圖形點(diǎn)陣LCD液晶模塊顯示界面的可視化編程方案與實(shí)踐

隨著圖形點(diǎn)陣LCD液晶顯示模塊在各行各業(yè)的逐步使用，使得人機(jī)界面變得越來(lái)越直觀，尤其對(duì)于國(guó)內(nèi)大多數(shù)需要有漢字和圖形顯示的用戶來(lái)說(shuō)，顯示界面的友好與否，將直接影響到其產(chǎn)品的形象和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，但一般涉及有關(guān)圖形點(diǎn)陣液晶模塊顯示界面開(kāi)發(fā)的技術(shù)人員由于缺乏經(jīng)驗(yàn)而往往感到力不從心，尤其當(dāng)用戶的控制電路資源非常缺乏的條件下（如家用電器），圖形點(diǎn)陣液晶模塊則更是望塵莫及，而市面上所能見(jiàn)到的仍是那些“不顧客戶死活而又自認(rèn)清高”的傳統(tǒng)型液晶顯示模塊，雖然其成本已經(jīng)降到普遍能接受的地步，但還是因其控制方法的特殊性和復(fù)雜性嚴(yán)重阻礙液晶顯示器的推廣應(yīng)用。
針對(duì)目前的這種狀況，深圳聯(lián)合電子有限公司開(kāi)發(fā)出一種圖形點(diǎn)陣液晶模塊，將LCD所有的底層操作集成于模塊內(nèi)的MCU中，這樣其控制就變得極為容易，占用戶資源最少，并且所有顯示界面的編輯及調(diào)試全部在電腦上獨(dú)立完程，整個(gè)過(guò)程一目了然，極大地方便用戶編寫(xiě)顯示界面的控制軟件，從而也提高了LCD液晶顯示模塊在產(chǎn)品中的附加值。
可視化編程LCD模組技術(shù)特性：
1．模塊顯示點(diǎn)陣數(shù)（分辨率）128X64，192X64，256X64三種可選；
2．內(nèi)含高速M(fèi)CU及64KB用戶顯示資料現(xiàn)場(chǎng)可編程FLASH；
3．標(biāo)準(zhǔn)RS232串行通訊控制，只占用戶兩根口線，小馬拉大車(chē)成為可能；
4．配備仿真調(diào)試軟件，在電腦上獨(dú)立完成顯示界面的編輯，資料下載，仿真調(diào)試；
5．簡(jiǎn)單又豐富的控制命令使模塊顯示的控制易如控制一只LED；
6．用戶可隨時(shí)改寫(xiě)顯示資料，現(xiàn)場(chǎng)編程易如反掌，顯示界面無(wú)限升級(jí)；
7．模塊提供忙信號(hào)輸出，以檢測(cè)模塊狀態(tài);
用戶首先在電腦上完成LCD顯示界面的編輯，資料下載及仿真調(diào)試工作，所配仿真調(diào)試軟件可使用戶方便的進(jìn)行上述工作，在硬件上除可視化編程LCD模組之外還配有一塊電腦RS232電平轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)接板，此板負(fù)責(zé)模塊與電腦聯(lián)接和對(duì)模塊的供電，模塊與電腦聯(lián)接圖示如下。

圖1 模塊與電腦的聯(lián)接
將所配仿真調(diào)試軟件Visual LCM1.0安裝在電腦上(運(yùn)行附帶軟盤(pán)中INSTALL.BAT)，安裝前注意要先將電腦里正在運(yùn)行且占用串口的程序關(guān)閉，安裝完畢屏幕上即出現(xiàn)如下軟件主界面：

圖2 仿真調(diào)試軟件主畫(huà)面
當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到某可操作對(duì)象上停留一會(huì)兒，就會(huì)有相應(yīng)的操作提示，建議操作前請(qǐng)先將各功能瀏覽一遍，以便先對(duì)操作有個(gè)感性認(rèn)識(shí)。
在模塊與電腦聯(lián)接之前，用“圖文編輯”將LCD預(yù)顯示位圖畫(huà)好存檔，注意所作位圖必需是黑白的單色位圖且需旋轉(zhuǎn)270度，將畫(huà)好的位圖通過(guò)“添加”一一列入“下載位圖排序”中，把模塊設(shè)為編程模式（JP1選擇）與電腦由RS232轉(zhuǎn)換板相接并通電，在“串口選擇”中選好模塊所接串口，用“狀態(tài)測(cè)試”檢查連線和串口號(hào)及電源是否正常，若聯(lián)機(jī)成功，模塊資料下載界面則顯示“聯(lián)機(jī)測(cè)試OK!”，同時(shí)主畫(huà)面中“下載資料”激活，點(diǎn)擊后電腦將排序列表中的位圖按序號(hào)由小到大一一下載到模塊內(nèi)FLASH中，下載時(shí)間與列表中位圖總和大小成正比，結(jié)束時(shí)模塊顯示“下載資料OK!”，此時(shí)將模塊斷電，設(shè)其為正常模式再加電，用“狀態(tài)測(cè)試”告電腦模塊此時(shí)已為正常模式，通過(guò)點(diǎn)擊“瀏覽資料”可在LCD屏上以點(diǎn)（00，00）為頂點(diǎn)一一觀察剛剛下載的所有位圖，且順序與排序列表中的相同，也可直接點(diǎn)擊排序列表中的位圖進(jìn)行瀏覽，所有位圖無(wú)誤后，可進(jìn)行LCD顯示界面的仿真調(diào)試。
LCD顯示界面的生成用六種命令來(lái)實(shí)現(xiàn)，在主畫(huà)面的“發(fā)送命令”下邊的命令列表框中羅列出這六種命令的含義及語(yǔ)法規(guī)則，若輸入錯(cuò)誤的命令將會(huì)提示錯(cuò)誤信息，命令及各參數(shù)說(shuō)明如下：
表1 命令功能說(shuō)明
命 令 格 式 功 能 說(shuō) 明
BMPnxy 在以點(diǎn)（x，y）為頂點(diǎn)處顯示位圖n
CLR 清除屏上所有顯示
CLSxywh 清除以點(diǎn)（x，y）為頂點(diǎn)，寬w高h(yuǎn)的距形
INVxywh 反色以點(diǎn)（x，y）為頂點(diǎn)，寬w高h(yuǎn)的距形
SDTxy （CDTxy） 在點(diǎn)（x，y）處畫(huà)點(diǎn)（在點(diǎn)（x，y）處滅點(diǎn)）

表2 命令參數(shù)說(shuō)明
參數(shù) 取值范圍 含義 進(jìn)制 舉例
n 0=x 0=y 0=w 0h 0各參數(shù)在128X64LCD顯示屏上圖示如下：

圖3 命令參數(shù)在128X64模塊顯示屏上示意
在主畫(huà)面的“發(fā)送命令”左邊的命令輸入框中輸入正確的命令后點(diǎn)擊“發(fā)送命令”，此時(shí)LCD屏上會(huì)有相應(yīng)的顯示動(dòng)作，若在調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)要修改某位圖時(shí)可以用“圖文編輯”
重新修改后按前述步驟再一次下載位圖，直到對(duì)顯示界面滿意為止。
最終要將模塊脫離電腦通過(guò)模塊上的SIO接入用戶控制電路中運(yùn)行，SIO定義如下：
PIN1：模塊背光電極1（LED背光時(shí)為負(fù)極，EL背光時(shí)為交流驅(qū)動(dòng)電極1）；
PIN2：模塊背光電極2（LED背光時(shí)為直流正5伏，EL背光時(shí)為交流驅(qū)動(dòng)電極2）；
PIN3，PIN5：模塊邏輯電源地；
PIN4：模塊邏輯電源直流正5伏；
PIN6：模塊內(nèi)MCU外部復(fù)位，高有效，防死機(jī)時(shí)用；
PIN7：模塊忙信號(hào)，低為忙，高為閑；
PIN8：模塊顯示控制命令串行輸入，通訊協(xié)議為(9600,n,8,1),即9600波特率，無(wú)校驗(yàn)位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位。
現(xiàn)舉例說(shuō)明模塊如何與單片機(jī)AT89C2051接口，為保證波特率的準(zhǔn)確，建議AT89C2051用11.0592MHz的晶體，聯(lián)接圖示如下：

圖4 單片機(jī)AT89C2051與模塊128X64的聯(lián)接
在編寫(xiě)單片機(jī)AT89C2051的控制軟件時(shí)需注意以下事項(xiàng)：
1．串行口模式設(shè)為模式1（1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位）；
2．波特率設(shè)為9600（TH1=TL1=0FDH，SMOD=0;TH1=TL1=0FAH，SMOD=1）；
3．在發(fā)送命令之前需檢測(cè)模塊為閑態(tài)（PIN7=1）,否則所發(fā)的命令可能失效；
4．串口發(fā)送的必須是完整命令的ASCII碼，如命令“BMP0B0C0D”，實(shí)際由串口發(fā)送的內(nèi)容是“424D50304230433044”，順序?yàn)椤癇->M->P->0->B->0->C->0->D”；
5．在每條命令末尾還要加上命令結(jié)束碼“0D”，以表明命令結(jié)束。
6．若單片機(jī)AT89C2051的串口已被占為他用，那么用一根口線來(lái)摸擬生成一個(gè)軟串口即可。
7．模塊SIO接口中PIN6的作用是當(dāng)模塊內(nèi)MCU由于干擾死機(jī)時(shí)，用戶控制電路可強(qiáng)行外部復(fù)位，使模塊脫離死機(jī)狀態(tài)，判斷模塊是否死機(jī)可通過(guò)向其發(fā)送正確的顯示命令后，PIN7電平是否有變化來(lái)得知，實(shí)際上模塊在完成每條命令內(nèi)部操作后即進(jìn)入睡眠狀態(tài)，死機(jī)的機(jī)率是極低的。在下面的軟件中未考慮死機(jī)的情況。

用MCS-51匯編語(yǔ)言編寫(xiě)簡(jiǎn)單的顯示控制源程序如下（實(shí)際運(yùn)行已通過(guò)）：
BUSY BIT P3.0 ;定義忙信號(hào)口線，當(dāng)然也可定義為其他口線
X_V EQU 30H ;定義各參數(shù)單元
Y_V EQU 31H
NUBER EQU 32H
WIDTH EQU 33H
HIGHT EQU 34H
REG_ASC_XH EQU 35H ;定義參數(shù)x高位ASCII碼單元
REG_ASC_XL EQU 36H ;定義參數(shù)x低位ASCII碼單元
REG_ASC_YH EQU 37H ;定義參數(shù)y高位ASCII碼單元
REG_ASC_YL EQU 38H ;定義參數(shù)y低位ASCII碼單元
REG_ASC_NH EQU 39H ;定義參數(shù)n高位ASCII碼單元
REG_ASC_NL EQU 3AH ;定義參數(shù)n低位ASCII碼單元
REG_ASC_WH EQU 3BH ;定義參數(shù)w高位ASCII碼單元
REG_ASC_WL EQU 3CH ;定義參數(shù)w低位ASCII碼單元
REG_ASC_HH EQU 3DH ;定義參數(shù)h高位ASCII碼單元
REG_ASC_HL EQU 3EH ;定義參數(shù)h低位ASCII碼單元
ORG 00H ;程序開(kāi)始
AJMP MAIN
ORG 30H
MAIN:
MOV SP,#60H ;設(shè)堆棧指針
LCALL INIT_SIO ;初始化串口
MOV X_V, #0CH ;在x=12,y=13為頂點(diǎn)處顯示位圖11
MOV Y_V, #0DH
MOV NUBER, #0BH
LCALL ORDER_BMP ;發(fā)送位圖顯示子程，其它命令類(lèi)似
AJMP $ ;觀察LCD顯示屏
INIT_SIO:
MOV SCON,#50H ;串行口:方式1
MOV TMOD,#21H ;定時(shí)器T1為波特率發(fā)生器，方式2
MOV TH1,#0FDH ;波特率=9600, Fosc=11.0592MHz
MOV TL1,#0FDH ;SMOD=0
SETB TR1 ;啟動(dòng)T1
RET
ORDER_BMP: MOV A,X_V
MOV R0, #REG_ASC_XH
LCALL H_ASC ;將參數(shù)x轉(zhuǎn)換為兩個(gè)字節(jié)的ASCII碼
MOV A,Y_V
MOV R0, #REG_ASC_YH
LCALL H_ASC ;將參數(shù)y轉(zhuǎn)換為兩個(gè)字節(jié)的ASCII碼
MOV A,NUBER
MOV R0, #REG_ASC_NH
LCALL H_ASC ;將參數(shù)n轉(zhuǎn)換為兩個(gè)字節(jié)的ASCII碼
LCALL BUSY_CK ;檢測(cè)模塊狀態(tài)
MOV A, #“B” ;先發(fā)送命令碼BMP的ASCII碼
MOV SBUF, A
JNB TI, $
CLR TI
MOV A,#“M”
MOV SBUF, A
JNB TI, $
CLR TI
MOV A, #“P”
MOV SBUF, A
JNB TI, $
CLR TI
MOV R0, #REG_ASC_NH
LCALL SEND_CS ;發(fā)參數(shù)n的ASCII碼
MOV R0, #REG_ASC_XH
LCALL SEND_CS ;發(fā)參數(shù)x的ASCII碼
MOV R0, #REG_ASC_YH
LCALL SEND_CS ;發(fā)參數(shù)y的ASCII碼
MOV A,#0DH
MOV SBUF, A ;發(fā)送命令結(jié)束標(biāo)志“0DH”
JNB TI, $
CLR TI
RET
BUSY_CK: JNB BUSY, $ ;等待模塊為閑狀態(tài)
RET
SEND_CS: MOV A,@R0
MOV SBUF, A
JNB TI, $
CLR TI
INC R0
MOV SBUF, A
JNB TI, $
CLR TI
RET
H_ASC: MOV B, A ;將一字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為兩字節(jié)的ASCII碼
ANL A, #0F0H
SWAP A
CJNE A, #9, PD_G
XY9: ADD A, #30H
TURN_LOW: MOV @R0, A
INC R0
AJMP LOW_BIT
PD_G: JC XY9
ADD A, #37H
AJMP TURN_LOW
LOW_BIT: MOV A, B
ANL A, #0FH
CJNE A, #9, PD_G1
XY_9: ADD A, #30H
TURN_LOW1: MOV @R0, A
RET
PD_G1: JC XY_9
ADD A, #37H
AJMP TURN_LOW1
END

結(jié)束語(yǔ)：對(duì)那些正準(zhǔn)備用圖形點(diǎn)陣LCD模塊來(lái)完善人機(jī)界面和提高產(chǎn)品檔次的廣大用戶來(lái)說(shuō)，我們真誠(chéng)盼望您的產(chǎn)品構(gòu)思能迅速變成實(shí)物，其實(shí)這也正是您所希望的，可視化編
程LCD模塊必然能助您一臂之力。為便于用戶了解更加詳細(xì)，特在深圳華強(qiáng)電子世界設(shè)有現(xiàn)場(chǎng)演示及用戶親自操作，歡迎來(lái)看看。技術(shù)支持：0755-3290123 張工，現(xiàn)場(chǎng)演示：深圳華強(qiáng)電子世界21B110。