点阵图形液晶模块课件.ppt

液晶显示器的原理,字符型液晶（1602）方法：通过向指定显示位置对应的DDRAM中写数据来显示字符。例如：在第2行第2列显示字符 a，查表5-9 可知a对应的代码为即0 x31,则可向地址0 x41中写入数据0 x31即可显示。,图1 1602的显示地址与DDRAM地址,点阵型液晶（12864）,在点阵型LCD上显示一幅图片或是字符，如上图所示，只需黑色的部分点亮，空白的点置0即可。可以将LCD看成128*64个LED灯来帮助理解。,正面图,背面图,一、12864分类,因为字符型LCD无法将汉字显示出来，所以要在显示汉字的场合一般都要用点阵型LCD。目前常用的点阵型LCD有12232、12864、240320等。本章重点介绍12864点阵液晶显示屏的基本应用。12864点阵液晶显示屏有三种控制器，分别是KS0107（KS0108）、T6963C和ST7920，三种控制器主要区别是：KS0107（KS0108）不带任何字库、T6963C带ASCII码，ST7920带国标二级字库（8千多个汉字）。本章以不带字库的KS0107（KS0108）控制器为例进行介绍。,二、12864点阵型LCD的引脚功能,三、12864点阵型LCD的内部模块结构,内部逻辑电路图,工作原理：MG12864经数据总线接收微处理器发来的指令和数据，并存入内部的指令和数据寄存器中，在这些控制指令的控制下，行、列驱动器对128x64点阵的LCD显示屏进行控制，从而实现所需信息的显示。,四、12864点阵型LCD与AT89S51单片机的接口设计,1.总线方式,总线方式也称直接控制方式，即将液晶显示模块的接口作为存储器或I/O设备直接挂在微处理器总线上，微处理器以控制存储器或I/O设备的方式操作液晶显示模块的工作。,#defineLCMCS1W_COM(*(uint8 volatile xdata*)0 x0500)#defineLCMCS1W_DAT(*(uint8 volatile xdata*)0 x0400)#defineLCMCS2W_COM(*(uint8 volatile xdata*)0 x0900)#defineLCMCS2W_DAT(*(uint8 volatile xdata*)0 x0800),#defineLCM_Wr1Command(command)LCMCS1W_COM=command/*功能：写命令子程序，所选屏为左半屏(CS1)。入口参数：command 要写入LCM的命令字*/#defineLCM_Wr2Command(command)LCMCS2W_COM=command/*功能：写命令子程序，所选屏为右半屏(CS2)。入口参数：command 要写入LCM的命令字*/#define LCM_Wr1Data(wrdata)LCMCS1W_DAT=wrdata/*功能：写数据子程序，所选屏为左半屏(CS1)。入口参数：wrdata 要写入LCM的数据*/#define LCM_Wr2Data(wrdata)LCMCS2W_DAT=wrdata/*功能：写数据子程序，所选屏为右半屏(CS2)。入口参数：wrdata 要写入LCM的数据*/,LCM_Wr1Command(LCM_DISPON);/打开显示 LCM_Wr1Command(LCM_STARTROW);/设置显示起始行为0 LCM_Wr2Command(LCM_DISPON);LCM_Wr2Command(LCM_STARTROW);,2.间接方式,间接控制就是微处理器通过自身的或系统中的并行接口与液晶显示模块连接，微处理器通过对这些接口的操作，以达到液晶显示模块的控制。,写读操作时序,void write_cmd_1(unsigned char command)/向左半屏写入命令 cs1=1;cs2=0;Di=0;RW=0;Lcd_Bus=command;delay(10);Enable=1;delay(10);Enable=0;,读操作时序,void write_data_2(unsigned char dis_data)/向右半屏写入数据 cs1=0;cs2=1;Di=1;RW=0;Lcd_Bus=dis_data;delay(0);Enable=1;delay(0);Enable=0;,五、MG12864液晶显示模块的寄存器,（1）I/O缓冲器：液晶显示模块的输入、输出缓冲器由片选信号控制。如果CS1或CS2无效，那么输人输出的数据或指令不会被执行，因此内部状态也不会改变，但是不管CS1或CS2是否处在有效状态，复位操作都可以执行。（2）输入寄存器：输入寄存器提供了与外部交换信息的输入接口，它可以方便地与多种型号的微处理器或计算机接口卡相连接。CS1或CS2有效时，由R/W和RS选择输入寄存器，从外部处理器送来的数据被写进输入寄存器，并且将它写进数据显示RAM。在E信号的下降沿将输人数据锁存，并且在内部操作时序下自动写人显示RAM。（3）输出寄存器：当CS1或CS2有效而且R/W和RS均为高电平时，控制器将显示RAM的内容送到输出寄存器，即存储在显示RAM中的数据被锁存到输出寄存器。当CS1或CS2有效，而R/W=H，RS=L时，状态数据可以被读出。,为了读取显示RAM中的内容，两步读指令是必须的。第一步，首先将显示RAM里的数据锁存至输出寄存器，第二步，外部处理器从输出寄存器读出已锁存的显示RAM内容。也就是说，要读取显示RAM的内容，必须辅助读取，但是状态读取不需要辅助读取。下表给出了RS和R/W选择输入寄存器或输出寄奇器以及所执行操作的具体功能的组合控制方式。,（4）复位状态：当RST为低电平时，液晶显示模块执行以下操作：关闭显示器，显示器初始行寄存器置0。此时只有状态读取被允许，状态复位标志出现在DB4信号线上，当DB4处于低电平时，液晶显示模块不接收任何指令。,（5）状态标志：当控制器KS0108B正在执行内部操作或没有工作时，控制器“忙”状态标志会出现在DB7信号线上。（6）显示状态的开、关控制：液晶显示模块带有一个控制LCD是否显示的触发器。当该触发器复位时，各列驱动会不受控制的全部输出，以至于不能显示所需信息，即LCD处于关状态；当该触发器置位时，各列驱动根据显示RAM的内容控制驱动输出，从而显示所需信息，即LCD处于开状态。显示状态的开、关控制可以由外部控制指令改变，当前显示状态会出现在DB5信号线上，当DB5处于低电平时，即表示LCD处于开状态。（7）显示数据RAM：液晶显示模块带有1024字节的显示RAM，它储存着液晶显示器的显示数据。RAM单元的每一位对应于显示屏上的某一个点，如某位为“1，则与该位对应的LCD液晶屏上的那一点为亮。控制器KS0108B的显示RAM是按字节寻址的，因此为了使LCD显示屏的定位与KS0108B的寻址相统一，我们将整个显示屏划分为左右两个半屏，这样每半屏是64 X 64个像素点，我们再把横向上的64个像素点编为0列63列，把纵向上的64个像素点分成8页，每页8行，这样每列的某一页的8行像索就对应了一个显示RAM单元，设置每个显示RAM单元的数据就可以控制整个显示屏的显示信息。,12864的DDRAM地址,为方便地管理显示RAM，液晶显示模块设置X地址寄存器和Y地址计数器，X地址寄存器的内容指向内部显示RAM的页地址，它没有计数功能，地址的设定由外部指令控制；Y地址计数器的内容用于确定内部显示RAM的列地址，地址由指令控制，并且当显示数据被读写操作时地址自动加1。另外它还设置有显示起始行寄存器。用于确定液晶显示屏的起始显示行位置。显示起始行外部设置指令中的DB0DB5确定了显示起始行寄存器的内容。循环改变显示起始行寄存器的内容可以用来实现液晶显示器的滚屏操作。,六、MG12864液晶显示模块的显示控制指令,1、显示开/关设置 CODE：R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0,功能：设置屏幕显示开/关。DB0=H，开显示；DB0=L，关显示。不影响显示RAM(DD RAM)中的内容。,2、设置显示起始行 CODE：R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0,功能：执行该命令后，所设置的行将显示在屏幕的第一行。显示起始行是由Z地址计数器控制的，该命令自动将A0-A5位地址送入Z地址计数器，起始地址可以是0-63范围内任意一行。Z地址计数器具有循环计数功能，用于显示行扫描同步，当扫描完一行后自动加一。,3、设置页地址 CODE：R/WD/I DB7 DB6 DB5 B4 DB3 DB2 DB1 DB0,功能：执行本指令后，下面的读写操作将在指定页内，直到重新设置。页地址就是DDRAM 的行地址，页地址存储在X地址计数器中，A2-A0可表示8页，读写数据对页地址没有影响，除本指令可改变页地址外，复位信号(RST)可把页地址计数器内容清零。,4、设置列地址 CODE：R/WD/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0,功能：DDRAM的列地址存储在Y地址计数器中，读写数据对列地址有影响，在对DDRAM进行读写操作后，Y地址自动加一。,5、状态检测 CODE：R/WD/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0,功能：读忙信号标志位(BF)、复位标志位(RST)以及显示状态(ON/OFF)。BF=H：内部正在执行操作；BF=L：空闲状态。RST=H：正处于复位初始化状态；RST=L：正常状态。ON/OFF=H：表示显示关闭；ON/OFF=L：表示显示开。,6、写显示数据 CODE：R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0,功能：写数据到DDRAM，DDRAM是存储图形显示数据的，写指令执行后Y地址计数器自动加1。D7-D0位数据为1表示显示，数据为0表示不显示。写数据到DDRAM前，要先执行“设置页地址”及“设置列地址”命令。,7、读显示数据 CODE：R/W D/I DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0,功能：从DDRAM读数据，读指令执行后Y地址计数器自动加1。从DDRAM读数据前要先执行“设置页地址”及“设置列地址”命令。,七、图片在12864上的显示,简单来说，主要分为两步：1）将一幅图片转化为一系列二进制数据2）将数据按字节（8位）写入液晶对应的DDRAM由12864的DDRAM地址可知，12864的DDRAM有128*8=1024个地址，只需将图片转化的数据按字节写入这其对应的DDRAM地址即可。,八、字符在12864上的显示,上图中，汉字为16*16点阵，ASCII码为8*16点阵，同图片一样，一个汉字（ASCII）由16*2（8*2）个字节数据组成，字符显示原理与图片一致，只需将字符代码写入相应DDRAM地址。字体大小可以根据需要改变。,小结,简而言之，无论是字符型还是点阵型LCD，其基本原理都是通过将数据写入所对应的DDRAM地址中来显示所需要的图形或是字符。12864点阵型液晶对应的DDRAM有1024个地址，当需显示的字符或图片已转为二进制数据时，确定将数据写入对应的DDRAM地址就是你所要做的工作！,一、单片机与液晶显示器的硬件连接,12864的应用,液晶显示器（12864）主要包含了以下接口：1）使能E（51的RD和WR经或非门接LCD的使能E）2）片选CS1（左半屏）、CS2（右半屏）3）命令/数据选择RS（0命令，1数据）4）读/写选择R/W（0写，1读）5）数据总线DB0DB76）负压产生和负压输入（对比度）调整7）复位RST8）电源与地和背景光电源,AT89C51与12864的硬件连接,二、软件编程,注意：程序的编写与硬件是分不开的。以上图为例，A11A8对应CS2、CS1、R/W、RS，未用的地址线为高。则当向12864的左半屏（CS1=1,CS2=0）写（R/W=0）数据（RS=1）时，总线地址为0 x11110101。即0 xF5FF。C文件中定义如下：#define WD1 XBYTE0 xF5FF定义了总线地址后，对外部地址的操作变得非常简单。如向左半屏写数据0 xFF:WD1=0 xFF,注：ABSACC.H 提供了下列方便的宏（Macro）定义。#define XBYTE(unsigned char volatile xdata*)0)定义 XBYTE 为 指向 xdata 地址空间unsigned char 数据类型的指针，指针值为0，这样，可以直接用XBYTE0 xnnnn或*(XBYTE+0 xnnnn)访问外部RAM了。,#define LCMCS1W_COM XBYTE0 xF4FF/向左半屏写命令#define LCMCS1W_DAT XBYTE0 xF5FF/向左半屏写数据#define LCMCS2W_COM XBYTE0 xF8FF/向右半屏写命令#define LCMCS2W_DAT XBYTE0 xF9FF/向右半屏写数据,程序编写的流程,1）定义所有总线地址,2）编写底层程序（写命令、写数据）,程序编写的流程,#defineLCM_Wr1Command(command)LCMCS1W_COM=command/*功能：写命令子程序，所选屏为左半屏(CS1)。入口参数：command 要写入LCM的命令字*/#defineLCM_Wr2Command(command)LCMCS2W_COM=command/*功能：写命令子程序，所选屏为右半屏(CS2)。入口参数：command 要写入LCM的命令字*/#define LCM_Wr1Data(wrdata)LCMCS1W_DAT=wrdata/*功能：写数据子程序，所选屏为左半屏(CS1)。入口参数：wrdata 要写入LCM的数据*/#define LCM_Wr2Data(wrdata)LCMCS2W_DAT=wrdata/*功能：写数据子程序，所选屏为右半屏(CS2)。入口参数：wrdata 要写入LCM的数据*/,3）LCD初始化包含开显示（0 x3F），起始行（0 xC0)，设置起始页地址（0 xB8）和Y地址（0 x40），即分别向LCD的左右半屏写命令。,void LCM_DispIni(void)uint16 i;LCM_RST=0;/复位驱动芯片 for(i=0;i500;i+);LCM_RST=1;LCM_Wr1Command(LCM_DISPON);/打开显示 LCM_Wr1Command(LCM_STARTROW);/设置显示起始行为0 LCM_Wr2Command(LCM_DISPON);LCM_Wr2Command(LCM_STARTROW);LCM_DispClr();/清屏 LCM_Wr1Command(LCM_ADDRSTRY+0);/设置页(行)地址 LCM_Wr1Command(LCM_ADDRSTRX+0);/设置列地址，即列 LCM_Wr2Command(LCM_ADDRSTRY+0);LCM_Wr2Command(LCM_ADDRSTRX+0);,初始化程序,void LCM_DispFill(uint8 filldata)uint8 x,y;LCM_Wr1Command(LCM_STARTROW);/设置显示起始行为0 LCM_Wr2Command(LCM_STARTROW);for(y=0;y8;y+)LCM_Wr1Command(LCM_ADDRSTRY+y);/设置页(行)地址 LCM_Wr1Command(LCM_ADDRSTRX);/设置列地址 LCM_Wr2Command(LCM_ADDRSTRY+y);LCM_Wr2Command(LCM_ADDRSTRX);for(x=0;x64;x+)LCM_Wr1Data(filldata);LCM_Wr2Data(filldata);,4）清屏（向DDRAM所有地址写0）显示一幅新图片前必须清屏，否则之前显示的数据仍存在于液晶上。,5）指定位置显示一个ASCII码首先将起始页地址和起始Y地址设置好，写入ASCII码的上半部分（8个字节数据）重新设置起始页地址和起始Y地址，写入ASCII码的下半部分（另8个字节数据）,注意：在对DDRAM进行读写操作后，Y地址指针自动加1，指向下一个DDRAM 单元。,6）指定位置显示汉字同显示ASCII码基本相似，只是上下部分分别有16个字节数据需要写入DDRAM。7）显示一张图片对于图片，必然从第0页第0列开始，可以一页一页（不分左右屏）显示，也可以先写左半屏后写右半屏。所谓的两种方法差别正在设置的起始页地址和Y地址的不同。,小结,12864点阵型液晶对应的DDRAM有1024个地址，无论是显示字符还是图片，灵活设置起始页地址和Y地址，可以达到想要的结果。C语言中用到总线操作必须添加头文件“absacc.h”，另如使用仿真器，需在debug中的setting里选择使用xbus（数据总线）。可使用取字模软件将字符或图片转为一系列二进制数据。,总结,理解12864是如何显示字符和图形的知晓单片机与12864的硬件连接根据硬件接线，确定所有的总线地址明白如何通过总线操作对12864进行数据与命令的交换参考12864的命令字进行软件编程学会如何使用取字模软件,带字库12864,带字库的12864的基本特性：（1）显示分辨率:12864点（就是64行，每行128个点）（2）内置汉字字库，提供8192个1616点阵汉字（12864内部有一个CGROM，内容掉电可以存储，所以汉字字库会存放在里面。满屏最多显示4*8=32个汉字）。（3）内置 128个168点阵ASCII字符（12864一次最多可以显示4*16=64个ASCII字符）。（4）通讯方式：串行、并口可选（数据写入和读出可以是以串行的方式，也可以是以并行的方式。）,所以只要我们写入指令0 x01，整个屏幕就被清空了。,LCD初始化：,一般用指令0 x0c，开显示，关闭光标,既可以控制扩展功能，又可以控制绘图显示的指令！用0X30，基本指令集,指令0X06光标右移,1.汉字显示坐标,显示汉字一屏可以显示4*8=32个16*16的汉字。实物图对照下，把地址也表到实物图上去了。,操作的具体流程：A进入基本指令模式（指令16，指令为0 x30）B写入xy地址（地址需要查上表，用指令8，也就是写入DDRAM）C写入欲写入的汉字的编码（一般定义一个数组，直接把汉字存放在里面即可，存储的时候它就是以编码的形式。例如：uchar code dis1=“南京师范大学;）例程代码：uchar code dis3=“南京师范大学;void display_hz()Uchar I;Write_comd(0 x30);/基本指令Write_comd(0 x80);/写在第一个位置上For(i=0;i8;i+)Write_da(dis3i);/把数据送到端口Delay_ms(5);/延时一会,2.ASCII显示坐标：,它的坐标和汉字的坐标是一样的，只不过一个汉字的位置可以放两个ASCII码字符。因为前者为16*16后者为16*8，这样一行可以显示16个ASCII码了。在显示一串字符穿的时候，给一个起始地址，屏幕就会依次显示出来（自动加一功能）。,操作的具体流程：A进入基本指令模式（指令16，指令为0 x30）B写入xy地址（地址需要查上表，用指令8，也就是写入DDRAM）C写入欲写入的汉字的编码（一般定义一个数组，直接把ASACII码存放在里面即可，存储的时候它就是以编码的形式。例如：uchar code dis1=SH;）,例程代码：uchar code dis2=SH;void display_ascii()Uchar I;Write_comd(0 x30);/基本指令Write_comd(0 x80);/写在第一个位置上For(i=0;i2;i+)Write_da(dis2i);/把数据送到端口Delay_ms(5);/延时一会,并行写资料到模块：,时序图：,写指令：void write_cmd(uchar cmd)lcdrs=0;/低电平表命令 lcdrw=0;/低电平表写 P0=cmd;/把命令送给P0 lcden=0;/产生一个高脉冲 delay_ms(5);lcden=1;delay_ms(5);/不用的时候把en拉低，12864不使能 lcden=0;（2）写数据：void write_dat(uchar dat)lcdrs=1;/高电平表示数据 lcdrw=0;/低电平表示写 P0=dat;/把数据送到端口 lcden=0;/产生一个高脉冲 delay_ms(5);lcden=1;delay_ms(5);lcden=0;/不用时不使能,根据这个时序图可以从12864液晶模块内部RAM中读出相应的数据，忙检测函数就是根据这个时序图写出来的。,带中文字库的128X64显示模块时应注意以下几点：欲在某一个位置显示中文字符时，应先设定显示字符位置，即先设定显示地址，再写入中文字符编码。显示ASCII字符过程与显示中文字符过程相同。不过在显示连续字符时，只须设定一次显示地址，由模块自动对地址加1指向下一个字符位置，否则，显示的字符中将会有一个空ASCII字符位置。当字符编码为2字节时，应先写入高位字节，再写入低位字节。模块在接收指令前，向处理器必须先确认模块内部处于非忙状态，即读取BF标志时BF需为“0”，方可接受新的指令。如果在送出一个指令前不检查BF标志，则在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即等待前一个指令确定执行完成。指令执行的时间请参考指令表中的指令执行时间说明。“RE”为基本指令集与扩充指令集的选择控制位。当变更“RE”后，以后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更“RE”位，否则使用相同指令集时，无需每次均重设“RE”位。,