液晶顯示模塊MDLS16268C在校驗信號源設計中的應用

1引言

液晶顯示器件在科研生產、產品設計等領域正發(fā)揮著越來越重要的作用。本文介紹了一種用于校驗信號源設計的液晶顯示模塊MDLS16268C，詳細闡述了其與單片機的接口電路以及相關軟件的設計思路，借助于液晶顯示模塊，信號源向使用者提供了更為豐富的信息。

2液晶顯示模塊

液晶顯示模塊（LCDModule）又稱為LCM，是一種常見的液晶顯示器件，它將液晶顯示器件、連接件、集成電路、PCB線路板、背光源、結構件裝配在了一起，是一種商品化的部件。從市場供應和使用情況來看，可以將液晶顯示模塊分為數顯液晶模塊、點陣字符液晶模塊和點陣圖形液晶模塊三種，其中數顯液晶模塊由段型液晶顯示器件和專用集成電路組成，只能顯示數字和一些標識符號；點陣字符液晶模塊則由點陣字符液晶顯示器件和專用的行、列驅動器、控制器、連接件、結構件裝配而成，可以顯示數字和西文字符，并且其自身具有字符發(fā)生器，顯示容量較大，功能相對要豐富一些；點陣圖形液晶模塊屬于點陣模塊的一種，可以顯示連續(xù)、完整的圖形，除此之外，也可顯示字符。

在信號源設計中所使用的液晶顯示模塊MDLS16268C屬于點陣字符型液晶模塊，為香港精電公司的產品，可以顯示2行共32個字符；與外部的接口包括：DB0－DB7共8位數據總線、RS寄存器選擇信號、R／W讀／寫選擇信號、E使能信號，以及VCC和GND信號等。

3工作原理

在信號源的設計和實現過程中，以80C196KC單片機加FPGA完成主要數字電路的設計和相關功能的實現，其中，80C196KC單片機系統(tǒng)作為整個設計的核心部件完成送往各模塊控制信號的輸出，主要是送往FPGA的控制信號；同時，80C196KC單片機還用于完成鍵盤掃描以及信號源狀態(tài)、碼速率、內時統(tǒng)、工作模式、同步方式的顯示。單片機與液晶顯示模塊的連接如圖1所示，其中液晶顯示模塊與單片機的連接采用直接訪問方式，XS1為鍵盤掃描電路與單片機的接口，為方便起見，單片機80C196KC只給出了與液晶顯示模塊和鍵盤掃描電路相關的部分管腳。

在信號源設計中，為改善人機界面和解決顯示容量受限的問題，采用了液晶顯示模塊和鍵盤掃描電路。首先通過80C196KC單片機抗干擾兩維掃描方式，完成對鍵盤掃描電路（分為數字鍵、功能鍵等）中小鍵盤的識別，這其中包括碼速率、同步方式、工作模式等的設置，并將設置的內容形成統(tǒng)一的控制命令字，通過單片機的P1口經鎖存后輸出到FPGA或相應模塊，同時，通過液晶顯示模塊盡量詳細顯示所設置的內容。

4程序設計

字符型液晶顯示模塊的應用隨應用系統(tǒng)的性質而定，購買液晶顯示模塊MDLS16268C時，相應資料中提供了以8031單片機為樣機，實現計算機與液晶顯示模塊的接口電路及相應的驅動子程序等，在此基礎上，可以較容易地轉換到80C196KC單片機的應用中，在80C196KC單片機匯編程序中有關液晶顯示模塊的程序主要包括初始化子程序、讀BF和AC值子程序、寫指令代碼子程序、寫顯示數據子程序、讀顯示數據子程序等，除此之外，還包括與之密切相關的鍵盤掃描子程序和各功能鍵、數字鍵處理子程序等，其匯編程序的流程圖見圖2。

4．1液晶顯示模塊程序

4．1．1液晶顯示初始化子程序

包括設置工作方式指令代碼（8位總線、兩行顯示、5×7點陣字符）、設置輸入方式（讀寫數據后，AC自動增1，畫面不動）、設置顯示方式（顯示開關開，光標關，閃爍關）等，同時調用延時4．75ms的延時子程序，并在進入初始化子程序時首先進行清屏工作。

4．1．2讀BF和AC值子程序

從指令口讀地址CRADD中讀取BF和AC值后，將其存入指令寄存器COM中。

4．1．3寫指令代碼子程序

從指令口讀地址CRADD中讀取BF和AC值后，若BF＝0，從指令寄存器COM中讀取指令代碼并存入指令口寫地址CWADD中。

4．1．4寫顯示數據子程序

從指令口讀地址CRADD中讀取BF和AC值后，若BF＝0，從數據寄存器DAT中讀取數據并寫入數據口寫地址DWADD中；

4．1．5讀顯示數據子程序

從指令口讀地址CRADD中讀取BF和AC值后，若BF＝0，從數據口讀地址DRADD中讀取數據并存入數據寄存器DAT中。

4．2鍵盤掃描子程序

鍵盤掃描子程序是與液晶顯示程序密切相關的一個部分，因為大部分經鍵盤輸入的內容需經處理后間接或直接顯示，在此需特別說明。鍵盤掃描子程序采用抗干擾兩維掃描方式完成對4行×5列共20個計算機按鍵的鍵盤掃描電路中小鍵盤的識別，其中包括0～9的10個數字鍵、小數點、ENTER、CLEAR、RESET、START等功能鍵和設置工作模式、同步方式等其它按鍵，并最終給出所按按鍵的鍵號。

4．3按鍵處理子程序

按鍵處理子程序包括數字鍵、功能鍵和其它按鍵處理子程序，其中數字鍵處理子程序需將所鍵入數字逐一顯示在液晶顯示模塊的特定位置上，并形成控制命令字的一部分；功能鍵處理子程序主要用于完成特定功能，如ENTER、RESET、START、CLEAR等；其它按鍵處理也將進行定位顯示和形成控制命令字。

5結束語

將液晶顯示模塊MDLS16268C應用到信號源的設計中并配合鍵盤掃描電路的使用，大大改善了該設備人機界面和顯示容量受限的問題，使得使用者可以通過機箱前面板上的鍵盤隨意設置所需幀格式的信號源類型，并且可以通過觀察液晶顯示模塊上的內容確定信號源的工作狀態(tài)和工作穩(wěn)定情況。在實際使用中，為進一步多角度、多方位清晰顯示，向液晶顯示模塊提供了－5V左右的背光電源，使液晶顯示模塊工作在背光顯示的狀態(tài)下。