基于AT89C52的液晶顯示的實現(xiàn)

1 引言

    隨著單片機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，用單片機控制漢字顯示已成為一種單片機發(fā)展的必然趨勢。以前那種將漢字點陣編碼存入ROM ，在顯示時再調(diào)用的方法已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的需求。好的應(yīng)用所能顯示的決不能僅僅局限于顯示事先定義好的個別漢字，而應(yīng)該提供直接使用至少包含國家標(biāo)準的一、二級漢字字庫的功能。

2 芯片器件介紹

2.1 AT89C52單片機
    AT89C52單片機是EPROM型單片機，可尋址64KB字節(jié)的程序存儲器和64KB字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲器。
以單片機為核心，配以一定的外圍電路和軟件，實現(xiàn)某些功能，就組成了單片機應(yīng)用系統(tǒng)。
2.2 液晶顯示模塊
    我們選用北京精電蓬遠公司的VPG12864T液晶顯示模塊，內(nèi)置T6963C控制器，實現(xiàn)了T6963C與行、列驅(qū)動器及顯示緩沖區(qū)RAM的接口，帶有LED邊光/底光，溫度范圍較廣，屬寬溫型，無須外部提供液晶驅(qū)動電壓，點陣數(shù)為128×64，支持圖形、文本以及圖文合成方式的三顯示方式，且T6963C帶有內(nèi)部字符集。
液晶模塊與微處理器MPU的接口電路有兩種方式：一是直接訪問方式，將AT89C52數(shù)據(jù)口P0直接與液晶模塊的數(shù)據(jù)口連接；二是采用間接控制方式，MPU通過I/O并行接口，模擬液晶模塊的時序，間接實現(xiàn)對液晶顯示模塊的控制。本文討論的實現(xiàn)方法采用第一種方式。
2.3 字庫芯片
    字庫芯片采用具有256K空間的可編程ROM芯片都可以，我們采用了ATMEL公司的AT27C020芯片，其中燒錄含有國家標(biāo)準的一、二級漢字的16×16點陣字庫。
    漢字點陣在字庫中的首地址由如下公式計算：
    起始地址=[(區(qū)號-1)×94+(位號-1)]×32
    自此起始地址起的后續(xù)32個字節(jié)就是該漢字的字模數(shù)據(jù)。從字庫芯片中的32個字節(jié)的字模數(shù)據(jù)按下表排列構(gòu)成漢字：

其中，漢字由兩字節(jié)ASCII碼組成，分別減去0xA0即得到該漢字的區(qū)號和位號。這樣就可以直接由漢字的ASCII碼來計算該漢字在字庫中的地址：
     起始地址=[(第一字節(jié)-0xA1)×94+(第二字節(jié)-0xA1)]×32
    由于AT89C52最大尋址64K空間，所以在實現(xiàn)時將AT27C020分成多頁，每頁的空間不大于64KB，頁號通過譯碼器的有效輸出或其他擴展方式確定。

3 硬件線路設(shè)計

    AT89C52與字庫芯片AT27C020及液晶顯示模塊VPG12864T的接口邏輯如圖1所示：

圖2　硬件邏輯接口

    由于AT89C52的最大尋址空間為64K，而AT27C020的空間為256K，因而要對尋址進行擴展。地址擴展的方式有兩種，一種是利用MPU的IO口進行擴展，AT27C020的低16位地址直接與MPU的地址線相連，而高2位則需進行地址擴展，上圖中AT27C020的A16和A17分別接到AT89C52的P1.6和P1.7，片選信號CE接到P1.5上，此時尋址的頁大小為64KB（頁大小還可以根據(jù)需要設(shè)置為32KB，16KB等）。尋址由軟件編程來實現(xiàn)，例如要讀38400H單元的內(nèi)容，可由下列程序?qū)崿F(xiàn)：
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此種方法實現(xiàn)起來簡單明了，不需額外的硬件，缺點是占用MPU的IO資源較多，適用于IO資源有富余的情況。在筆者的應(yīng)用中，MPU的IO需要余留給其他應(yīng)用，不能分配這么多的IO來，故采用另外一種方法，由硬件邏輯實現(xiàn)，見圖３：

  本例中的頁大小為32KB。AT27C020的片選信號CS1由地址線A15產(chǎn)生（即A15連到片選信號CE上），如要讀38400H單元的內(nèi)容，先由程序產(chǎn)生高位地址AA17、AA16、AA15。對字庫芯片尋址時，先產(chǎn)生頁地址，再進行頁內(nèi)尋址，利用此種方法可進行多位地址的擴展。舉例如下：

4 軟件的實現(xiàn)與控制

    VPG12864T液晶模塊的系統(tǒng)指令集其實就是T6963C控制器的指令集，模塊的初始化設(shè)置一般都由管腳設(shè)置完成。T6963C的指令可帶一個或兩個參數(shù)，或無參數(shù)。每條指令的執(zhí)行都是先送入?yún)?shù)，再送入指令代碼，且每次操作之前要進行狀態(tài)字檢測。T6963C的狀態(tài)字如下說明。在處理顯示操作時，首先要指定字符串、文字段的有效顯示位置。

STA0：指令讀寫狀態(tài)
    STA1：數(shù)據(jù)讀寫狀態(tài)
    STA2：數(shù)據(jù)自動寫狀態(tài)
    STA3：數(shù)據(jù)自動讀狀態(tài)
    STA5：讀/寫出錯狀態(tài)
    STA6：運行控制器檢測
    STA7：閃爍狀態(tài)檢測
    另外STA4保留.
4.1 顯示字符
    VPG12864T液晶模塊字符的顯示有兩種實現(xiàn)方式，一是利用T6963C提供的字符集，另一種方法是將字符的點陣數(shù)據(jù)存放在ROM內(nèi)，需要時以圖形方式顯示。當(dāng)電路驅(qū)動能力不夠時，可以采用第二種方式。字符顯示相對比較簡單，在這里不做詳細描敘。
4.2 顯示漢字
    處理漢字顯示時，由于VPG12864T液晶模塊是128×64點陣的，所以顯示16×16點陣的漢字一行最多顯示8個，且最多顯示4行。對于每一個漢字的顯示，首先應(yīng)該計算該漢字在字庫中的地址，然后讀出該漢字的點陣排列。當(dāng)顯示至一行的末尾時要換行顯示。在處理漢字顯示時有兩種方法：一是一次只顯示一個漢字，即對于每一個漢字，先計算出此漢字地址，讀出其點陣數(shù)據(jù)，顯示完畢再處理下一個漢字，直到處理完所有的漢字；第二種方法是將所要顯示的所有漢字的點陣數(shù)據(jù)從字庫中讀出存放外部RAM中，再集中處理顯示的問題。本文討論的是后一種方法。
字符半角碼與全角碼有如下的對應(yīng)關(guān)系：

半角字符對應(yīng)的全角字符的起始地址的計算公式：
    起始地址=[(2×94+(ASCII-0x21))×32
    漢字顯示處理的流程如下（用“#”作為顯示漢字段的結(jié)束標(biāo)志）：

在處理漢字顯示時，如果要實現(xiàn)漢字的反顯（例如實現(xiàn)菜單操作），將漢字的32字節(jié)字模數(shù)據(jù)分別與0xFF異或(XRL)運算，或者取反(CPL)運算后再顯示即可。[!--empirenews.page--]
4.3 實現(xiàn)進度條和動畫
    進度條顯示的原理就是在連續(xù)的位置不間斷地顯示一些點陣，來表示某事務(wù)的完成進度。實現(xiàn)進度條的程序如下。程序中用R1、R2記錄點陣數(shù)據(jù)，RLEN記錄顯示的進度條長度范圍。

上面的程序段中，ST01是判STA0、STA1狀態(tài)的子程序；DELAY是延時子程序，具體應(yīng)用時可根據(jù)需要設(shè)置延時的時間；C_ADD=8100H，表示指令通道地址，D_ADD=8000H，表示數(shù)據(jù)通道地址。
    顯示動畫的與顯示進度條原理大致相同，不同的是進度條在不同位置顯示，而動畫則在同一個位置交替顯示不同的點陣。動畫顯示的例子略。

5 結(jié)束語

    本文是我們實際工作的經(jīng)驗總結(jié)，所給的程序都調(diào)試通過，希望能夠給你的開發(fā)帶去一點啟發(fā)。