LPC2134與T6963C液晶顯示模塊的接口設(shè)計(jì)

　0 引言

　　液晶模塊作為普遍采用的顯示器件，具有功耗低、顯示內(nèi)容多、控制靈活等特點(diǎn)。在中規(guī)模圖形液晶顯示模塊中，內(nèi)置T6963C控制器的LCD模塊是目前較為常用的內(nèi)置控制器型圖形液晶顯示模塊。該模塊可由硬件電路完成初始化設(shè)置，故可節(jié)省軟件開(kāi)銷。軟件上，T6963C控制器也提供了豐富的指令集，且控制方式靈活多樣。而以ARM為內(nèi)核的32位微處理器，則具備高性能和低功耗的特點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。因此，對(duì)于不帶液晶接口的中低端ARM7芯片，可由其通用輸入輸出(GPIO，general purpose input andoutput)引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)與LCD的連接，并控制LCD實(shí)現(xiàn)其顯示功能。

　　1 LCD硬件接口設(shè)計(jì)

　　T6963C控制器可與液晶模塊的行、列驅(qū)動(dòng)器及顯示緩沖區(qū)RAM連接，并可通過(guò)這種硬件連接方式設(shè)置好液晶屏結(jié)構(gòu)(單、雙屏)、顯示窗口長(zhǎng)度、寬度、字體等。內(nèi)置T6963C的單屏結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊的原理框圖如圖1所示。

　　圖1中，數(shù)據(jù)總線和控制總線都直接與CPU的IO口線相連。液晶可采用SMG240128A點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊;而CPU則可選用基于ARM7TD-MI-S核的32位微處理器芯片LPC2134。該芯片是基于RISC的原理設(shè)計(jì)，指令和譯碼簡(jiǎn)單方便。它采用三級(jí)流水線技術(shù)，CPU操作頻率最大可達(dá)60MHz，并具備47個(gè)通用I/O口，同時(shí)含有豐富的外設(shè)資源，十分適合于工業(yè)測(cè)量及控制領(lǐng)域使用。該液晶模塊與LPC2134的接口電路如圖2所示。

　　圖2中的液晶模塊采用數(shù)據(jù)并行傳輸模式，通過(guò)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片74L3245和74HC14與LPC2134相連。其中74LS245是八位雙向總線收發(fā)器，它可將液晶模塊的數(shù)據(jù)總線與CPU的P0口的8條口線相連，負(fù)責(zé)控制數(shù)據(jù)的傳輸，并具備數(shù)據(jù)鎖存和緩沖功能：74HC14為六輸入反相驅(qū)動(dòng)器，可驅(qū)動(dòng)液晶模塊的四條控制線。液晶模塊的21腳為背光接地端，它由p0.23控制背光的開(kāi)與關(guān)，通過(guò)電位器W2可調(diào)節(jié)背光亮度，用電位器W1則可控制調(diào)節(jié)液晶顯示的對(duì)比度。FG引腳為邊框地，須接地以防止靜電和雷擊。FS引腳接地，可將字體控制為8x8點(diǎn)陣。

　　2 顯示功能的實(shí)現(xiàn)

　　液晶顯示功能可通過(guò)LPC2134對(duì)液晶控制器T6963C的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，T6963C控制器內(nèi)置豐富的指令集，可通過(guò)指令來(lái)設(shè)置顯示功能。指令可帶一個(gè)或兩個(gè)參數(shù)，也可無(wú)參數(shù)。每條指令的執(zhí)行都是先送入?yún)?shù)，再送入指令代碼。每次操作之前，還需要先進(jìn)行狀態(tài)字的檢測(cè)。

　　2.1 底層子函數(shù)設(shè)計(jì)

　　在程序?qū)用妫还苁菭顟B(tài)字的檢測(cè)，還是參數(shù)和指令代碼的傳送，都涉及到對(duì)液晶控制器的讀寫操作。根據(jù)T6963C說(shuō)明書中提供的讀寫時(shí)序，并結(jié)合本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案，可得到如圖3所示的讀寫時(shí)序圖。

　　在設(shè)計(jì)程序時(shí)?？筛鶕?jù)LPC2134的GPIO引腳模擬控制讀寫時(shí)序圖來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。針對(duì)數(shù)據(jù)和讀寫類型，可設(shè)計(jì)四個(gè)底層子函數(shù)，以完成傳輸功能，其功能說(shuō)明如表1所列。

　　至于讀狀態(tài)和寫數(shù)據(jù)子函數(shù)的編寫，設(shè)計(jì)時(shí)可參照該子函數(shù)來(lái)完成。 2.2 驅(qū)動(dòng)層實(shí)現(xiàn)

　　接下來(lái)需要利用T6963C的指令來(lái)完成驅(qū)動(dòng)層顯示功能的設(shè)置。其中部分基本指令的定義如表2所列。事實(shí)上，驅(qū)動(dòng)層子函數(shù)的編寫都可通過(guò)調(diào)用寫命令、寫數(shù)據(jù)、讀狀態(tài)子函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　其液晶的初始化設(shè)置函數(shù)源代碼如下：

　　.3 漢字讀寫程序設(shè)計(jì)

　　初始化液晶后，就可設(shè)置顯示區(qū)域、顯示方式和顯示狀態(tài)。接下來(lái)應(yīng)將待顯示字符的字模數(shù)據(jù)寫入顯示緩沖區(qū)，以便實(shí)現(xiàn)顯示功能。對(duì)于文本方式，可先將字模數(shù)據(jù)寫入顯示緩沖區(qū)并建立CGRAM，再由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置確定字符代碼，然后通過(guò)寫人對(duì)應(yīng)代碼即可顯示字符;對(duì)于圖形顯示方式，則需將字模數(shù)據(jù)逐個(gè)字節(jié)的寫入圖形顯示緩沖區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示功能。二者相比各有特點(diǎn)，其中文本模式顯示速度快。且內(nèi)置CGROM中含128個(gè)ASCII字符，可直接調(diào)用，但需先建立CGRAM，而且容量有限，只能管理2K字節(jié)的數(shù)據(jù)，比較適合于顯示字符不多的場(chǎng)合;而圖形模式顯示速度相對(duì)較慢，但無(wú)需建立CGRAM，用戶只需將字模數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位寫入圖形顯示區(qū)即可，適用于所需顯示內(nèi)容較多的場(chǎng)合。在一般的工程應(yīng)用中，漢字的顯示是比較重要的內(nèi)容，因此，本文主要介紹漢字顯示的程序設(shè)計(jì)。

　　由液晶初始化程序，本系統(tǒng)采用圖形模式作為顯示方式。漢字的字體一般為16x16點(diǎn)陣，占32個(gè)字節(jié)，也可采用32x32點(diǎn)陣的字體，西文字符為16x8。由此編寫的子函數(shù)程序如下：

　　本液晶屏上的橫坐標(biāo)x范圍為0~29，縱坐標(biāo)y范圍為0~127。字模數(shù)據(jù)由造字模軟件提供，寫入字模數(shù)據(jù)的順序應(yīng)與其所代表的字符的結(jié)構(gòu)位置相對(duì)應(yīng)。讀寫顯示數(shù)據(jù)時(shí)，要注意地址指針每讀寫一次會(huì)自動(dòng)增一。修改其值時(shí)，必須先結(jié)束當(dāng)前讀寫操作，然后再修改地址，這樣才有效。其它子函數(shù)的編寫與漢字顯示子函數(shù)相同，不同字體的字符只是字模數(shù)據(jù)量不同，連續(xù)寫可多次調(diào)用單獨(dú)寫函數(shù)實(shí)現(xiàn)，也可每行寫入所有字符的對(duì)應(yīng)字節(jié)數(shù)據(jù)。至于反白功能的實(shí)現(xiàn)，可先讀出對(duì)應(yīng)字符的數(shù)據(jù)字節(jié)，取反后再重新寫入。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　本文通過(guò)ARM7微處理器芯片LPC2134的GPIO實(shí)現(xiàn)了與內(nèi)藏T6963C的液晶顯示模塊的接口設(shè)計(jì)，并在軟件上實(shí)現(xiàn)了其基本顯示功能，從而在滿足了工程設(shè)計(jì)的要求。本文比較系統(tǒng)的闡述了液晶顯示程序的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)給出了源程序代碼，以供參考。該程序的可移植性好，可適用LPC213x系列芯片、其它ARM7芯片以及內(nèi)置T6963C的不同型號(hào)液晶顯示模塊。