基于51單片機的漢字LCD智能顯示模塊設計

發布時間：2010-9-13 13:16 發布者：techshare

在電子產品設計中，人機交互顯示界面是必不可少的工作，目前一般使用的液晶顯示器均為七段筆劃式，只能顯示數字和少量字符，功能往往受到局限，對于較復雜的字符或圖形則無能為力。而LCD智能型顯示模塊則是一種低功耗、低損耗、低價值的顯示器件，它不但可以顯示各式各樣的字符、漢字和圖形，同時具有可編程能力，且與單片機接口方便，基于以上優點，LCD智能顯示模塊獲得了廣泛的應用。

系統組成

本系統主要由三部分組成，分別為單片機，LCD模塊和FLASH字庫，圖1所示是該系統的硬件原理框圖，由于顯示所需要占用的資源過多（本設計采用的是16×16點陣，每個漢字存儲需要32個字節），而單片機內部RAM資源及其有限，所以系統設計時有必要擴展—FLASH存儲器，I2C接口主要負責通訊，該接口具有通訊速度較快，器件之間電氣部分設計較好等特點，可以使接口部分達到設計標準。

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漢字的顯示原理

漢字一般是以點陣式存儲的，如16×16，24×24點陣，漢字的字模其實是漢字字形的圖形化，所謂16點陣字模，就是把漢字寫在一個16×16的網格內，漢字的筆劃通過某網格時該網格就對應1，否則該網絡對應0，這樣，每一網絡均對應1或0，把對應1的網格連起來看，就是這個漢字，漢字就是這樣通過字節表示其點陣存儲在字符字庫中的，為了方便查找所需漢字的點陣，每個漢字都與一個雙字節的內碼一一對應，通過漢字的內碼可以計算出它的點陣起始字節�，F以16點陣為例來進行說明，首先，可由內碼計算出他在漢字庫中的區位碼，其計算公式為：

BQ=Bn1-160

Bw=Bn2-160

式中，BQ表示區碼，Bw為表示位碼，而Bn1和Bn2則分別表示內碼的第一字節和內碼的第二字節。

當這些區位碼被計算出來之后，就可以用區位碼得到它在漢字庫中字模第一個字節的位置，即：

（BQ×94+Bw）×32

這樣，接下來就可以向連續讀出由32個字節組成的該字的點陣數據。

主要器件介紹

◇ 顯示模塊LM12864

LM12864是內置了HD61202U控制器的128×64點陣式液晶顯示器，LM12864的顯示區域被分為左右兩個區，均為64×64大小，左右區的選擇由CSA和CSB的組合來決定，當CSA、CSB的組合為01時，選擇左區，當二者的組合為10時，選擇右區，二者組合為00或11時均無效，LM12864內置的HD61202U為一可編程器件，通過對HD61202U控制器的編程可以實現液晶顯示器的各種功能，所有顯示功能均可由指令控制實現，本系統共有7條指令。

◇ FLASH存儲器

串行Flash存儲器以其體積小、密度高、功耗低、操作易而備受青睞，本文簡單介紹了MEGAWIN公司生產的Flash存儲器MM36SB020E，MM36SB020E為2M×8BIT串行FLASH，大小為256KBYTE，接線方式可采用2線和3線制，器件的忙判斷可以由內部的狀態寄存器來判斷，也可以通過外部引腳BUSY來判斷，可以說，該FLASH不僅操作十分簡單，并且可以適用于多個設計方案。

通�？梢园褲h字庫放在FLASH里，典型的漢字庫可選用UCDOS下的字庫，（如16點陣字庫HZK16），但需要256KB空間，讀取也很不方便，鑒于實際應用中需要的漢字非常少，因此可以自己制作小的漢字庫，在這個小字庫里只包含系統需要的漢字，需要顯示某個漢字時，先算出它的區位碼，再求出點陣起始位置，接著從FLASH中順序調出該字的點陣數據并存在緩沖區里，最后依次送往LCD顯示，以描出該字。

軟件設計

◇ 字庫制作和維護軟件設計

漢字庫可存儲在2線串行存儲器MM36SB020E中，該存儲器分為2048頁，每頁為128字節的存儲單元，且帶有128個字節的緩沖區，它有嚴格的時序和規定的命令格式，操作時可以通過其特有緩沖區（128字節）對其內部進行讀或寫，器件的智能顯示接口模塊通過I2C通訊接口從外部獲取漢字點陣庫的源數據，并根據漢字的區位碼確定其點陣信息在漢字庫中的存放位置，接著把存儲器的點陣信息整頁讀出到緩沖區進行修改，最后再寫入存儲器，操作結束時，應清除新指令標志以免重復響應，字庫制作與維護的流程如圖2所示。

◇ 顯示軟件設計

LM12864中的顯示區共有64行，分為8頁，每頁8行，這樣就必須向兩頁中的對應列送數據，實際上，在寫每個漢字時，一般先取字模的上16個字節并將其寫在一頁中，再將字模的下16個字節寫在下一頁中即可。共顯示流程如圖3所示。

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結束語

本文所介紹的這種LCD智能顯示模塊不但能夠顯示數據，也能夠顯示中文文字和圖形，其顯示效果遠遠超過數碼管；隨著其價格的不斷下降，該模塊無疑將被越來越多的智能系統所采用。

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