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1.引言 隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，使得電子電路的設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，單片機(jī)因?yàn)榫哂懈呒啥取⒏叻�(wěn)定性和成本低廉等特點(diǎn)，因而在電子設(shè)計(jì)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。在很多場合需要顯示單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息。一般情況下使用數(shù)碼顯示管或者CRT、彩色液晶顯示器，但是，這幾種顯示方式都各有利弊。 第一，使用數(shù)碼顯示管雖然成本低廉，但是顯示內(nèi)容非常有限且單一，不能滿足越來越多的顯示需求; 第二，使用CRT或者彩色液晶顯示器可以顯示更多的內(nèi)容，但是存在著設(shè)計(jì)復(fù)雜化、提高設(shè)計(jì)成本和浪費(fèi)資源等弊端。 因此，實(shí)際工作中迫切需要一種簡單實(shí)用，成本低廉，設(shè)計(jì)簡單的顯示其產(chǎn)品。 2.基本原理 LC0811-SL由液晶顯示器控制器和液晶顯示器面板以及發(fā)光二極管背光三部分組成。其中液晶顯示器顯示控制器是整個顯示器的核心部分。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。 2.1 電源 液晶顯示器使用5V直流電源，電源供給示意圖如圖2所示。 2.2 管腳功能定義 LC0811-SL具有16個管腳(PIN)，具體功能定義如表1、表2所示。 2.3 寄存器 LCD控制器有2個8位寄存器，指令寄存器(IR)和數(shù)據(jù)寄存器(DR)。 指令寄存器(IR)是一個只寫寄存器，既用于存儲指令代碼如清顯示或者光標(biāo)移位，又用來存儲顯示數(shù)據(jù)RAM(DD RAM)地址或者字符發(fā)發(fā)生器RAM(CG RAM)地址。 數(shù)據(jù)寄存器(DR)是一個讀寫寄存器，用于暫存對DD RAM或CG RAM讀/寫的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)寫入DR是通過一個顯示控制器的內(nèi)部操作自動寫入到DD RAM或CG RAM.同時，DR也用來存儲從DD RAM或CG RAM讀出的數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)刂沸畔懭隝R,通過一個內(nèi)部操作從DD RAM或CG RAM讀出數(shù)據(jù)到DR,此時的數(shù)據(jù)傳輸完全通過讀DR來完成。執(zhí)行完一個從DR的讀操作后，數(shù)據(jù)保存在DD RAM或CG RAM,下一地址送到DR,為下一個讀周期做準(zhǔn)備，如表2所示，寄存選擇器(RS)信號決定兩個寄存器中的哪一個被選中。 2.4 忙標(biāo)志(BF) 當(dāng)忙標(biāo)志位是1(即高)時執(zhí)行一個內(nèi)部操作并且下一個指令是不能被接受的。 當(dāng)RS=0并且執(zhí)行完一個讀操作時，忙標(biāo)志位輸出到DB7,下一個指令只有在忙標(biāo)志位為0(即低)時才能夠被寫入。 2.5 地址計(jì)數(shù)器(AC) 地址計(jì)數(shù)器分配地址給D D R A M或C GRAM,當(dāng)一個指令的地址寫入IR,地址信息從IR送到AC,這個指令同時決定DD RAM或CGRAM的選擇。從DD RAM或CG RAM完成一次讀/寫操作后，地址計(jì)數(shù)器(AC)自動減1或者加1,當(dāng)RS=0并且讀操作完成后，AC中的內(nèi)容輸出到DB0DB0~DB7. 2.6 顯示數(shù)據(jù)存儲器(DD RAM) DD RAM用8位字符代碼的形式來存儲顯示數(shù)據(jù)，容量是80*8或者80字節(jié)，DD RAM不用于顯示時，可用作通用的數(shù)據(jù)R A M. DD RAM地址是用AC來設(shè)置并且用16進(jìn)制表示，這個地址計(jì)數(shù)器可以通過“Set DD RAMAddress”指令進(jìn)行寫操作，用“Read BusFlag and Address”指令進(jìn)行讀操作。如圖3所示，在讀/寫時，數(shù)據(jù)位DB0~DB6代表DDRAM地址，DB7為忙標(biāo)志位。 2.7 字符發(fā)生器ROM(CG ROM) 字符發(fā)生器ROM(CG ROM)從8位字符代碼產(chǎn)生5×7點(diǎn)陣或者5×10點(diǎn)陣字符圖形，能夠產(chǎn)生等于192種5×7點(diǎn)陣字符圖形和32種5×10點(diǎn)陣字符圖形。 2.8 字符發(fā)生器(CG RAM) CG RAM是一個64×8位的RAM,可以對其編程自定義字符圖形，在5×7點(diǎn)陣下，可以寫8種類型的字符圖形，在5×10點(diǎn)陣下，可以寫4種類型的字符圖形。可以使用字符代碼00H~07H,從CG RAM寫字符程序到DDRAM,不使用CG RAM存儲單元時可以用作普通的RAM. 例如：寫一個5×7字符圖形程序到CGRAM存儲單元(如01H)步驟如下： a)用“Set DD RAM Address”指令置CGRAM指針到字符代碼01H的第一行; b)用“Read Bus Flag and Address”指令寫自定義字符的嘴上一行; c)如果I/D位在“Entry Mode Set”命令中已經(jīng)置位，CG RAM地址自動增加，然后，再繼續(xù)回到b)，寫完字符的所有行; d)寫完所有7行數(shù)據(jù)，用“Set DD RAMAddress”指令將地址計(jì)數(shù)器恢復(fù)到一個DDRAM存儲單元。 e)顯示寫入的自定義字符，在DD RAM地址里用“Write Data to CG or DDRAM”指令顯示01H這個字符。 2.9 控制器 a)LCD控制器具有4位或者8位模式，當(dāng)使用4位模式時，數(shù)據(jù)傳送使用數(shù)據(jù)位D B 4~D B 7進(jìn)行兩個4位操作，DB0~DB3不使用，在時令周期完成之前， 數(shù)據(jù)傳送兩次， 先傳送高四位(DB4~DB7的數(shù)據(jù)，假設(shè)接口數(shù)據(jù)是8位字長)，然后傳送低四位(DB0~DB3的數(shù)據(jù)，假設(shè)接口數(shù)據(jù)是8位字長)，4 位數(shù)據(jù)傳送完成后， 檢查忙標(biāo)志(BF)，兩個四位操作后接著傳送忙標(biāo)志位和地址計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù);b)當(dāng)使用8位模式時，數(shù)據(jù)傳送使用完整的8位散居據(jù)總線DB0~DB7. 2.10 初始化 2.10.1 復(fù)位電路初始化 打開電源，顯示器可以通過內(nèi)部電路進(jìn)行初始化，進(jìn)入初始化后，可以開始執(zhí)行指令，直到初始化結(jié)束忙標(biāo)志)(BF)位保持忙狀態(tài)，VCC電壓升高到4.5V后，忙標(biāo)志(BF)保持10ms有效。 1)清顯示 2)功能設(shè)置 DL=1:8位接口操作 N=0:一行顯示 F=0:5×7點(diǎn)陣字符顯示 3)顯示開/關(guān)控制 D=0:顯示關(guān) C=0:光標(biāo)關(guān) B=0:閃爍關(guān) 4)入口模式設(shè)置 I/D=0:+1(增量模式) S=0:不顯示移位操作 如果內(nèi)部電源可提供的復(fù)位時間不能滿足(0.1ms 2.10.2 軟件初始化 軟件初始化一般在內(nèi)部電路不能滿足條件，無法正常初始化的情況下使用，軟件初始化流程如圖3所示。 3.應(yīng)用實(shí)例 單片機(jī)系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)總線直接與顯示器進(jìn)行連接，可以很方便的組成單片機(jī)顯示系統(tǒng)，基本原理圖如圖4所示。 這是一個典型的單片機(jī)顯示系統(tǒng)電路，具有較強(qiáng)的通用性，可以廣泛的應(yīng)用于電子工程設(shè)計(jì)中。考慮到使用上的方便快捷和通用性，可以把單片機(jī)系統(tǒng)和顯示器的接口用標(biāo)準(zhǔn)接插件進(jìn)行擴(kuò)展，單片機(jī)系統(tǒng)部分采用插座XS1,液晶顯示器部分使用插頭XP1.這樣，使系統(tǒng)的通用性和簡捷性得到加強(qiáng)。 4.結(jié)語 實(shí)際使用中，LC0811-SL液晶顯示器能夠?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)提供良好的人機(jī)界面。由于它本身具有比較完善的字符顯示能力，可以顯示大量字符圖形，突破了普通數(shù)碼顯示管只能顯示數(shù)字和簡單英文的局限性，能充分滿足單片機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息的顯示。 |
