点阵LCD的显示原理(12864).doc

点阵LCD的显示原理
     在数字电路中，所有的数据都是以0和1保存的，对LCD控制器进行不同的数据操作，可以得到不同的结果。对于显示英文操作，由于英文字母种类很少，只需要8位（一字节）即可。而对于中文，常用却有6000以上，于是我们的DOS前辈想了一个办法，就是将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，即汉字的内码。而剩下的低128位则留给英文字符使用，即英文的内码。
     那么，得到了汉字的内码后，还仅是一组数字，那又如何在屏幕上去显示呢？这就涉及到文字的字模，字模虽然也是一组数字，但它的意义却与数字的意义有了根本的变化，它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状，如英文的'A'在字模的记载方式如图1所示：

图1 “A”字模图
     而中文的“你”在字模中的记载却如图2所示：

图2 “你”字模图
12864点阵型LCD简介
     12864是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成。可完成图形显示，也可以显示8×4个(16×16点阵)汉字。
管脚号
管脚名称
LEVER
管脚功能描述
1
VSS
0
电源地
2
VDD
+5.0V
电源电压
3
V0
-
液晶显示器驱动电压
4
D/I(RS)
H/L
D/I=“H”，表示DB7∽DB0为显示数据
D/I=“L”，表示DB7∽DB0为显示指令数据
5
R/W
H/L
R/W=“H”，E=“H”数据被读到DB7∽DB0
R/W=“L”，E=“H→L”数据被写到IR或DR
6
E
H/L
R/W=“L”，E信号下降沿锁存DB7∽DB0
R/W=“H”，E=“H”DDRAM数据读到DB7∽DB0
7
DB0
H/L
数据线
8
DB1
H/L
数据线
9
DB2
H/L
数据线
10
DB3
H/L
数据线
11
DB4
H/L
数据线
12
DB5
H/L
数据线
13
DB6
H/L
数据线
14
DB7
H/L
数据线
15
CS1
H/L
H:选择芯片(右半屏)信号
16
CS2
H/L
H:选择芯片(左半屏)信号
17
RET
H/L
复位信号,低电平复位
18
VOUT
-10V
LCD驱动负电压
19
LED+
-
LED背光板电源
20
LED-
-
LED背光板电源
表1：12864LCD的引脚说明
     在使用12864LCD前先必须了解以下功能器件才能进行编程。12864内部功能器件及相关功能如下：
1. 指令寄存器(IR)
     IR是用于寄存指令码，与数据寄存器数据相对应。当D/I=0时，在E信号下降沿的作用下，指令码写入IR。
2．数据寄存器(DR)
     DR是用于寄存数据的，与指令寄存器寄存指令相对应。当D/I=1时，在下降沿作用下，图形显示数据写入DR，或在E信号高电平作用下由DR读到DB7∽DB0数据总线。DR和DDRAM之间的数据传输是模块内部自动执行的。
3．忙标志：BF
     BF标志提供内部工作情况。BF=1表示模块在内部操作，此时模块不接受外部指令和数据。BF=0时，模块为准备状态，随时可接受外部指令和数据。
     利用STATUS READ指令，可以将BF读到DB7总线，从检验模块之工作状态。
4．显示控制触发器DFF
     此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示（DISPLAY ON），DDRAM的内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示（DISPLAY OFF）。
     DDF的状态是指令DISPLAY ON/OFF和RST信号控制的。
5．XY地址计数器
     XY地址计数器是一个9位计数器。高3位是X地址计数器，低6位为Y地址计数器，XY地址计数器实际上是作为DDRAM的地址指针，X地址计数器为DDRAM的页指针，Y地址计数器为DDRAM的Y地址指针。
     X地址计数器是没有记数功能的，只能用指令设置。
     Y地址计数器具有循环记数功能，各显示数据写入后，Y地址自动加1，Y地址指针从0到63。
6．显示数据RAM（DDRAM）
     DDRAM是存储图形显示数据的。数据为1表示显示选择，数据为0表示显示非选择。DDRAM与地址和显示位置的关系见DDRAM地址表。
7．Z地址计数器
     Z地址计数器是一个6位计数器，此计数器具备循环记数功能，它是用于显示行扫描同步。当一行扫描完成，此地址计数器自动加1，指向下一行扫描数据，RST复位后Z地址计数器为0。
     Z地址计数器可以用指令DISPLAY START LINE预置。因此，显示屏幕的起始行就由此指令控制，即DDRAM的数据从哪一行开始显示在屏幕的第一行。此模块的DDRAM共64行，屏幕可以循环滚动显示64行。
12864LCD的指令系统及时序
     该类液晶显示模块（即KS0108B及其兼容控制驱动器）的指令系统比较简单，总共只有七种。其指令表如表2所示：
指令名称
控制信号
控制代码
R/W
RS
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
显示开关
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1/0
显示起始行设置
0
0
1
1
X
X
X
X
X
X
页设置
0
0
1
0
1
1
1
X
X
X
列地址设置
0
0
0
1
X
X
X
X
X
X
读状态
1
0
BUSY
0
ON/OFF
RST
0
0
0
0
写数据
0
1
写数据
读数据
1
1
读数据
表2：12864LCD指令表
各功能指令分别介绍如下。
· 显示开/关指令
R/WRS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00
00111111/0
当DB0＝1时，LCD显示RAM中的内容；DB0＝0时，关闭显示。
2、显示起始行（ROW）设置指令
R/WRS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00
11显示起始行（0～63）
该指令设置了对应液晶屏最上一行的显示RAM的行号，有规律地改变显示起始行，可以使LCD实现显示滚屏的效果。
3、页（PAGE）设置指令
R/WRS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00
10111页号（0～7）
显示RAM共64行，分8页，每页8行。
4、列地址（Y Address）设置指令
R/WRS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00
01显示列地址（0～63）
设置了页地址和列地址，就唯一确定了显示RAM中的一个单元，这样MPU就可以
用读、写指令读出该单元中的内容或向该单元写进一个字节数据。
5、读状态指令
R/WRS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
10
BUSY0ON/OFFREST0000
该指令用来查询液晶显示模块内部控制器的状态，各参量含义如下：
BUSY：1-内部在工作0-正常状态
ON/OFF：1-显示关闭0-显示打开
RESET：1-复位状态0-正常状态
在BUSY和RESET状态时，除读状态指令外，其它指令均不对液晶显示模块产生作用。
在对液晶显示模块操作之前要查询BUSY状态，以确定是否可以对液晶显示模块进行操作。
6、写数据指令
R/WRS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
01
写数据
· 读数据指令
R/WRS
DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
11
读显示数据
     读、写数据指令每执行完一次读、写操作，列地址就自动增一。必须注意的是，进行读操作之前，必须有一次空读操作，紧接着再读才会读出所要读的单元中的数据。
12864点阵型LCD软硬件设计实例
     通过以上学习，现在就来实际应用12864LCD的软硬件设计。本实例将在LCD上显示如图3所示内容：

图3 模拟显示效果图
     在调试前先将显示切换开关切换到LCD显示状态。

图4 128*64LCD实验演示图
硬件原理图

图5 硬件原理图

程序流程图

图6 软件流程图
软件代码
     在编写软件代码之前必须要先掌握汉字取模的方法。要得到上表中的文字，我们可以借助取模软件来完成。目前点阵LCD的取模软件有很多，我们以本开发板配套的取模软件为例来介绍一下汉字的取模方法。
     打开取模软件出现如下显示界面：

     在文字输入区中输入文字，我们以输入一个欢迎的“欢”字为例，了解其取模过程。在文字输入区中输入“欢”后按CTRL+ENTER组合键后就看到“欢”字已经在模拟显示区显示出来了

     在“取模方式”中选择“C51格式”就可以在“点阵生成区”得到你要的汉字“欢”的显示代码。

     经过以上步骤后一个汉字就取模成功了，在程序中只要调用这段代码就可显示出汉字“欢”了，其它汉字也用同样的方法。取完要显示的全部汉字代码后我们就可以编程了。