液晶顯示控制器T6963C與單片機(jī)的接口及編程

引言
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)，正在測(cè)量及控制領(lǐng)域被廣泛地推廣和應(yīng)用。液晶顯示器按其功能可分為筆段式和點(diǎn)矩陣式兩種。后者又可以分成字符點(diǎn)陣式和圖形點(diǎn)陣式，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)單介紹一下液晶顯示模塊與CPU的接口以及軟件編程問題。

圖1 內(nèi)置T6963C的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊原理圖

圖2 接口部分硬件原理圖

圖3 非自動(dòng)寫命令/數(shù)據(jù)流程圖

圖4 非自動(dòng)讀數(shù)據(jù)流程圖

圖5 自動(dòng)寫數(shù)據(jù)程序流程圖

圖6  漢字顯示流程圖

T6963C及其構(gòu)成的
液晶顯示模塊
T6963C 是圖形點(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。字符字體可由硬件或軟件設(shè)置，字體有4 種：5×8、 6×8 、7×8、8×8。
在內(nèi)置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、寬度等。內(nèi)置T6963C 的單屏點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。
此模塊的初始化設(shè)置一般由管腳設(shè)置完成，所以初始化時(shí)，由軟件編寫的指令就集中在顯示功能的設(shè)置上。T6963C的指令可帶一個(gè)、兩個(gè)參數(shù)，或無參數(shù)。若指令中含有參數(shù)，則每條指令執(zhí)行時(shí)均須先送入?yún)?shù)，再送入指令代碼。由于狀態(tài)位作用不一樣，因此執(zhí)行不同指令必須檢測(cè)不同狀態(tài)位。
液晶顯示模塊與單片機(jī)的接口電路
在本例中以80C320為CPU。另外，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PSD813F1連接的。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。不僅功能比較強(qiáng)大，通過PSD還可以連接其他的器件和模塊，比如數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤等，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及A8~A15與PSD813F1的AD0~AD15連接起來，由PSD的PB口輸出信號(hào)來片選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，其B端B0~B7的輸出連接到液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)輸入端DO0~DO7。接口電路如圖2所示。

軟件設(shè)計(jì)
狀態(tài)位檢測(cè)與數(shù)據(jù)/指令讀寫程序
在本例中，采用C語言來編程。
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)、寫指令及讀寫數(shù)據(jù)的過程，因此可把它們編寫成通用的函數(shù)，以便隨時(shí)調(diào)用。液晶顯示控制器T6963C的狀態(tài)位從低到高分別是STA0~STA7。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，通過判斷決定下一步的操作。
數(shù)據(jù)/指令的讀寫程序
讀寫數(shù)據(jù)和命令可以分為自動(dòng)和非自動(dòng)兩種情況。由于非自動(dòng)寫命令或數(shù)據(jù)的步驟基本類似，均是在檢測(cè)狀態(tài)字的STA0和STA1兩位是否準(zhǔn)備好的情況下來決定寫命令或數(shù)據(jù)到輸出口，這里就把非自動(dòng)寫命令或數(shù)據(jù)流程圖綜合在一起，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)的，然后將此數(shù)據(jù)返回，以便于別的程序調(diào)用。圖5是自動(dòng)寫數(shù)據(jù)的程序流程圖，它僅需要檢測(cè)狀態(tài)字的STA3即可。當(dāng)然，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)在本例中用的較少，其流程圖在此省略。
模塊化設(shè)計(jì)
鑒于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、漢字顯示等幾個(gè)模塊。
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)是兩個(gè)不同性質(zhì)的使用區(qū)域，是本設(shè)計(jì)使用的重點(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。對(duì)T6963C初始化時(shí)，在關(guān)閉顯示后應(yīng)該先確定采用哪種方式進(jìn)行顯示(文本/圖形)，再來設(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。此后可選擇光標(biāo)的形狀，繼而進(jìn)行顯示開關(guān)設(shè)置。               
英文顯示模塊                                                       
英文顯示模塊程序編制的任務(wù)是把欲顯示的字符代碼送入和行列位置對(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)往LCD的數(shù)據(jù)口送入顯示數(shù)據(jù)即可。
漢字顯示模塊                                                         
本設(shè)計(jì)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，而要顯示漢字則要建立漢字字模。其建立方法有多種，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)漢字有一個(gè)對(duì)應(yīng)的順序號(hào)，該順序號(hào)以變量HZH表示。圖6是漢字顯示的程序流程。
結(jié)語
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)過程的動(dòng)態(tài)顯示。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。