基于單片機(jī)C8051F020的液晶顯示的接口電路和程序?qū)崿F(xiàn)

在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，LCM(液晶顯示模塊)人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)往往是很重要的一個環(huán)節(jié)。LCM可以用于智能儀器上的顯示設(shè)定參數(shù)、狀態(tài)提示符、檢測結(jié)果和待輸入?yún)?shù)等功能。本文結(jié)合電解質(zhì)分析儀的設(shè)計(jì)要求，采用液晶顯示模塊YXD—12864A2LCM，研究并實(shí)現(xiàn)了以單片機(jī)C8051F020為基礎(chǔ)的液晶顯示的接口電路和程序設(shè)計(jì)，添加了按鍵系統(tǒng)，從而達(dá)到方便用戶使用的目的。

1電解質(zhì)分析儀簡介

本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的電解質(zhì)分析儀(Electrolyte Analyzer)是一種具有高分辨率和高精度的儀器，可以與多種離子選擇電極配套使用，可用自動方法測定樣品中鉀、鈉、氯、鈣離子的濃度和pH值。其結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示。儀器采用單片機(jī)C8051F020為核心芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，在測量室內(nèi)由化學(xué)傳感器采集電解質(zhì)的電位信號傳送給信號調(diào)理電路，經(jīng)過信號調(diào)節(jié)后送給主電路板進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后輸出顯示到LCM上，LCM參數(shù)、測量結(jié)果的顯示等都可由鍵盤操作。與上位機(jī)的通信上，采用RS 232通信方式傳輸數(shù)據(jù)。本儀器的特點(diǎn)是可以單機(jī)使用、也可以與上位機(jī)連接使用，與上位機(jī)連接后通過界面操作可以幫助用戶完成病人信息的查詢、存儲、儀器工作情況的實(shí)時檢測等功能。

圖1電解質(zhì)分析儀結(jié)構(gòu)方框圖

系統(tǒng)顯示部分采用圖形液晶顯示模塊YXD-12864A2LCM，安裝在儀器的表面，用來顯示參數(shù)設(shè)置、測量結(jié)果、定標(biāo)、質(zhì)控等的情況。界面顯示與參數(shù)設(shè)定及翻頁等功能通過按鍵的控制來實(shí)現(xiàn)。

2 YXD-12864A2LCM

2.1模塊介紹

YXD-12864A2LCM是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，它主要由行驅(qū)動器、列驅(qū)動器及128x64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示4x8個(16&TImes;16點(diǎn)陣)漢字。YXD-12864A2模塊共有20個引腳。其中，第1腳VSS接系統(tǒng)地;第2腳VDD接電源電壓;第3腳V0接液晶顯示器驅(qū)動電源;第4腳D/I接數(shù)據(jù)指令選擇信號;第5腳R/W接讀寫選擇信號;第6腳接讀寫使能信號，E為高時，數(shù)據(jù)被讀出，而在E的下降沿到來時，數(shù)據(jù)被鎖存到DB0～DB7;第7～14腳接三態(tài)數(shù)據(jù)總線;第15、16腳接片選信號;第17腳接復(fù)位信號;第18腳Vout接內(nèi)部負(fù)壓發(fā)生器輸出電壓端;第19腳接LED背光電源正極;第20腳接LED背光電源負(fù)極。

2.2接口電路

接口電路圖和原理圖如圖2，圖3所示，C8051F020的P3口作為數(shù)據(jù)口與液晶模塊DB口相連;P2.0為復(fù)位引腳控制端;P2.1、P2.4、P2.5作為普通的I/O口使用，分別接液晶模塊的使能端E、寄存器選擇引腳D/I、讀寫引腳R/W;P2.2、P2.3分別接片選信號左或者右，對顯示進(jìn)行定位。

圖2 LCM接口電路圖

圖2的電路圖中，R28和R41為上拉電阻，因?yàn)樗總€端口是與單片機(jī)相連的，對于顯示器而言工作電壓是5 V，而C8051F020工作電壓是3.3 V，要使C8051F020輸出能更好地驅(qū)動5 V輸入的LCM，就要將每個端口通過一個上拉電阻接到5 V電源，這樣就可以保證C8051F020的邏輯“1”輸出能被提升到5 V.

圖3接口電路原理圖

2.3軟件設(shè)計(jì)

顯示字符：從屏幕指定的位置開始顯示指定的字符串。此LCM是128x64位的液晶顯示屏，每個字符所占用的點(diǎn)陣是8x8.顯示位置由兩個坐標(biāo)參數(shù)據(jù)決定，橫坐標(biāo)x表示“行”，取值范圍為0～7;第0行對應(yīng)屏幕最上邊的一行，第7行對應(yīng)最下面一行。縱坐標(biāo)y表示“列”，取值范圍為0～15，第0列對應(yīng)屏幕最左邊的一列，第15列對應(yīng)屏幕最右邊的一列。

假設(shè)要從第4行第8列的位置顯示字符“K”，則程序段如下：

;entrancd：C(left，right)，R4(X)，R5(Y)，DPTR，R6(length)

data_to_lcd：

SETB CS1_LCD

CLR CS2_LCD

JNC data_to_lcd2

CLR CS1_LCD

SETB CS2_LCD

data_to_lcd2：

MOV A，R4

LCALL display_X_line

MOV A，R5

LCALL display_Y_line

MOV A，R6

MOV R7，A

LCALL write_LCD_bytes

MOV A，R4

INC A

LCALL display_X_line

MOV A，R5

LCALL display_Y_line

MOV A，R6

MOV R7，A

INC DPTR

LCALL write_LCD_bytes

CLR CS2_LCD

CLR CS1_LCD

RET

SETB C;片選的設(shè)定

MOV R4，#04H;位置行號

MOV R5，#08H;位置列號

MOV DPTR，#K;字符內(nèi)容

MOV R6，#08;定義字符的長度

LCALL data_to_lcd;調(diào)用輸出字符的子程序