摘   要： 液晶顯示控制器" title="液晶顯示控制器">液晶顯示控制器" title="液晶顯示控制器">液晶顯示控制器T6963C的特點(diǎn)及其與單片機(jī)的接口電路。闡述了以模塊化為基礎(chǔ)的顯示軟件的設(shè)計(jì)，具體分析了狀態(tài)位檢測(cè)、顯示初始化、英文及漢字顯示等功能的程序設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞： T6963C  接口  編程  顯示

　　液晶顯示器件（LCD）由于具有顯示信息多、體積小、重量輕、功耗低、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低、接口控制方便等優(yōu)點(diǎn)，正在被測(cè)量及控制領(lǐng)域廣泛地推廣和應(yīng)用。液晶顯示器按其功能可分為筆段式和點(diǎn)矩陣式液晶顯示器，后者又可以分為字符點(diǎn)陣式和圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器。圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器不僅可顯示數(shù)字、字符等內(nèi)容，還能顯示漢字和任意圖形。
　　目前用于圖形液晶模塊的控制器很多，本文以T6963C為例，簡(jiǎn)單地介紹液晶顯示模塊與CPU的接口以及軟件編程問(wèn)題。
1  T6963C及其構(gòu)成的液晶顯示模塊
　　液晶顯示控制器T6963C具有以下特點(diǎn)[1]：
　　(1)圖形點(diǎn)陣式液晶顯示控制器，能直接與80 系列的8 位微處理器接口。
　　(2)字符字體可由硬件或軟件設(shè)置，其字體有4 種：5×8、6×8、7×8、8×8。
　　(3)占空比為1/16～1/128。
　　(4)可以圖形方式、文本方式及圖形和文本合成方式進(jìn)行顯示，以及文本方式下的特征顯示，還可以實(shí)現(xiàn)圖形拷貝操作等。
　　(5)具有內(nèi)部字符發(fā)生器CGROM（共有128個(gè)字符），可管理64KB顯示緩沖區(qū)及字符發(fā)生器CGRAM，并允許MPU 隨時(shí)訪問(wèn)顯示緩沖區(qū)，甚至可以進(jìn)行位操作。
　　在內(nèi)藏T6963C的液晶顯示模塊上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了T6963C與行、列驅(qū)動(dòng)器及顯示緩沖區(qū)RAM 的接口，同時(shí)也已用硬件設(shè)置了數(shù)據(jù)傳輸方式、顯示窗口長(zhǎng)度和寬度等。內(nèi)藏T6963C 的單屏點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。該模塊的初始化設(shè)置一般均由管腳設(shè)置完成。所以初始化時(shí)，由軟件編寫(xiě)的指令就集中在顯示功能的設(shè)置上。T6963C的指令可帶1～2個(gè)參數(shù)，或無(wú)參數(shù)。若指令中含有參數(shù)，則執(zhí)行每條指令時(shí)均須先送入?yún)?shù)，再送入指令代碼。每次操作之前最好先進(jìn)行狀態(tài)字檢測(cè)，因?yàn)闋顟B(tài)位的作用不同，因此執(zhí)行不同指令必須檢測(cè)不同的狀態(tài)位。

2  液晶顯示模塊與單片機(jī)的接口電路
　　在本例中選用80C320作為CPU，且在此設(shè)計(jì)中，不是將CPU與液晶顯示模塊直接相連，而是通過(guò)PSD813F1來(lái)連接。PSD813F1是由WSI公司研制的新一代可編程微控制器系統(tǒng)外圍器件，具備完整的在系統(tǒng)可編程特性[2]。PSD813F1的功能比較強(qiáng)大，通過(guò)它還可以連接其他的器件和模塊，如數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤(pán)等，便于在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行功能擴(kuò)展。
　　將CPU的地址/數(shù)據(jù)線AD0～AD7、A8～A15與PSD813F1的AD0～AD15連接起來(lái)，由PSD813F1的PB口輸出信號(hào)來(lái)選擇和控制芯片。也就是說(shuō)利用這些輸出信號(hào)來(lái)片選LCD和數(shù)據(jù)緩沖器74LS245。同時(shí)CPU的地址/數(shù)據(jù)線AD0～AD7也接到74LS245的A端(A0～A7)上，而74LS245的B端(B0～B7)的輸出連接到液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)輸入端DB0～DB7。這樣，數(shù)據(jù)就可以先在CPU內(nèi)完成處理，然后通過(guò)PSD813F1來(lái)選擇74LS245，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入74LS245完成緩沖，根據(jù)需要由PSD813F1選擇LCD，此時(shí)數(shù)據(jù)就可以從74LS245送到LCD中顯示了。液晶顯示模塊與單片機(jī)的接口電路如圖2所示。

3  軟件設(shè)計(jì)
3.1 狀態(tài)位檢測(cè)與數(shù)據(jù)/指令讀寫(xiě)程序
　　在本例中用C語(yǔ)言編程[3]。
　　(1)狀態(tài)位檢測(cè)。由于LCD指令的執(zhí)行是一個(gè)不斷地檢測(cè)狀態(tài)、寫(xiě)指令和數(shù)據(jù)及讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的過(guò)程，因此可把指令編寫(xiě)成通用的函數(shù)，以便隨時(shí)調(diào)用。
在進(jìn)行分模塊設(shè)計(jì)以前，首先必須了解各個(gè)模塊中都要用到的狀態(tài)位檢測(cè)的編程。液晶顯示控制器T6963C的狀態(tài)位一共有8位，從低到高分別是STA0～STA7，其功能如下：
　　STA0——指令讀寫(xiě)狀態(tài)，1：準(zhǔn)備好；0：忙。
　　STA1——數(shù)據(jù)讀寫(xiě)狀態(tài)，1：準(zhǔn)備好；0：忙。
　　STA2——數(shù)據(jù)自動(dòng)讀狀態(tài)，1：準(zhǔn)備好；0：忙。
　　STA3——數(shù)據(jù)自動(dòng)寫(xiě)狀態(tài)，1：準(zhǔn)備好；0：忙。
　　STA4——未用。
　　STA5——控制器運(yùn)行檢測(cè)可能性，1：可能；0：不能。
　　STA6——屏讀/拷貝出錯(cuò)狀態(tài)，1：出錯(cuò)；0：正確。
　　STA7——閃爍狀態(tài)檢測(cè)，1：正常顯示；0：關(guān)。
　　進(jìn)行狀態(tài)位檢測(cè)時(shí)，先從T6963C的狀態(tài)寄存器中讀取狀態(tài)字，然后提取對(duì)應(yīng)的狀態(tài)值，通過(guò)判斷決定下一步的操作。
　　(2)數(shù)據(jù)/指令的讀寫(xiě)程序。讀寫(xiě)數(shù)據(jù)和命令可以分為自動(dòng)和非自動(dòng)2種。由于非自動(dòng)寫(xiě)命令或數(shù)據(jù)的步驟基本類似，均是在檢測(cè)狀態(tài)字的STA0和STA1二位是否準(zhǔn)備好的情況下來(lái)決定寫(xiě)命令或數(shù)據(jù)到輸出口，因此可把非自動(dòng)寫(xiě)命令或數(shù)據(jù)流程圖綜合在一起，即如圖3所示。非自動(dòng)讀數(shù)據(jù)的流程圖如圖4所示，也是在檢測(cè)STA0和STA1已經(jīng)準(zhǔn)備好的基礎(chǔ)上由輸入口讀取數(shù)據(jù)，然后將此數(shù)據(jù)返回，以便于其他程序調(diào)用。圖5是自動(dòng)寫(xiě)數(shù)據(jù)的程序流程圖，它僅需要檢測(cè)狀態(tài)字的STA3即可。自動(dòng)讀數(shù)據(jù)時(shí)只須檢測(cè)STA2，但自動(dòng)讀數(shù)據(jù)在本例中用得較少，故其流程圖在此省略。

3.2  模塊化設(shè)計(jì)
　　根據(jù)T6963C的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中采用模塊化結(jié)構(gòu)。這里主要介紹初始化、英文字符顯示及漢字顯示等模塊。
　　 (1)初始化模塊。在T6963C中內(nèi)嵌有128種字符點(diǎn)陣的CGROM(字符發(fā)生器ROM)，同時(shí)T6963C還可管理一定大小的顯示緩沖區(qū)。顯示緩沖區(qū)RAM的具體大小由不同顯示尺寸的模塊決定，點(diǎn)陣越大， RAM越多。本設(shè)計(jì)采用的240×128模塊是帶有16KB的RAM。該顯示緩沖區(qū)分為文本顯示區(qū)、圖形顯示區(qū)和CGRAM區(qū)。文本顯示區(qū)和圖形顯示區(qū)是2個(gè)不同性質(zhì)的使用區(qū)域，是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。CGRAM區(qū)是用戶為方便制作特殊符號(hào)而在顯示緩沖區(qū)內(nèi)任意設(shè)置的一個(gè)區(qū)域，它可作為外擴(kuò)的字符發(fā)生器。另外，對(duì)于文本顯示區(qū)，如果需要特征顯示，則需要同樣大小的文本特征區(qū)，其中每個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)著文本區(qū)相同位置的那個(gè)字符，并可以控制該字符的特征顯示。
　　初始化流程圖如圖6所示。從圖中可以看到，對(duì)T6963C初始化時(shí)，在關(guān)顯示后應(yīng)該先確定采用哪種方式顯示(文本/圖形)，再來(lái)設(shè)置顯示緩沖區(qū)中圖形區(qū)的首地址、寬度和文本區(qū)的首地址、寬度，然后再選擇光標(biāo)的形狀，繼而進(jìn)行顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置。

 　　(2)英文顯示模塊。初始化時(shí)已經(jīng)定義了文本區(qū)的首地址，此地址存放的是顯示屏左上角(第1行第1列)的字符代碼，每個(gè)字符位置對(duì)應(yīng)1個(gè)字節(jié)，逐行對(duì)應(yīng)至屏幕右下角。英文顯示模塊程序編制的任務(wù)就是把想要顯示的字符代碼送入與行列位置對(duì)應(yīng)的文本顯示緩沖區(qū)中。只需定位首字符地址，設(shè)置使LCD控制器的地址指針自動(dòng)增1，然后連續(xù)向LCD的數(shù)據(jù)口送入顯示數(shù)據(jù)即可。
　　英文顯示程序比較簡(jiǎn)單，寫(xiě)單個(gè)字符時(shí)，只需確定顯示字符的坐標(biāo)位置（X，Y），然后按照T6963C的特點(diǎn)將此坐標(biāo)寫(xiě)入控制器，接著寫(xiě)要顯示的英文字符即可（顯示的英文字符可以從T6963C自帶的CGROM或外擴(kuò)的CGRAM中選?。５⒁馐褂玫?ldquo;寫(xiě)1次，地址不變”的方式。其程序流程如圖7所示。

 　　(3)漢字顯示模塊。液晶顯示控制器T6963C可以按圖形方式、文本方式及圖形和文本合成方式進(jìn)行顯示。文本方式下可以顯示字符等內(nèi)容；圖形方式下不僅可以顯示圖形，還能顯示字符和漢字。本例采用直接在圖形方式下顯示漢字的方式。顯示字符可以直接從T6963C自帶的CGROM中選取。如要顯示漢字則要建立漢字字模。字模建立方法有多種，可采用從UCDOS的漢字點(diǎn)陣字庫(kù)中提取所需要漢字的16點(diǎn)陣字模，進(jìn)而生成漢字庫(kù)以備選取漢字之用。漢字字模在此漢字庫(kù)中以一定的順序存放，每一個(gè)漢字有其對(duì)應(yīng)的一個(gè)順序號(hào)，這個(gè)順序號(hào)以變量HZH表示。
　　本例采用的240×128模塊的漢字顯示液晶屏幕,橫向?yàn)?40點(diǎn)，分成30個(gè)字節(jié)，縱向則是128行。若要顯示16×16點(diǎn)陣的漢字，需占用32個(gè)字節(jié)，因而每行可顯示15個(gè)漢字，共8行。下面是顯示1個(gè)漢字的過(guò)程。
　　漢字顯示的程序流程如圖8所示。在計(jì)算要顯示的漢字在漢字庫(kù)中的位置HZADD時(shí)，首先把漢字庫(kù)的地址賦給變量HZKADD，即HZADD=HZH×32+HZKADD。該漢字的顯示位置即縱橫坐標(biāo)記為（X，Y），將此坐標(biāo)換算成其在液晶顯示屏幕上的地址并保存。在設(shè)置顯示地址后，程序通過(guò)循環(huán)把1個(gè)漢字的32個(gè)字節(jié)一一寫(xiě)到輸出口，就可以顯示漢字了。

4  結(jié)束語(yǔ)
　　T6963C液晶顯示控制器在應(yīng)用中可以與各種型號(hào)的微控制器接口，實(shí)現(xiàn)控制和現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)顯示。在本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，顯示模塊采用了T6963C液晶顯示控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，上位接口電路采用了可編程微控制器系統(tǒng)外圍器件PSD813F1，使系統(tǒng)易于進(jìn)一步擴(kuò)展功能。實(shí)踐證明該系統(tǒng)具有良好的顯示界面，同時(shí)也提高了液晶顯示系統(tǒng)的可操作性。在軟件設(shè)計(jì)中采用了模塊化結(jié)構(gòu)，使程序可占用較少的代碼空間，提高了編程效率，便于開(kāi)發(fā)。
　　本系統(tǒng)可靈活地嵌入各種大型設(shè)備或大規(guī)模系統(tǒng)中，用于顯示必要的數(shù)據(jù)或執(zhí)行參數(shù)設(shè)定。
參考文獻(xiàn)
1   北京精電蓬遠(yuǎn)顯示技術(shù)有限公司.內(nèi)藏T6963C液晶顯示模塊使用手冊(cè)(第二版).1999
2   武漢力源電子股份有限公司.可編程單片機(jī)外圍器件PSD8XXF系列使用手冊(cè).1998
3   馬忠梅.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001