单片机和图形液晶显示器接口应用探讨

宋云翔++乔超++吴强

摘 要：本文主要是对两种常用的液晶显示器的使用方法及其基本原理进行分析，并对串行方式与并行方式进行比较，对单片机和图形液晶显示器接口应用进行探讨。

关键词：单片机 图形液晶显示器 接口技术 应用

液晶显示器的体积小、质量轻、功耗较低，显示信息较为丰富，与其他显示器相比较具有明显的优势，近年来在单片机所控制的电子产品及智能仪器仪表中得到广泛的应用。液晶显示器可以将其分为字符式、点阵式和段位式，早在21世纪初期，字符式和段位式只能显示简单的数字和字符，并不能显示汉字及图形曲线，点阵式的液晶显示器可以满足数字、字符、图形、汉字、曲线等多种显示要求，并可以实现屏幕动画、分区、闪烁、翻转、左右滚动等多种功能[1]。而目前随着科技水平的进步与发展，在由单片机所控制的液晶显示器中主要采用点阵式的液晶显示模块，本文重点说明了图形点阵式液晶显示器的内部结构、控制命令及单片机的接口电路。

一、图形液晶显示器的汉字显示原理

国家标准信息部所收录的图形、符号、汉字共有8431个，其中汉字有6843个，根据汉字使用频度可将其分为一级汉字和二级汉字，而根据位置可将图形符号与汉字分为94个区，每一区中都包含的字符汉字有94个，每一个汉字字符又有94位，而将位作为横坐标，区作为纵坐标，便可以得到二维坐标图，当给定一个位值和区值的情况下便可以确定出唯一的一个图形符号或汉字。例如北京中的“北”区位码为1717，而“京”区位码为3009，在区位码中前两位为区号，后两位为位号[2]。一些主要国家字母语言是由1-15区的图形符号及制表符，而16-55区的则是一级汉字，56-87区的则为二级汉字。

二、单片机和图形液晶显示器接口应用

（一）硬件设计

本文着重介绍单片机和图形液晶显示器的接口技术，液晶模块与单片机接口电路一共有两种形式，即直接访问和间接访问形式，其中单片机可以通过控制信号和数据总线对存储器进行直接访问，将数据口的PO与液晶模块数据口进行直接连接；而间接访问形式则是由MPU采用I/O设备的并行接口，对液晶模块时序进行模拟，从而对液晶显示模块进行间接控制的一种访问形式。在本次硬件电路的设计中主要采用第二种间接访问形式。以某公司W78E58为例，可以存储用户编程以及要显示的数字、字母、汉字、图形及曲线，无需拓展外部的存储器，使该以单片机控制的系统电路更加简单，在液晶显示中较为适用。但该控制系统是直接访问的形式，单片机对CSA的控制是通过低位地址A2来进行控制的，CSB是通过A3来控制的，使液晶显示屏中各区控制器都能得到有效的控制。同时A1作为R/W信号控制数据的数据流向，A0为D/I信号选择控制寄存器，W78E58的写信号WR和读信号RD合成后形成信号E[3]。在反相器后单片机复位引脚可以与液晶显示器的复位引脚相连接，在单片机上进行手动复位或是上电复位的时候，液晶显示器同时进行复位，实现了单片机对图形液晶显示器 模块的电路连接。在电路中的LCD电源控制端对显示屏的灰度进行调节，对该端电压进行调节，可以使显示屏的图形及字符的颜色深浅发生改变。

在单片机来操作液晶显示模块时可以将其分为左半屏操作和右半屏操作两个部分，通过左右半屏写指令代码并将缩写的数据子程序显示出来，在液晶显示驱动器的内部有一个标志寄存器，在BF=1的情况下则说明内部正在运行操作，不能接受外部指令和数据[4]。左右半屏在写指令子程序和写数据子程序编制过程相同，但两者的对应口地址不同。

（二）软件设计

再硬件设计的基础上，图形液晶显示器还要进行软件设计，在软件控制中才能正常的工作，软件编程可以灵活方便的显示出不同的文字。液晶显示器指令共有7条，根据其作用可以将其分为两大类，即数据读写操作指令和显示状态设置指令。在显示起始行中设置显示起始行的地址L5-L0，取值范围为1-64行；页面地址设置中将选择的页面地址为P2-P0，以0-7H作为取值范围，代表着1-8页；列地址设置中Y地址计数器的内容为C5-C0，取值范围为1-64行[5]。在显示器上是以每8点作为一个字节数据，共有128 64点，每一个点都对应显示数据RAM，同时一个点对应着一个bit，计算器在对存储器中的数据进行写入或读出代表着在显示屏中的某一点列上垂直8点行的数据，其中D0代表第一行点数据，D1代表第二行点数据，以此类推。当bit=1时，显示屏中显示黑点，当bit=0则该点消失。除此之外，在LCD指令中有diaplay ON或diaplay OFF指令，當指令为diaplay ON时，则显示出RAM数据所对应的显示画面，在diaplay OFF指令时，画面消失，但RAM中的显示数据仍然存在。

结语

近年来，在人们的日常生活中液晶显示的应用十分广泛，在多个电子产品中都加以应用，为了更好的掌握单片机对图形液晶显示模块的编程技巧与控制指令，通过对单片机和图形液晶显示器的接口应用进行探讨。在对单片机接口和液晶显示模块进行介绍的同时，采用了创新改造方案对应用中存在的问题加以解决，不仅节约了单片机的口线，还可以充分的利用系统资源，显示字符、图形、汉字等，使人机界面显得更加易读和美观。由于液晶显示模块接口大致相同，因此本文对液晶显示模块所讨论的内容与其他信号的液晶现实模块也同样适用。

参考文献

[1]纪松波，侯婷.智能液晶触摸显示终端与单片机接口的设计[J].现代电子技术，2010，12： 16-18.

[2]程秀平，刘忠超.基于单片机的VRAM型彩色液晶驱动设计[J].电子与封装，2011，01：41- 43.

[3]李大伟，王清文，陈忠考.图形点阵式液晶显示器模块EDM240128F在小型智能式测量仪器中的应用[J].气象水文海洋仪器，2002，Z1： 29-35.

[4]陈裕国.图形液晶显示器MGLS240128T与C8051F120接口的设计[J].科技广场，2007，01： 185-187.

[5]贵国庆.ME300B型51/AVR单片机学习开发系统应用实例1602液晶显示频率计[J].电子制作，2006，08：26-27.