作。詳細指令系統(tǒng)可查看圖形液晶顯示器產(chǎn)品有關手冊。接口部信號端的邏輯功能組合表如表１所示，其中地址是指按圖１并行連接方式時，各指令反映在外部數(shù)據(jù)存儲器的地址。
表１ 邏輯功能組合表
3 軟件設計
OCMJ2×8C模塊在軟件編程時需注意以下幾個問題：
A． 模塊的復位時間、清屏指令和地址計數(shù)器歸零指令的執(zhí)行時間較長，請根據(jù)所使用的晶振頻率給以適當延時。
B． 當模塊在接受指令前，微處理器必須先確認模塊內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài)，即讀取BF標志時BF需為0，方可接受新的指令；如果在送出一個指令前并不檢查BF標志，那么在前一個指令和這個指令中間必須延遲一段較長的時間，即等待前一個指令確實執(zhí)行完成。
C． 以點陣字符方式使用OCMJ2×8C模塊時，先寫入單字節(jié)地址，再寫入單字節(jié)數(shù)據(jù)（半角ASCII字符：20H-7FH）或雙字節(jié)數(shù)據(jù)（全角字符:A1A0H-A9F0H；漢字字符:B0A0H-D7FEH）。
D． 以點陣繪圖方式使用OCMJ2×8C模塊時，方法和普通點陣液晶基本相同，先連續(xù)寫入水平與垂直的坐標值，再寫入兩個字節(jié)數(shù)據(jù)值到繪圖RAM。寫入繪圖RAM之前，繪圖顯示必須關閉，數(shù)據(jù)寫入完成后再打開繪圖顯示功能。
以點陣字符方式同屏顯示漢字和各種全角、半角字符的具體程序框圖見圖2。
圖 ２
4 應用實例
筆者在智能數(shù)顯傳感器的開發(fā)中，成功地應用了內(nèi)置ST7920A控制器的中文字庫液晶顯示模塊。為方便讀者，將已經(jīng)在實際應用中通過的C51程序列出。
#include <各類頭文件>
#define WRITE_LCD_CONTROL XBYTE[0xc000]
#define WRITE_LCD_DATA XBYTE[0xc001]
#define READ_LCD_STATUS XBYTE[0xc002]
#define READ_LCD_DATA XBYTE[0xc003]
sbit LCD_BF=ACC^7; /*定義模塊忙碌標志位BF*/
sbit LCD_RESET=P1^1; /*定義復位連接*/
void write_control(char control) /*寫指令或地址函數(shù)*/
{ do { ACC=READ_LCD_STATUS; } /*讀取模塊狀態(tài)*/
while(LCD_BF==1); /*判斷模塊控制器是否忙*/
WRITE_LCD_CONTROL=control; /*寫指令或地址*/
}
void write_data(char ddata) /*寫數(shù)據(jù)函數(shù)*/
{ do { ACC=READ_LCD_STATUS; } /*讀取模塊狀態(tài)*/
while(LCD_BF==1); /*判斷模塊控制器是否忙*/
WRITE_LCD_DATA=ddata; /*寫數(shù)據(jù)*/
}
void init_lcd(void)
{ LCD_RESET=0; delay_200ms(); /* 液晶模塊復位 */
LCD_RESET=1; delay_200ms();
write_control(0x30); /**/
write_control(0x0c); /**/
write_control(0x01); /**/
write_control(0x06); /**/
}
void start_display(void)
{ write_control(0x80); /*第一行字符起始位置*/
write_data(0xb9); write_data(0xfa); /*國*/
write_data(0xbc); write_data(0xd2); /*家*/
write_data(0xc5); write_data(0xa9); /*農(nóng)*/
write_data(0xd2); write_data(0xb5); /*業(yè)*/
write_data(0xd0); write_data(0xc5); /*信*/
write_data(0xcf); write_data(0xa2); /*息*/
write_data(0xd6); write_data(0xd0); /*中*/
write_data(0xd0); write_data(0xc4); /*心*/
write_control(0x90); /*第二行字符起始位置*/
write_data(0xa1); write_data(0xe6); /* ℃ */
write_data(0xa1); write_data(0xed); /* № */
write_data(0xa2); write_data(0xd0); /*?、小?/
write_data(0xa2); write_data(0xde); /*?、蕖?/
write_data(0xa2); write_data(0xea); /*?、辍?/
write_data(0xa4); write_data(0xc1); /* ち */
write_data(0xa6); write_data(0xce); /* ξ */
write_data(0x1a); write_data(0x1b); /* →←(半角) */
}
void main(void)
{
init_lcd();
start_display();
}
5 結語
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