12864點陣型液晶螢幕的基本原理與使用方法(很詳細)

點陣LCD的顯示原理

     在數位電路中，所有的資料都是以0和1儲存的，對LCD控制器進行不同的資料操作，可以得到不同的結果。對於顯示英文操作，由於英文字母種類很少，只需要8位（一位元組）即可。而對於中文，常用卻有6000以上，於是我們的DOS前輩想了一個辦法，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漢字，即漢字的內碼。而剩下的低128位則留給英文字元使用，即英文的內碼。

     那麼，得到了漢字的內碼後，還僅是一組數字，那又如何在螢幕上去顯示呢？這就涉及到文字的字模，字模雖然也是一組數字，但它的意義卻與數字的意義有了根本的變化，它是用數字的各位資訊來記載英文或漢字的形狀，如英文的'A'在字模的記載方式如圖1所示：

圖1 “A”字模圖

     而中文的“你”在字模中的記載卻如圖2所示：

圖2 “你”字模圖

12864點陣型LCD簡介

     12864是一種圖形點陣液晶顯示器,它主要由行驅動器/列驅動器及128×64全點陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示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為顯示資料 D/I=“L”，表示DB7∽DB0為顯示指令資料
5	R/W	H/L	R/W=“H”，E=“H”資料被讀到DB7∽DB0 R/W=“L”，E=“H→L”資料被寫到IR或DR
6	E	H/L	R/W=“L”，E訊號下降沿鎖存DB7∽DB0 R/W=“H”，E=“H”DDRAM資料讀到DB7∽DB0
7	DB0	H/L	資料線
8	DB1	H/L	資料線
9	DB2	H/L	資料線
10	DB3	H/L	資料線
11	DB4	H/L	資料線
12	DB5	H/L	資料線
13	DB6	H/L	資料線
14	DB7	H/L	資料線
15	CS1	H/L	H:選擇晶片(右半屏)訊號
16	CS2	H/L	H:選擇晶片(左半屏)訊號
17	RET	H/L	復位訊號,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的引腳說明

     在使用12864LCD前先必須瞭解以下功能器件才能進行程式設計。12864內部功能器件及相關功能如下：

1. 指令暫存器(IR)

     IR是用於寄存指令碼，與資料暫存器資料相對應。當D/I=0時，在E訊號下降沿的作用下，指令碼寫入IR。

2．資料暫存器(DR)

     DR是用於寄存資料的，與指令暫存器寄存指令相對應。當D/I=1時，在下降沿作用下，圖形顯示資料寫入DR，或在E訊號高電平作用下由DR讀到DB7∽DB0資料匯流排。DR和DDRAM之間的資料傳輸是模組內部自動執行的。

3．忙標誌：BF

     BF標誌提供內部工作情況。BF=1表示模組在內部操作，此時模組不接受外部指令和資料。BF=0時，模組為準備狀態，隨時可接受外部指令和資料。

     利用STATUS READ指令，可以將BF讀到DB7匯流排，從檢驗模組之工作狀態。

4．顯示控制觸發器DFF

     此觸發器是用於模組螢幕顯示開和關的控制。DFF=1為開顯示（DISPLAY OFF），DDRAM的內容就顯示在螢幕上，DFF=0為關顯示（DISPLAY OFF）。

     DDF的狀態是指令DISPLAY ON/OFF和RST訊號控制的。

5．XY地址計數器

     XY地址計數器是一個9位計數器。高3位是X地址計數器，低6位為Y地址計數器，XY地址計數器實際上是作為DDRAM的地址指標，X地址計數器為DDRAM的頁指標，Y地址計數器為DDRAM的Y地址指標。

     X地址計數器是沒有記數功能的，只能用指令設定。

     Y地址計數器具有迴圈記數功能，各顯示資料寫入後，Y地址自動加1，Y地址指標從0到63。

6．顯示資料RAM（DDRAM）

     DDRAM是儲存圖形顯示資料的。資料為1表示顯示選擇，資料為0表示顯示非選擇。DDRAM與地址和顯示位置的關係見DDRAM地址表。

7．Z地址計數器

     Z地址計數器是一個6位計數器，此計數器具備迴圈記數功能，它是用於顯示行掃描同步。當一行掃描完成，此地址計數器自動加1，指向下一行掃描資料，RST復位後Z地址計數器為0。

     Z地址計數器可以用指令DISPLAY START LINE預置。因此，顯示螢幕的起始行就由此指令控制，即DDRAM的資料從哪一行開始顯示在螢幕的第一行。此模組的DDRAM共64行，螢幕可以迴圈滾動顯示64行。

12864LCD的指令系統及時序

     該類液晶顯示模組（即KS0108B及其相容控制驅動器）的指令系統比較簡單，總共只有七種。其指令表如表2所示：

指令名稱	控制訊號		控制程式碼
	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
顯示起始行設定	0	0	1	1	X	X	X	X	X	X
頁設定	0	0	1	0	1	1	1	X	X	X
列地址設定	0	0	0	1	X	X	X	X	X	X
讀狀態	1	0	BUSY	0	ON/OFF	RST	0	0	0	0
寫資料	0	1	寫資料
讀資料	1	1	讀資料

表2：12864LCD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，關閉顯示。

2、顯示起始行（ROW）設定指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00	11顯示起始行（0～63）

該指令設定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LCD實現顯示滾屏的效果。

3、頁（PAGE）設定指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00	10111頁號（0～7）

顯示RAM共64行，分8頁，每頁8行。

4、列地址（Y Address）設定指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00	01顯示列地址（0～63）

設定了頁地址和列地址，就唯一確定了顯示RAM中的一個單元，這樣MPU就可以

用讀、寫指令讀出該單元中的內容或向該單元寫進一個位元組資料。

5、讀狀態指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
10	BUSY0ON/OFFREST0000

該指令用來查詢液晶顯示模組內部控制器的狀態，各參量含義如下：

BUSY：1-內部在工作0-正常狀態

ON/OFF：1-顯示關閉0-顯示開啟

RESET：1-復位狀態0-正常狀態

在BUSY和RESET狀態時，除讀狀態指令外，其它指令均不對液晶顯示模組產生作用。

在對液晶顯示模組操作之前要查詢BUSY狀態，以確定是否可以對液晶顯示模組進行操作。

6、寫資料指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
01	寫資料

• 讀資料指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
11	讀顯示資料

     讀、寫資料指令每執行完一次讀、寫操作，列地址就自動增一。必須注意的是，進行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會讀出所要讀的單元中的資料。

12864點陣型LCD軟硬體設計例項

     通過以上學習，現在就來實際應用12864LCD的軟硬體設計。本例項將在LCD上顯示如圖3所示內容：

圖3 模擬顯示效果圖

     在除錯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

硬體原理圖

圖5 硬體原理圖

程式流程圖

圖6 軟體流程圖

軟體程式碼

     在編寫軟體程式碼之前必須要先掌握漢字取模的方法。要得到上表中的文字，我們可以藉助取模軟體來完成。目前點陣LCD的取模軟體有很多，我們以本開發板配套的取模軟體為例來介紹一下漢字的取模方法。

     開啟取模軟體出現如下顯示介面：

     在文字輸入區中輸入文字，我們以輸入一個歡迎的“歡”字為例，瞭解其取模過程。在文字輸入區中輸入“歡”後按CTRL+ENTER組合鍵後就看到“歡”字已經在模擬顯示區顯示出來了

     在“取模方式”中選擇“C51格式”就可以在“點陣生成區”得到你要的漢字“歡”的顯示程式碼。

 

     經過以上步驟後一個漢字就取模成功了，在程式中只要呼叫這段程式碼就可顯示出漢字“歡”了，其它漢字也用同樣的方法。取完要顯示的全部漢字程式碼後我們就可以程式設計