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12864LCD屏的基本原理以及使用方法

文章出處:原創 人氣:發表時間:2017-07-31

點陣式LCD屏的顯示原理
     在數字電路之中,所有的數據情況都是以0和1來保存的,對于LCD控制器進行不同的數據操作,可以得到一些不同的結果。對于顯示英文的操作,由于英文字母的種類比較少,只需要8位(一字節)就可以了。而對于中文來說,常用的卻有6000以上,于是我們的DOS前輩想了一個解決辦法,就是將ASCII表的高128個很少用到的數值以兩個為一組來表示出漢字,即:漢字的內碼。而剩下的低128位的則留給英文字符來使用,即:英文的內碼。

     那么,在得到了漢字的內碼之后,還僅是一組數字而已,那又如何實現屏幕顯示呢?那么這就涉及到了文字的字模,字模雖然說也是一組數字,但是它的意義卻和數字的意義有了根本的變化,它是在用數字的各位信息來記載英文或者漢字的形狀,比如英文的'A'在字模的記載方式如下圖1所示:
A字模圖
圖1 “A”字模圖

     而中文的“你”在字模之中的記載卻如圖2所示:
你字模圖
圖2 “你”字模圖

12864點陣LCD屏簡介
     12864是一種圖形點陣液晶屏,它主要是由行驅動器/列驅動器以及128×64全點陣液晶屏所組成。它可以完成圖形的顯示,也可以顯示出8×4個(16×16點陣)漢字。

管腳號 管腳名稱 LEVER 管腳功能描述
1 VSS 0 電源地
2 VDD +5.0V 電源電壓
3 V0 - 液晶顯示器驅動電壓
4 D/I(RS) H/L D/I=“H”,表示DB7∽DB0為顯示數據
D/I=“L”,表示DB7∽DB0為顯示指令數據
5 R/W H/L R/W=“H”,E=“H”數據被讀到DB7∽DB0
R/W=“L”,E=“H→L”數據被寫到IR或DR
6 E H/L R/W=“L”,E信號下降沿鎖存DB7∽DB0
R/W=“H”,E=“H”DDRAM數據讀到DB7∽DB0
7 DB0 H/L 數據線
8 DB1 H/L 數據線
9 DB2 H/L 數據線
10 DB3 H/L 數據線
11 DB4 H/L 數據線
12 DB5 H/L 數據線
13 DB6 H/L 數據線
14 DB7 H/L 數據線
15 CS1 H/L H:選擇芯片(右半屏)信號
16 CS2 H/L H:選擇芯片(左半屏)信號
17 RET H/L 復位信號,低電平復位
18 VOUT -10V LCD驅動負電壓
19 LED+ - LED背光板電源
20 LED- - LED背光板電源
表1:12864LCD的引腳說明
     在使用12864LCD屏之前必須要先了解以下的功能器件后才能夠進行編程。12864的內部功能器件以及相關功能如下所示:
1. 指令寄存器(IR)
     IR它是用于寄存指令碼,與數據寄存器的數據相對應。當D/I=0時,在E信號下降沿的作用之下,指令碼寫入IR。
2.數據寄存器(DR)
     DR是用來寄存數據的,與指令寄存器的寄存指令相對應。當D/I=1時,在下降沿的作用下,圖形顯示數據寫入DR,或者在E信號高電平的作用下由DR讀到DB7∽DB0數據總線。DR和DDRAM之間的數據傳輸是模塊內部自動執行的。
3.忙標志:BF
     BF的標志是提供內部的工作情況。BF=1是表示模塊在內部操作,此時的模塊不會接受外部指令和數據。BF=0時,模塊為準備的狀態,隨時可以接受外部的指令和數據。
     利用好STATUS READ的指令,就可以將BF讀到DB7的總線,從驗模塊的工作狀態。
4.顯示控制觸發器:DFF
     此觸發器是用于模塊的屏幕顯示開和關的控制。DFF=1是開顯示(DISPLAY OFF),DDRAM的內容就會顯示在屏幕上,DFF=0為關顯示(DISPLAY OFF)。
     DDF的狀態是指令DISPLAY ON/OFF和RST信號所控制的。
5.XY地址計數器
     XY地址計數器就是一個9位的計數器。高3位的是X地址計數器,低6位的為Y地址計數器,XY地址計數器實際上就是作為DDRAM的地址指針,X地址計數器是DDRAM的頁指針,Y地址的計數器為DDRAM的Y地址指針。
     X地址的計數器是沒有記數功能的,只能夠用指令來設置。
     Y地址的計數器具有循環記數的功能,在各顯示數據寫入后,Y地址自動加1,Y地址指針從0到63。
6.顯示數據RAM(DDRAM)
     DDRAM是來存儲圖形顯示數據的。數據為1則表示顯示選擇,數據為0則表示顯示非選擇。DDRAM與地址和顯示位置的關系詳細見DDRAM地址表。
7.Z地址的計數器
     Z地址計數器實際是一個6位計數器,此計數器具備有循環記數的功能,它是用于顯示行掃描同步的。當一行掃描完成后,此地址的計數器會自動加1,指向下一行掃描數據,RST復位后Z地址計數器為0。
     Z地址的計數器是可以用指令DISPLAY START LINE預置。因此,顯示屏幕的起始行就是由此指令控制,即DDRAM的數據從哪一行開始顯示在屏幕的第一行。此模塊的DDRAM一共64行,屏幕可以循環滾動顯示出64行。
 
12864LCD的指令系統以及時序
     該類的液晶顯示模塊(即:KS0108B及其兼容控制驅動器)的指令系統就比較簡單,總共只有七種。其指令表如下表所示:
指令名稱 控制信號 控制代碼
R/W RS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
顯示開關 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0
顯示起始行設置 0 0 1 1 X X X X X X
頁設置 0 0 1 0 1 1 1 X X X
列地址設置 0 0 0 1 X X X X X X
讀狀態 1 0 BUSY 0 ON/OFF RST 0 0 0 0
寫數據 0 1 寫數據
讀數據 1 1 讀數據
表2:12864LCD屏的指令表
各功能指令分別介紹如下。
· 顯示開/關指令
R/WRS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00 00111111/0
當DB0=1時,LCD顯示RAM中的內容;DB0=0時,則關閉顯示。
2、顯示起始行(ROW)設置指令
R/WRS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00 11顯示起始行(0~63)
該指令設置了對應液晶屏最上一行的顯示RAM的行號,有規律地改變顯示起始行,可以使得LCD實現顯示滾屏的效果。
3、頁(PAGE)設置指令
R/WRS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00 10111頁號(0~7)
顯示RAM共64行,分為8頁,每頁8行。
4、列地址(Y Address)設置指令
R/WRS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00 01顯示列地址(0~63)
設置了頁地址以及列地址,就唯一確定了顯示RAM中的一個單元,這樣MPU就可以用讀、寫指令來讀出該單元中的內容或者向該單元寫進一個字節數據。
5、讀狀態指令
R/WRS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
10 BUSY0ON/OFFREST0000
該指令是用來查詢液晶模塊內部控制器的狀態,各參量含義如下所示:
BUSY:1-內部正在工作0-正常狀態
ON/OFF:1-顯示關閉0-顯示打開
RESET:1-復位的狀態0-正常的狀態
在BUSY和RESET的狀態時,除了讀狀態指令外,其它指令均不會對液晶顯示模塊產生作用。
在對液晶顯示模塊操作之前需要查詢BUSY狀態,以確定是否可以對液晶顯示模塊來進行操作。
6、寫數據指令
R/WRS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
01 寫數據
· 讀數據指令
R/WRS DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
11 讀顯示數據
     讀、寫數據指令每每執行完一次讀、寫操作,列地址就會自動增一。必須要注意的是,進行讀操作之前,必須要有一次空讀操作,緊接著再讀才會讀出所要讀的單元中的數據。
12864點陣LCD屏軟硬件設計實例
     通過以上的學習,現在就來實際應用12864LCD屏的軟硬件設計。本實例將會在LCD上顯示如圖3所示內容:
LCD顯示狀態
圖3 模擬顯示的效果圖
     在調試之前先將顯示切換開關切換到LCD顯示狀態。
12864LCD屏
點陣LCD屏
圖4 128*64LCD實驗演示圖
硬件的原理圖
硬件原理圖
圖5 硬件原理圖
程序流程圖
軟件流程
圖6 軟件流程圖
軟件代碼
     在編寫軟件代碼之前必須要先掌握到漢字取模的方法。要得到上表之中的文字,我們可以借助取模軟件來完成。目前點陣LCD的取模軟件有很多,我們就以本開發板配套的取模軟件為例來介紹一下漢字的取模方法。
     打開取模軟件,會出現如下的顯示界面:
12864LCD屏
     在文字輸入區之中輸入文字,我們以輸入一個歡迎的“歡”字為例,了解其取模的過程。在文字輸入區中輸入“歡”后按CTRL+ENTER組合鍵后就看到“歡”字已經在模擬顯示區中顯示出來了
點陣LCD屏
     在“取模方式”之中選擇“C51格式”就可以在“點陣生成區”得到你想要的漢字“歡”的顯示代碼。
取模方式 顯示代碼
     經過以上步驟之后。一個漢字就取模成功了,在程序中只要調用這一段代碼就可以顯示出漢字“歡”了,其它漢字也可以用同樣的方法。取完要顯示的全部漢字代碼后我們就可以開始編程了。
 

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