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1.引言 隨著(zhù)電子技術(shù)的迅速發(fā)展，使得電子電路的設計日趨復雜，單片機因為具有高集成度、高穩定性和成本低廉等特點(diǎn)，因而在電子設計中得到越來(lái)越廣泛的應用。在很多場(chǎng)合需要顯示單片機系統的數據信息。一般情況下使用數碼顯示管或者CRT、彩色液晶顯示器，但是，這幾種顯示方式都各有利弊。 第一，使用數碼顯示管雖然成本低廉，但是顯示內容非常有限且單一，不能滿(mǎn)足越來(lái)越多的顯示需求; 第二，使用CRT或者彩色液晶顯示器可以顯示更多的內容，但是存在著(zhù)設計復雜化、提高設計成本和浪費資源等弊端。 因此，實(shí)際工作中迫切需要一種簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低廉，設計簡(jiǎn)單的顯示其產(chǎn)品。 2.基本原理 LC0811-SL由液晶顯示器控制器和液晶顯示器面板以及發(fā)光二極管背光三部分組成。其中液晶顯示器顯示控制器是整個(gè)顯示器的核心部分。其內部結構圖如圖1所示。 2.1 電源 液晶顯示器使用5V直流電源，電源供給示意圖如圖2所示。 2.2 管腳功能定義 LC0811-SL具有16個(gè)管腳(PIN)，具體功能定義如表1、表2所示。 2.3 寄存器 LCD控制器有2個(gè)8位寄存器，指令寄存器(IR)和數據寄存器(DR)。 指令寄存器(IR)是一個(gè)只寫(xiě)寄存器，既用于存儲指令代碼如清顯示或者光標移位，又用來(lái)存儲顯示數據RAM(DD RAM)地址或者字符發(fā)發(fā)生器RAM(CG RAM)地址。 數據寄存器(DR)是一個(gè)讀寫(xiě)寄存器，用于暫存對DD RAM或CG RAM讀/寫(xiě)的數據，數據寫(xiě)入DR是通過(guò)一個(gè)顯示控制器的內部操作自動(dòng)寫(xiě)入到DD RAM或CG RAM.同時(shí)，DR也用來(lái)存儲從DD RAM或CG RAM讀出的數據。當地址信息寫(xiě)入IR,通過(guò)一個(gè)內部操作從DD RAM或CG RAM讀出數據到DR,此時(shí)的數據傳輸完全通過(guò)讀DR來(lái)完成。執行完一個(gè)從DR的讀操作后，數據保存在DD RAM或CG RAM,下一地址送到DR,為下一個(gè)讀周期做準備，如表2所示，寄存選擇器(RS)信號決定兩個(gè)寄存器中的哪一個(gè)被選中。 2.4 忙標志(BF) 當忙標志位是1(即高)時(shí)執行一個(gè)內部操作并且下一個(gè)指令是不能被接受的。 當RS=0并且執行完一個(gè)讀操作時(shí)，忙標志位輸出到DB7,下一個(gè)指令只有在忙標志位為0(即低)時(shí)才能夠被寫(xiě)入。 2.5 地址計數器(AC) 地址計數器分配地址給D D R A M或C GRAM,當一個(gè)指令的地址寫(xiě)入IR,地址信息從IR送到AC,這個(gè)指令同時(shí)決定DD RAM或CGRAM的選擇。從DD RAM或CG RAM完成一次讀/寫(xiě)操作后，地址計數器(AC)自動(dòng)減1或者加1,當RS=0并且讀操作完成后，AC中的內容輸出到DB0DB0~DB7. 2.6 顯示數據存儲器(DD RAM) DD RAM用8位字符代碼的形式來(lái)存儲顯示數據，容量是80*8或者80字節，DD RAM不用于顯示時(shí)，可用作通用的數據R A M. DD RAM地址是用AC來(lái)設置并且用16進(jìn)制表示，這個(gè)地址計數器可以通過(guò)“Set DD RAMAddress”指令進(jìn)行寫(xiě)操作，用“Read BusFlag and Address”指令進(jìn)行讀操作。如圖3所示，在讀/寫(xiě)時(shí)，數據位DB0~DB6代表DDRAM地址，DB7為忙標志位。 2.7 字符發(fā)生器ROM(CG ROM) 字符發(fā)生器ROM(CG ROM)從8位字符代碼產(chǎn)生5×7點(diǎn)陣或者5×10點(diǎn)陣字符圖形，能夠產(chǎn)生等于192種5×7點(diǎn)陣字符圖形和32種5×10點(diǎn)陣字符圖形。 2.8 字符發(fā)生器(CG RAM) CG RAM是一個(gè)64×8位的RAM,可以對其編程自定義字符圖形，在5×7點(diǎn)陣下，可以寫(xiě)8種類(lèi)型的字符圖形，在5×10點(diǎn)陣下，可以寫(xiě)4種類(lèi)型的字符圖形�？梢允褂米址a00H~07H,從CG RAM寫(xiě)字符程序到DDRAM,不使用CG RAM存儲單元時(shí)可以用作普通的RAM. 例如：寫(xiě)一個(gè)5×7字符圖形程序到CGRAM存儲單元(如01H)步驟如下： a)用“Set DD RAM Address”指令置CGRAM指針到字符代碼01H的第一行; b)用“Read Bus Flag and Address”指令寫(xiě)自定義字符的嘴上一行; c)如果I/D位在“Entry Mode Set”命令中已經(jīng)置位，CG RAM地址自動(dòng)增加，然后，再繼續回到b)，寫(xiě)完字符的所有行; d)寫(xiě)完所有7行數據，用“Set DD RAMAddress”指令將地址計數器恢復到一個(gè)DDRAM存儲單元。 e)顯示寫(xiě)入的自定義字符，在DD RAM地址里用“Write Data to CG or DDRAM”指令顯示01H這個(gè)字符。 2.9 控制器 a)LCD控制器具有4位或者8位模式，當使用4位模式時(shí)，數據傳送使用數據位D B 4~D B 7進(jìn)行兩個(gè)4位操作，DB0~DB3不使用，在時(shí)令周期完成之前， 數據傳送兩次， 先傳送高四位(DB4~DB7的數據，假設接口數據是8位字長(cháng))，然后傳送低四位(DB0~DB3的數據，假設接口數據是8位字長(cháng))，4 位數據傳送完成后， 檢查忙標志(BF)，兩個(gè)四位操作后接著(zhù)傳送忙標志位和地址計數器的數據;b)當使用8位模式時(shí)，數據傳送使用完整的8位散居據總線(xiàn)DB0~DB7. 2.10 初始化 2.10.1 復位電路初始化 打開(kāi)電源，顯示器可以通過(guò)內部電路進(jìn)行初始化，進(jìn)入初始化后，可以開(kāi)始執行指令，直到初始化結束忙標志)(BF)位保持忙狀態(tài)，VCC電壓升高到4.5V后，忙標志(BF)保持10ms有效。 1)清顯示 2)功能設置 DL=1:8位接口操作 N=0:一行顯示 F=0:5×7點(diǎn)陣字符顯示 3)顯示開(kāi)/關(guān)控制 D=0:顯示關(guān) C=0:光標關(guān) B=0:閃爍關(guān) 4)入口模式設置 I/D=0:+1(增量模式) S=0:不顯示移位操作 如果內部電源可提供的復位時(shí)間不能滿(mǎn)足(0.1ms 2.10.2 軟件初始化 軟件初始化一般在內部電路不能滿(mǎn)足條件，無(wú)法正常初始化的情況下使用，軟件初始化流程如圖3所示。 3.應用實(shí)例 單片機系統通過(guò)數據總線(xiàn)直接與顯示器進(jìn)行連接，可以很方便的組成單片機顯示系統，基本原理圖如圖4所示。 這是一個(gè)典型的單片機顯示系統電路，具有較強的通用性，可以廣泛的應用于電子工程設計中�？紤]到使用上的方便快捷和通用性，可以把單片機系統和顯示器的接口用標準接插件進(jìn)行擴展，單片機系統部分采用插座XS1,液晶顯示器部分使用插頭XP1.這樣，使系統的通用性和簡(jiǎn)捷性得到加強。 4.結語(yǔ) 實(shí)際使用中，LC0811-SL液晶顯示器能夠為單片機系統提供良好的人機界面。由于它本身具有比較完善的字符顯示能力，可以顯示大量字符圖形，突破了普通數碼顯示管只能顯示數字和簡(jiǎn)單英文的局限性，能充分滿(mǎn)足單片機系統的數據信息的顯示。 |
