12864LCD屏的基本原理以及使用方法

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：

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：

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屏的引腳說明
     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：

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。


圖4 128*64LCD實驗演示圖
硬件的原理圖

圖5 硬件原理圖
程序流程圖

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：

     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

     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。
 
     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。