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ST7920控制器系列中文字库液晶模块说明书

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72

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ST7920 控制器系列中文字库液晶模块中文说明书 版本号:20061229

ST7920 控制器系列液晶模块使用说明书

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ST7920 控制器系列中文字库液晶模块中文说明书 版本号：20061229

第一章 ST7920 控制器中文图形液晶显示模块的主要特性

ST7920 控制器系列中文图形液晶模块的软件特性主要由 ST7920 控制驱动 器决定.ST7920 同时作为控制器和驱动器，它可提供 33 路 com 输出和 64 路 seg 输出。在驱动器 ST7921 的配合下，最多可以驱动 256×32 点阵液晶.
NS实业有限公司的 ST7920 系列产品有：122×32 点阵系列、128×32 点 阵系列、144×32 点阵系列、160×32 点阵系列、128×64 点阵系列（原理即是
256×32 点阵）。

ST7920 系列产品硬件特性如下：
z 提供 8 位，4 位并行接口及串行接口可选
z 并行接口适配 M6800 时序
z 自动电源启动复位功能
z 内部自建振荡源
z 64×16 位字符显示 RAM(DDRAM 最多 16 字符×4 行，LCD 显示范围 16
×2 行）
z 2M 位中文字型 ROM（CGROM），总共提供 8192 个中文字型（16×16 点阵)
z 16K 位半宽字型 ROM(HCGROM)，总共提供 126 个西文字型（16×8 点阵）
z 64×16 位字符产生 RAM(CGRAM）
z 15×16 位总共 240 点的 ICON RAM（ICONRAM）

ST7920 系列产品软件特性如下：
z 文字与图形混合显示功能
z 画面清除功能 z 光标归位功能 z 显示开/关功能
z 光标显示/隐藏功能 z 显示字体闪烁功能 z 光标移位功能功能
z 显示移位功能
z 垂直画面旋转功能
z 反白显示功能
z 休眠模式

中文字库选择:
ST7920-0A 内建 BIG-5 码繁体中文字型库 ST7920-0B 内建 GB 码简体中文字型库 用户在选用之前务必注明.

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第二章 模块的硬件说明

1。 ST7920 与 MCU 的接口

名称
型态
电平
功能描述
并口
串口
VCC
I
—
模块电源输入(未注明为 5V）
GND
I
-
电源地
V0
I
—
对比度调节端
VEE
I
-
液晶驱动电压（或名 Vout) *
PSB
I
H/L
并口/串口选择：H 并口; L 串口＊*
RST
I
H/L
复位信号,低有效
RS(CS)
I
H/L
寄存器选择端： H 数据； L 指令
片选，低有效
R/W(SID）
I
H/L
读/写选择端: H 读 ； L 写
串行数据线
E(SCLK)
I
H/L
使能信号
串行时钟输入
DB0-DB3
I/O
H/L
数据总线低四位
空接
DB4-DB7
I/O
H/L
数据总线高四位，4 位并口时空接
空接
A
I
—
背光正（或名 LEDA、BLA）
K
I
—
背光负 (或名 LEDK、BLK)

* 并非所有的模块都有 VEE 脚，参考第二章第 3 部分
＊* 详见第二章第 5 部分

2。 电气特性：（测试条件 Ta=25，Vdd=5.0±10％）

1）输入高电平(Vih)：0.7Vdd~Vdd
2)输入低电平(Vil）： 0。6Vmax
3）输出高电平(Voh): 0。8Vdd～Vdd
4）输出低电平（Vol）： 0.4Vmax
5）模块工作电流： 1。14~1。18mA (不含背光）
6）侧白光工作电流: -—

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3. 汉升 ST7920 系列产品接口表:

12232-9
HS12832—2
12864—12
HS12864-15
HS12864-19
12864G
16032A
1
GND
GND
GND
GND
GND
LEDK
GND
2
VCC
VCC
VCC
VCC
VCC
LEDA
VCC
3
V0
V0
V0
V0
V0
GND
V0
4
RS
RS
RS
RS
RS
VCC
RS
5
R/W
R/W
R/W
R/W
R/W
NC
R/W
6
E
E
E
E
E
RS
E
7
DB0
DB0
DB0
DB0
DB0
R/W
DB0
8
DB1
DB1
DB1
DB1
DB1
E
DB1
9
DB2
DB2
DB2
DB2
DB2
DB0
DB2
10
DB3
DB3
DB3
DB3
DB3
DB1
DB3
11
DB4
DB4
DB4
DB4
DB4
DB2
DB4
12
DB5
DB5
DB5
DB5
DB5
DB3
DB5
13
DB6
DB6
DB6
DB6
DB6
DB4
DB6
14
DB7
DB7
DB7
DB7
DB7
DB5
DB7
15
LEDA
PSB
PSB
PSB
PSB
DB6
PSB
16
LEDK
NC
NC
NC
NC
DB7
RST
17
-
RST
RST
RST
RST
PSB
Vout
18
-
NC
NC
Vout
Vout
RST
LEDA
19
-
LEDA
LEDA
BLA
LEDA
Vout
LEDK
20
-
LEDK
LEDK
BLK
LEDK
V0
NC＊

* NC 为空脚

4。 LCD 驱动电压即对比度调节电路

ST7920 内带倍压电路，生成 2 倍于 VCC 的电压。倍压通过 Vout 脚引出， 通过电位器调节后，从 V0 引回模块用来驱动 LCD。直接驱动 LCD 的是 V0，
V0 电压越高，对比度越深。通过调节电位器来调节 V0 值以改变对比度。 某些模块没有 Vout 脚。Vout 电压直接通过降压处理供给 V0。对比度已经锁
定。如果一定要调节对比度,可以通过 V0 对地接一可调电阻，拉低 V0 值。 特别提出 12864-12 的 LCD 驱动电压为 5V,部分产品没有配置倍压电路,
而是 V0 直接接 VCC,用作 LCD 驱动，对比度不可调。

VOUT 33
CAP3M 34
CAP1P 35
CAP1M 37
CAP2P 38
CAP2M 39

+
4.7uF

+
4.7uF V0

ST7920
VOUT


20K

4

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5。 PSB 电路

PSB 接高时选择并口，接低时选择串口。模块上一般都有跳线方式将 PSB 接高或接低，用户可以不再处理 PSB 脚（用户事先需声明是用并口还是串口）. 也可以选择不在模块上处理，而由客户自己选择并口还是串口.
特别说明：12232—9 没有将 PSB 引出，只能在模块上处理;
16032A 模块上不可处理 PSB 脚，只能由用户自己处理。

6。 原理简图

1) 122×32 系列原理简图

VDD VSS V0
VOUT
DB0-DB7
RS(CS）
RST
E(SCLK）
RW（SID）
PSB


LCD Controller

ST7920
OR Eqv

32COM


58SEG

ST7921
OR Eqv

64SEG
LCD PANEL
122X32 dots

LEDA
LEDK

LED Backlight

2) 128×32 系列原理简图

VDD VSS V0
VOUT
DB0-DB7
RS（CS）
RST
E（SCLK）
RW（SID）
PSB


LCD Controller

ST7920
OR Eqv

32COM


80SEG

ST7921
OR Eqv

64SEG
LCD PANEL
144X32 dots

LEDA
LEDK

LED Backlight

5

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3） 144×32 系列原理简图

VDD
VSS
V0
VOUT
DB0—DB7
RS(CS）
RST
E（SCLK）
RW（SID）
PSB


LCD
Controller

ST7920
OR Eqv

32COM


64SEG

ST7921
OR Eqv

64SEG
LCD PANEL
128X32 dots

LEDA
LEDK

LED Backlight

4) 160×32 系列原理简图

VDD VSS V0


32COM


LCD PANEL
160X32 dots

VOUT
DB0—DB7
RS（CS)
RST
E（SCLK）
RW（SID）
PSB
LCD
Controller

ST7920
OR Eqv

64SEG

96SEG

ST7921
OR Eqv

LEDA
LEDK

LED Backlight

5） 128×64 系列原理简图

VDD VSS V0
VOUT


LCD


96SEG
ST7921


32SEG

DB0-DB7
RS（CS）
RST
E（SCLK)
RW（SID）
PSB
Controller

ST7920
OR Eqv
32COM


64SEG
128X32 dots
128X32 dots

64SEG

LEDA
LEDK

LED Backlight

ST7921

6

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第三章 ST7920 内置硬件说明

1. 中文字型产生 ROM（CGROM)及半宽字型 ROM(HCGROM）

ST7920 的字型产生 ROM 通过 8192 个 16×16 点阵的中文字型，以及 126 个
16×8 点阵的西文字符，它用 2 个字节来提供编码选择，将要显示的字符的编码 写到 DDRAM 上,硬件将依照编码自动从 CGROM 中选择将要显示的字型显示再屏幕 上。

2. 字型产生 RAM(CGRAM）

ST7920 的字型产生 RAM 提供用户自定义字符生成（造字)功能,可提供 4
组 16×16 点阵的空间，用户可以将 CGROM 中没有的字符定义到 CGRAM 中。

3。 显示 RAM（DDRAM)

显示 RAM 提供 64×2 字节的空间，最多可以控制 4 行 16 字的中文字型显示。 当写入显示资料 RAM 时,可以分别显示 CGROM，HCGROM 及 CGRAM 的字型。
三种字型的选择：
1） 显示半宽字型 将一个字节的编码写入 DDRAM 中，范围是 02~7FH
2) 显示 CGRAM 字型 将 2 个字节的编码写入 DDRAM 中，共有 0000H，
0002H,0004H 及 0006H 四种编码
3） 显示中文字型 将 2 字节的编码写入 DDRAM 中，先写高 8 位,后写低 8 位范围是 A140H～D75FH(BIG5)，A1A0H~F7FFH(GB）

4. ICON RAM(IRAM）

ST7920 提供 240 点的 ICON 显示，它由 15 个 IRAM 单元组成，每个单元有

16 位,每写入一组 IRAM 时，需先写入 IRAM 地址，然后连续送入 2 个字节的数

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据，先高 8 位(D15~D8)，后低 8 位（D7~DD）。

5。 绘图 RAM

提供 64×32 个字节的空间(由扩充指令设定绘图 RAM 地址），最多可以控制
256×64 点阵的二维绘图缓冲空间，在更改绘图 RAM 是，由扩充指令设置 GDRAM 地址先垂直地址后水平地址（连续 2 个字节的数据来定义垂直和水平地址），再
2 个字节的数据给绘图 RAM（先高 8 位后低 8 位)。

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6. DDRAM 内容,CGRAM 地址以及 CGRAM 内容的对照关系

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7。 CGRAM 与中文字型的编码只能出现在 adress counter 的起始位置(见下表)

80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8A 8B 8C
H
L
H
L
H
L
H
L
H
L
H
L
H
L
H L
H
L
H
L
H
L
H
L
H
L
O
N

C
A
1
2
3
3
2
G

汉 升 液 晶 …… A
B 1 2 中 文
( 正 确 ）

汉 升 液 晶 … A B 1 2 中 文 （ 错 误 )

8。 16×8 半宽字型表

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第四章 时序

1。 8 位并口写操作时序图

2。 8 位并口读操作时序图

3. 4 位并口时序图图

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4。 串口时序图

5. 外部复位时序图

第五章 指令说明

1。 指令表 1（RE=0,基本指令集)

指 令 名 称
控制信号
控 制 代 码
执行 时间
RS
R/W
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
清除显示
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1.6 ms
地址归 0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
X
72us
进入设定点
0
0
0
0
0
0
0
1
I/D
S
72us
显示开关设置
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
72us
移位控制
0
0
0
0
0
1
S/C
R/L
X
X
72us
功能设定
0
0
0
0
1
DL
X
0/RE
X
X
72us
设定 CGRAM 地址
0
0
0
1
A5
A4
A3
A2
A1
A0
72us
设定 DDRAM 地址
0
0
1
0
A5
A4
A3
A2
A1
A0
72us

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读忙标志和地址
0
1
BF
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
72us
写显示数据
1
0
显示数据
72us
读显示数据
1
1
显示数据
72us

2。 指令表 2(RE=1，扩充指令集）

指 令 名 称
控制信号
控制代码
执行 时间
RS
R/W
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
待命模式
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
72us
卷动地址或 RAM 地
址选择
0
0
0
0
0
0
0
0
1
SR
72us
反白显示
0
0
0
0
0
0
0
1
R1
R0
72us
睡眠模式
0
0
0
0
0
0
1
SL
X
X
72us
扩充功能设定
0
0
0
0
1
DL
X
1/RE
G
0
72us
设定 IRAM 地址或
卷动地址
0
0
0
1
A5
A4
A3
A2
A1
A0
72us
设定绘图 RAM 地址
0
0
1
0
0
0
A3
A2
A1
A0
72us
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
备注:当 ST7920 在接受指令前，MCU 必须先确认 ST7920 处于非忙状态.即读取 BF＝0,才
能接受新的指令;如果在送出一条指令前不检查 BF 状态，则需要延时一段时间，以确保上 一条指令执行完毕，具体指令执行时间参照指令表。
“RE"是基本指令集与扩充指令集的选择控制位，当变更 “RE”的状态后，以后的指
令维持在最后的状态。除非再次变更“RE”的状态,否则使用相同的指令集时,不需要重新 设置“RE”.

3. 基本指令详细说明表

1）清除显示(CLEAR）
0
0
0
0
0
0
0
1

格 式
将 DDRAM 填满“20H”(空格）代码，并且设定 DDRAM 的地址计数器(AC）为
00H；更新设置进入设定点将 I/D 设为 1，游标右移 AC 加 1.

2）地址归 0（HOME）
0
0
0
0
0
0
1
X

格 式
设定 DDRAM 的地址寄存器为 00H，并且将游标移到开头原点位置；这个指 令并不改变 DDRAM 的内容.

3)进入设定点(ENTRY MODE SET） 初始值：06H
0
0
0
0
0
1
I/D
S

格 式
指定在显示数据的读取与写入时,设定游标的移动方向及指定显示的移位

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I/D＝1，游标右移，DDRAM 地址计数器（AC)加 1
I/D＝0，游标左移，DDRAM 地址计数器(AC)减 1
S：显示画面整体位移
S
I/D
功能描述
H
H
画面整体左移
H
L
画面整体右移

4）显示开关设置（DISPLAY STATUS） 初始值：08H
0
0
0
0
1
D
C
B

格 式
控制整体显示开关，游标开关,游标位置显示反白开关 D=1,整体显示开；D=0，整体显示关，但是不改变 DDRAM 内容 C=1，游标显示开；C=0，游标显示关 B=1，游标位置显示反白开，将游标所在地址上的内容反白显示;B=0，正常显
示

5）游标或显示移位控制(CURSOR AND DISPLAY SHIFT CONTORL)
初始值：0001 XXXX B （X＝0，1）
0
0
0
1
S/C
R/L
X
X

格 式
这条指令不改变 DDRAM 的内容
S/C
R/L
方向
AC 的值
L
L
游标向左移动
AC=AC—1
L
H
游标向右移动
AC=AC+1
H
L
显示向左移动，游标跟着移动
AC=AC
H
H
显示向右移动，游标跟着移动
AC=AC

6）功能设定（FUNCTION SET) 初始值:0011 X0XX B (X=0,1）
0
0
1
DL
X
0/RE
X
X

格 式
DL：8/4 位接口控制位
DL=1，8 位 MPU 接口；DL=1，4 位 MPU 接口 RE：指令集选择控制位
RE＝1，扩充指令集；RE＝0，基本指令集
同一指令的动作不能同时改变 DL 和 RE，需先改变 DL 再改变 RE 才能确 保设置正确

7）设定 CGRAM 地址
0
1
A5
A4
A3
A2
A1
A0

格 式
设定 CGRAM 地址到地址计数器（AC）,AC 范围为 00H～3FH 需确认扩充指令 中 SR＝0（卷动位置或 RAM 地址选择）

8）设定 DDRAM 地址
1
0
A5
A4
A3
A2
A1
A0

格 式
设定 DDRAM 地址到地址计数器（AC） 第一行 AC 范围 80H～8FH

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第二行 AC 范围 90H～9FH
备注：ST7920 控制器的 128×64 点阵液晶其实原理上等同 256×32 点阵,第 三行对应的 DDRAM 地址紧接第一行；第四行对应的 DDRAM 地址紧接第二行。
用户在使用行反白功能时，如果第一行反白,第三行必然反白。第二行反白， 第四行必然反白。这是正常现象。

9）读取忙标志和地址（RS=0,R/W=1)
BF
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0

格 式
读取忙标志以确定内部动作是否完成，同时可以读出地址计数器（AC)的值

10） 写显示数据到 RAM(RS=1，R/W=0)
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0

格 式
当显示数据写入后会使 AC 改变，每个 RAM（CGRAM，DDRAM,IRAM)地址都 可以连续写入 2 个字节的显示数据，当写入第二个字节时，地址计数器（AC)的 值自动加一。

11） 读取显示 RAM 数据（RS＝1，R/W＝1）
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0

格 式
读取后会使 AC 改变
设定 RAM(CGRAM，DDRAM，IRAM)地址后，先要 Dummy read 一次后 才能读取到正确的显示数据，第二次读取不需要 Dummy read,除非重新设置了
RAM 地址

4。 扩充指令详细说明表

1) 待命模式
0
0
0
0
0
0
0
1

格 式
进入待命模式，执行如何其它指令都可以结束待命模式；该指令不能改变 RAM 的内容。

2) 卷动位置或者 RAM 地址选择 初始值：02H
0
0
0
0
0
0
1
SR

格 式
当 SR＝1 时，允许输入垂直卷动地址
当 SR＝0 时，允许输入 IRAM 地址（扩充指令）及允许设定 CGRAM 地址（基 本指令）

3） 反白显示 初始值：04H
0
0
0
0
0
1
0
R0

格 式
选择 2 行中的任意一行作反白显示，并可决定反白与否。R0 初始值为 0，第 一次执行时为反白显示，再次执行时为正常显示
通过 R0 选择要作反白处理的行： R0=0 第一行, R0=1 第二行
说明：参考基本指令详细说明中的 DDRAM 地址说明

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128×64 点阵的液晶执行反白功能时实用意义不大，因为一三行连在一起，
二四行连在一起，用户对第一行执行反白显示操作时,第三行必然也反白显示.

4) 睡眠模式 初始值：0000 10XXB(X=0，1)
0
0
0
0
1
SL
0
0

格 式
SL＝1，脱离睡眠模式 SL＝0，进入睡眠模式

5) 扩充功能设定
初始值：001 DL X100 B （DL=1,8BIT 并口;DL=0,4BIT 并口 X=0，1）
0
0
1
DL
X
RE
G
X

格 式
DL：8/4 位接口控制位
DL=1，8 位 MPU 接口；DL=1,4 位 MPU 接口 RE：指令集选择控制位
RE＝1，扩充指令集；RE＝0,基本指令集 G：绘图显示控制位
G＝1,绘图显示开;G＝0，绘图显示关
同一指令的动作不能同时改变 RE 及 DL、G，需先改变 DL 或 G 再改变 RE 才 能确保设置正确

6） 设定 IRAM 地址或卷动地址
0
1
A5
A4
A3
A2
A1
A0

格 式
SR=1，A5～A0 为垂直卷动地址;SR=0,A3～A0 为 IRAM 地址

7） 设定绘图 RAM 地址

1
0
0
0
A3
A2
A1
A0
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0

格 式

设定 GDRAM 地址到地址计数器(AC)，先设置垂直位置再设置水平位置
（连续写入 2 字节数据来完成垂直与水平坐标的设置)。 垂直地址范围:AC6~AC0
水平地址范围：AC3~AC0

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ST7920 控制器系列中文字库液晶模块中文说明书 版本号:20061229

5. 初始化流程

开 电 源
显 示 开 / 关
控 制 字 0 C0 H

延 时 >4 0 m s
X R ES ET 低 - -〉高

延 时 〉 1 0 0us

功 能 设 定
控 制 字 30 H
清 除 屏 幕
控 制 字 01 H

延 时 > 1 00u s
延 时 〉1 0 m s

功 能 设 定
控 制 字 30 H
进 入 设 定 点 控 制 字 06 H

延 时 > 37u s
初 始 化 完 成

第六章 MCU 接口图

1。 并口直接访问方式

1 P1.0
2 P1.1
3 P1。2
4 P1。3
5 P1。4
6 P1。5
7 P1。6
8 P1。7
9 RESET
10 P3.0
11 P3。1
12 P3。2
13 P3。3
14 P3。4
15 P3.5
16 P3。6
17 P3。7
18 OS1
19 OS2
20 GND
89C52
VCC 40
P0.0 39 DB0
P0。1 38 DB1
P0。2 37 DB2
P0。3 36 DB3
P0。4 35 DB4
P0。5 34 DB5
P0.6 33 DB6
P0。7 32 DB7
/EA 31
ALE 30
PSEN 29
P2。7 28
P2.6 27
P2.5 26
P2。4 25
P2。3 24
P2。2 23
P2。1 22 RS
P2.0 21 R/W


DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
RS
R/W


0.1uF


DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
RS
R/W
E
RST

LCM

10K

74HC00
VCC

17

ST7920 控制器系列中文字库液晶模块中文说明书 版本号：20061229

2。 并口间接访问方式

DB0 1
DB1 2
DB2 3
DB3 4
DB4 5
DB5 6
DB6 7
DB7 8
9
RS 10
R/W 11
E 12
13
14
15
16
17
18
19
20
P1.0
P1.1
P1。2
P1。3
P1。4
P1。5
P1.6
P1.7
RESET
P3。0
P3。1
P3.2
P3.3
P3.4
P3。5
P3.6
P3.7
OS1
OS2
GND

89C52
VCC 40
P0.0 39
P0。1 38
P0.2 37
P0。3 36
P0。4 35
P0.5 34
P0。6 33
P0。7 32
/EA 31
ALE 30
PSEN 29
P2。7 28
P2.6 27
P2。5 26
P2。4 25
P2.3 24
P2。2 23
P2.1 22
P2。0 21

DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
RS R/W
E

10K

VCC

DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
RS
R/W
E
RST LCM

0。1uF

3. 串口接线图

1
2
3
4
5
6
7
8
9
CS 10
SID 11
P1。0
P1.1
P1。2
P1。3
P1.4
P1.5
P1.6
P1。7
RESET
P3。0
P3。1
VCC 40
P0。0 39
P0。1 38
P0。2 37
P0.3 36
P0.4 35
P0。5 34
P0。6 33
P0.7 32
/EA 31
ALE 30


CS
SID


DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
RS
R/W

SCLK 12
13
14
15
16
17
18
19
20
P3。2
P3.3
P3。4
P3.5
P3。6
P3.7
OS1
OS2
GND


89C52
PSEN 29
P2.7 28
P2.6 27
P2.5 26
P2.4 25
P2。3 24
P2。2 23
P2.1 22
P2.0 21
SCLK

10K

VCC
E
RST

LCM

0。1uF

18

ST7920 控制器系列中文字库液晶模块中文说明书 版本号:20061229

第七章 示例程序

1。 并口直接访问方式

; CPU 89C51 OSC=6MHZ

； RS =P2.0 OR A0

; R/W =P2。1 OR P2。0

; E =/（/WR＊/RD）

; D0～D7 = P0。0～P0。7

COMW EQU 0000H ；COMWMAND WRITE ADDRESS COMR EQU 0200H ;0000 0010 0000 0000
DAT EQU 0101H ；DATA ADDRESS

DATR EQU 0300H ；DATA READ ADDRESS DDRAM EQU 40H
TEST EQU 1EH Y