第十二章LCD显示硅谷芯微运用应用技术奉献

1、第十二章LCD显示硅谷芯微运用应用技术奉献 现在市面上常用的显示器有CRT、LCD、LED、等离子显示器几种。根据应用领域分类一般分为： TN-LCD，主要用于钟表、计算器、仪表、家电、数字小型点矩阵、通信及办公设备。 STN-LCD，以黑白色为主，应用集中在PDA、游戏机、翻译机、 机、 、摄影机、POS收款机、医疗器材、工业仪器显示屏等领域。 TFT-LCD，以彩色为主，应用集中在电视、TV 、计算机、导航仪等为主流，将来会渐渐取代传统之CRT显示器。根据液晶显示像素大小可分为：64*32、128*64、320*640等。根据其显示颜色有单色（黑白）、4灰阶、16灰阶、256色、4096色

2、、16位真彩色、32位真彩色等。根据控制方式可分为： 段式液晶 字符图形式液晶。 掌握12864串行和并行模式读写时序 掌握串行和并行模式的数据传输方法 理解12864显示汉字原理 理解12864显示图片原理 本章重点：本章重点：12.1 12864概述概述 我们学习是采用的LCD为STN类，像素为128*64黑白字符图形式12864液晶屏。买LCD的时候会配带相应的驱动控制器，虽然对应的驱动控制其型号很多，不过使用方法大同小异。12864有带字库的和不带字库两种，不带字库的需要自己用专用软件取模，现在市面上常用的驱动控制器都带字库。JHD529M1是一个128*64的LCD驱动控制器，可显示

3、汉字及图形。内置8192个中文汉字CGROM（16*16）、128个字符（ASCII码）HCGROM（8*16）及128*64点阵显示RAM（GDRAM）。12.1.1基本特征基本特征 低电源电压4.5-5.5V，2MHZ时钟频率，通讯方式为串并行可选，工作温度为0-55度。12.1.2显示内容显示内容 可以构成全中文人机互交图形界面。可以显示8*4行16*16点阵汉字，也可以完成图形显示。并且可以实现光标显示，画面移动，自定义字符、睡眠模式。12.1.3通信接口通信接口 并行：8位数据线DB0-DB7、3位控制线RS，R/W，E 串行：I2C接口CS，SCLK，SDA12.1.4管脚定义：管

4、脚定义：引脚号引脚名称方向功能说明1VSS-模块的电源地2VDD-模块的电源正端3V0-LCD驱动电压输入端4RS(CS)H/L并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号5R/W(SID)H/L并行的读写选择信号；串行的数据口6E(CLK)H/L并行的使能信号；串行的同步时钟7DB0H/L数据08DB1H/L数据19DB2H/L数据210DB3H/L数据311DB4H/L数据412DB5H/L数据513DB6H/L数据614DB7H/L数据715PSBH/L并/串行接口选择：H-并行；L-串行16NC空脚17/RETH/L复位 低电平有效18NC空脚19LED_A-背光源正极（LED+5V）20

5、LED_K-背光源负极（LED-OV）12.2 传输方式传输方式 向驱动控制器发送命令分为串行和并行传输，无论何种传输，他们的控制字格式都是一样的：格式11111ABC，A为读写控制，H_读，L_写；B为类型控制，H_数据，L_指令；C为0。以及指令集是相同的。指令指令指令码说明说明执行时间执行时间RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0清除显示清除显示0000000001将将DDRAM填满填满“20H”，并且设定，并且设定DDRAM的地址计数器（的地址计数器（AC）到）到“00H”4.6ms地址归位地址归位000000001X设定设定DDRAM的地址计数器（的地址计数器（AC

6、）到）到“00H”，并且将游标移到开头原点位置；这个指令，并且将游标移到开头原点位置；这个指令并不改变并不改变DDRAM的内容的内容4.6ms进入点设定进入点设定00000001I/DS指定在资料的读取与写入时，设定游标移动方向及指定显示的移位指定在资料的读取与写入时，设定游标移动方向及指定显示的移位72us显示状态开显示状态开/关关0000001DCBD=1：整体显示：整体显示ON C=1：游标：游标ON B=1：游标位置：游标位置ON72us游标或显示游标或显示移位控制移位控制000001S/CR/LXX设定游标的移动与显示的移位控制位元；这个指令并不改变设定游标的移动与显示的移位控制位元

7、；这个指令并不改变DDRAM的内容的内容72us功能设定功能设定00001DLXREXXDL=1(必须设为必须设为1) RE=1:扩充指令集动作扩充指令集动作 RE=0:基本指令集动作基本指令集动作72us设定设定CGRAM地地 址址0001AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定设定CGRAM地址到地址计数器（地址到地址计数器（AC）72us设定设定DDRAM地地址址001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定设定DDRAM地址到地址计数器（地址到地址计数器（AC）72us读取忙碌标读取忙碌标志（志（BF）和）和地址地址01BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0读取忙碌标志（

8、读取忙碌标志（BF）可以确认内部动作是否完成，同时可以读出地址计数器（）可以确认内部动作是否完成，同时可以读出地址计数器（AC）的值）的值0us写资料到写资料到RAM10D7D6D5D4D3D2D1D0写入资料到内部的写入资料到内部的RAM（DDRAM/CGRAM/IRAM/GDRAM）72us读出读出RAM的的值值11D7D6D5D4D3D2D1D0从内部从内部RAM读取资料（读取资料（DDRAM/CGRAM/IRAM/GDRAM）72us基本指令集:指令指令码说明执行时间RSRWDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0待命模式0000000001将DDRAM填满“20H”，并且设定

9、DDRAM的地址计数器（AC）到“00H”72us卷动地址或IRAM地址选择000000001SRSR=1：允许输入垂直卷动地址SR=0：允许输入IRAM地址72us反白选择00000001R1R0选择4行中的任一行作反白显示，并可决定反白与否72us睡眠模式0000001SLXXSL=1：脱离睡眠模式SL=0：进入睡眠模式72us扩充功能设定000011XREG0RE=1： 扩充指令集动作RE=0： 基本指令集动作G=1 ：绘图显示ONG=0 ：绘图显示OFF72us设定IRAM地址或卷动地址0001AC5AC4AC3AC2AC1SR=1：AC5AC0为垂直卷动地址SR=0：AC3AC0为I

10、CON IRAM地址72us设定绘图RAM地址001AC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0设定CGRAM地址到地址计数器（AC）72us 扩充指令集扩充指令集: 12.3 并行方式传输并行方式传输 LCD12864和单片机并口连接图 12.3.1 并行时序（将并行时序（将PSB接接H为并行模式）为并行模式） 1.写时序 写时序流程如图所示： RS为命令/数据选择信号，R/W为读写选择信号，E微操作驱动信号，DB0-DB7为数据总线。上图为写操作，所以R/W则表明当前进行的是写操作。DB0-DB7为单片机向JHD529M1写数据。 写时序部分程序代码：写时序部分程序代码：写指令：并口写指令时

11、注意时序，RS拉低。注意写指令时不同指令的延时时间不同。 写数据： LCDWC: ;并口写指令子程序LCALLCHK_BUSY ;以确保上一指令/数据模块已经接收处理完NOPCLRRSCLRRWSETBEMOVP2,A ;将要操作的指令通过数据口发送NOPCLRENOPRETLCDWD:;并口写数据子程序LCALLCHK_BUSY;判忙子程序NOPSETBRSCLRRWSETBEMOV P2,A ;将要写入的数据通过数据口发送CLRENOPRET读忙状态子程序：读忙状态子程序： 并行模式判忙：当R/W为H，RS为L时，驱动控制器会输出它的状态和当前地址计数器AC的值。最高位为状态位，低六位为地

12、址。CHK_BUSY:CLRRSSETBRWSETBECHK_B:NOPJBP2.7,CHK_B ;读出的AC值存放在P2口，判断最高位，为1则忙，为0则空闲。CLRE RET2.读时序读时序 读时序流程如图所示： RS为命令/数据选择信号，R/W为读写选择信号，E为操作驱动信号，DB0-DB7为数据总线。当写入命令11111100B时，R/W为H，RS为L，不需要延时，控制器会马上读出当前的AC值。然后进行判忙等操作。当发送11111110B时，R/W为H，RS为H，驱动控制器会把当前地址计数器的数据发送出来。读数据要延时72us。 读子程序：读子程序：READ:MOVP2,#1111110

13、0B;写入读命令指令NOPCLRRSSETBRWSETBEMOVA,P2;P2读出计数器AC值NOPCLRERETR12.4串行模式串行模式 LCD12864和单片机串行模式连接图（将PSB接L为串行模式，串行模式只需三根线） 串行模式写时序和读时序是一样的流程，串行口时序图如下图： 串行模式下输入11111100后，驱动控制器会输出两个字节的数据，分别为DDDD0000和0000DDDD，最高位为判忙状态位。 写指令或数据子程序：写指令或数据子程序：F_WRITE: ;按照时序写入第二个拆分的字节MOVR6,A;A为要写入的命令或者操作ANLA,#0F0H;取要发送指令或数据的高四位LCAL

14、LF_WRITEBETY;发送高四位MOVA,R6ANLA,#0FH;去要发送指令或数据的第四位SWAPALCALLF_WRITEBETY;发送低四位RETF_WRITEBETY: ; 按位发送8次，发送所要操作的指令或者数据MOVR7,#08L_WRITENEXTBIT:RLCAMOVB_SDA,CNOPNOPNOPNOPSETBB_CLKNOPNOPNOPNOPCLRB_CLKDJNZ R7,L_WRITENEXTBITRET注意注意：当模块在接受指令前，微处理必须先确认模块内部处于非忙碌状态，即读取AC最高位状态标志时，状态位需为0，方可接受新的指令；如果在送出一个指令前并不检查状态标志

15、，那么在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即是等待前一个指令确实执行完成，指令执行的时间请参考指令表中的指令说明。当有多个数据或指令要传送时，必须要等到一个指令完成执行完毕后再传送下一个指令或数据，否则，会造成指令或数据的丢失。这是因为液晶模块内部没有发送/接收缓冲区。 12.5 显示字符或者汉字显示字符或者汉字 显示资料RAM提供642个位元组的空间，最多可以控制4行16字(64个字)的中文字型显示，当写入显示资料RAM时，可以分别显示CGROM、HCGROM与CGRAM的字型；JHD529M1可以显示三种字型，分别是半宽的HCGROM字型、CGRAM字型及中文CGROM字型，

16、三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，在0000H0006H的编码中将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码达成中文字型的编码（A140D75F），各种字型详细编码如下： 1.显示半宽字型：将8位元资料写入DDRAM中，范围为02H7FH的编码。 2.显示CGRAM字型：将16位元资料写入DDRAM中，总共有0000H，0002H，0004H，0006H四种编码。 3.显示中文字形：将16位元资料写入DDRAM，范围为A1A1HF7FEH的编码作为字符显示，在控制器内有个供写入字符代码的缓存器DDRAM，你只要将要显示的中文字符代码或西文字符代码写入DDRAM，硬件将依照编码自

17、动从CGROM中选择将要显示的字型显示再屏幕上。至于是显示西文字符还是中文字符，它会自动辨别的，这和我们PC上是一样的，字符代码也完全一样。 ASCII码如表所示：字符显示时，DDRAM地址与液晶屏的位置关系见下表： 这个表上可以看出，它的地址编排很奇特，第一行到87H完了以后就跳到了第三行接着88H了，每二行也是一样的，很明显，有下面两行接在上面两行后面的迹像。例例： 要在第一行开始写个心，则应先设置DDRAM地址为80H，然后向其写入数据03H 要在第二行”单片机”三个字只需将要写入的字放入表中，通过查表写入即可。写入数据之前先写入地址，注意地址为指令操作。表中的数据写入后DDRAM会自动

18、匹配汉字。 Line1 （X坐标）80H81H82H83H84H85H86H87HLine2 （X坐标）90H91H92H93H94H95H96H97HLine3 （X坐标）88H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FHLine4 （X坐标）98H99H9AH9BH9CH9DH9EH9FH12.6 绘图显示绘图显示绘图显示RAM地址分布如图所示： 上图我们可以看出JHD529M1的LCD12864在地址的排列上是分为上、下半屏来显示的，上半屏横向的列地址（X）是07(00H-07H)，下半屏的列地址是815(08H-0fH)。而每个一地址都可写入两个字节的内容，它们是按高位在前低位在后排列的

19、。垂直方向上的地址（Y）上半屏是031(00H-1fH)，下半屏的Y地址仍是031(00H-1fH)，可以看出，它的地址排列方式还是将下半屏接在上半屏后面的，因此这块LCD12864，虽然在点阵的物理排列上是12864，但在地址排列上，它却是块25632。12.6.1绘图绘图RAM(GDRAM) 绘图显示RAM提供6432个位元组的记忆空间，最多可以控制25664点的二维也纳绘图缓冲空间，在更改绘图RAM时，先连续写入水平与垂直的坐标值，再写入两个8位元的资料到绘图RAM，而地址计数器（AC）会自动加一；在写入绘图RAM的期间，绘图显示必须关闭，整个写入绘图RAM的步骤如下： 1 关闭绘图显示

20、功能。 2 先将水平的位元组坐标（X）写入绘图RAM地址； 3 再将垂直的坐标（Y）写入绘图RAM地址； 4 将D15D8写入到RAM中； 5 将D7D0写入到RAM中； 6 打开绘图显示功能。 11.6.2图像数据处理方法图像数据处理方法 使用Image2Lcd工具可以将图像处理为对应的显示数据。1.输出数据类型应设置为C语言数组，这样可以直接得到十六进制的字节型数据。2.扫描模式可设为水平扫描模式，这样便于软件设计。3.输出灰度应该设为单色模式，因为128*64只能显示单色的图像4.最大宽度和高度应该为128*64，如果图像本身为100*50。，则无法处理成128*64的，所以在使用Image2Lcd工具之前，应该用专业的软件将图像处理成128*64大小的。5.高位在前，因为128*64驱动控制器将会显示最高位在前面。（先写入D8-D15）6.设置完了之后点击保存，即可获得图像数据。 12.7 下面程序为写字符和绘图的主程序代码：下面程序为写字符和绘图的主程序代码：R_KZZEQU50H;控制字缓冲区C_QPEQU00000001B;清除屏幕C_XSEQU00001100B;字符显示设置开C_ZLEQU00110000