圖形點(diǎn)陣LCD顯示控制研究

1 點(diǎn)陣式LCD的接口技術(shù)

單片機(jī)可以通過(guò)數(shù)據(jù)總線與控制信號(hào)直接采用存儲(chǔ)器訪問(wèn)形式、I/O設(shè)備訪問(wèn)形式控制該液晶顯示模塊。本文以AT89C51為例，他與YEJHD19264接口電路如圖1所示。單片機(jī)通過(guò)P2.6，P2.7來(lái)控制CSA，CSB列選擇驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)AT89C51用P2.1作為R/W信號(hào)控制數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)流向，用P2.0作為D/I信號(hào)控制寄存器的選擇，E信號(hào)由AT89C51的P2.4控制。電路中LCD電源控制端VO是用來(lái)調(diào)節(jié)顯示屏灰度的，調(diào)節(jié)該端的電壓，可改變顯示屏字符、圖形的顏色深淺?？梢酝ㄟ^(guò)查閱顯示屏產(chǎn)品手冊(cè)查到基本顯示時(shí)序電路和顯示驅(qū)動(dòng)程序。

2 點(diǎn)陣LCD的顯示控制技術(shù)

根據(jù)點(diǎn)陣式LCD的功能和特點(diǎn)，筆者研究了兩種應(yīng)用廣泛的控制算法，左(右)循環(huán)位移算法和翻頁(yè)算法。

2.1 左(右)循環(huán)位移算法

此算法應(yīng)用于廣告或車載報(bào)站系統(tǒng)中。如圖2所示，以左循環(huán)為例，假如一串8個(gè)漢字(16*16字模)的廣告，要在192*64點(diǎn)陣LCD上的第二行(192*64型的點(diǎn)陣顯示16*16字模時(shí)為4行12列)實(shí)行左循環(huán)顯示功能，具體算法如圖3所示。

說(shuō)明：把8個(gè)字看作為一個(gè)整體，即漢字串，并以第一個(gè)漢字的顯示坐標(biāo)作為整個(gè)漢字串的顯示坐標(biāo)，將其初始化為最右邊的坐標(biāo)值(假設(shè)廣告是從右向左移動(dòng))。接著依次向左延伸顯示8個(gè)漢字(一條廣告)，如果在顯示過(guò)程中，有一些漢字的坐標(biāo)會(huì)超過(guò)液晶屏的顯示界限，這時(shí)控制程序不顯示這些漢字，如圖2虛線小方框所示。漢字串顯示坐標(biāo)向左移一位(減1)都要判斷坐標(biāo)值是否等于-7(等于-7，則一次左移結(jié)束，重新初始化為最右邊的坐標(biāo)值，準(zhǔn)備第二輪左移;不等于-7，則本輪左移尚未結(jié)束)。

在實(shí)際應(yīng)用中，左(右)循環(huán)位移算法還可根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)行改進(jìn)和拓展，以使他的應(yīng)用更加靈活。比如要求廣告語(yǔ)是可實(shí)時(shí)更改的，即當(dāng)用戶通過(guò)串口或其他外部接口輸入新的廣告時(shí)，原來(lái)的舊廣告要被新廣告替換，這樣，算法就會(huì)更加復(fù)雜，因?yàn)槌藦V告的內(nèi)容本身的變化(字改變)，字?jǐn)?shù)也可能改變。

2.2 翻頁(yè)算法

此算法應(yīng)用于短信息的顯示系統(tǒng)中。首先必須把顯示所需的頁(yè)數(shù)計(jì)算出來(lái)，公式為：

其中：P為頁(yè)數(shù)，S為所要顯示的漢字總數(shù)，M為整屏容納漢字的最大數(shù)。

比如在顯示100個(gè)漢字時(shí)，100/46(本來(lái)除數(shù)應(yīng)該是48，但要留出兩個(gè)漢字的位置作為上下翻頁(yè)的提示符的顯示位置)，結(jié)果商是2，余數(shù)是8。這就意味著100個(gè)字分成3頁(yè)顯示，第一和第二頁(yè)都顯示46個(gè)漢字，第三頁(yè)顯示最后8個(gè)漢字。其次，還需要建立頁(yè)碼和一屏漢字的存儲(chǔ)器首地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也就是100個(gè)漢字，前46個(gè)漢字首地址對(duì)應(yīng)第一頁(yè)，接下來(lái)的46個(gè)漢字首地址對(duì)應(yīng)第二頁(yè)，剩余8個(gè)漢字對(duì)應(yīng)第三頁(yè)。因?yàn)橐粋€(gè)地址存儲(chǔ)了一個(gè)字節(jié)，而漢字內(nèi)碼由兩個(gè)字節(jié)構(gòu)成，那么，任何一屏漢字的存儲(chǔ)首地址的計(jì)算公式為：

其中：t為任何一屏漢字存儲(chǔ)首地址，T為全體漢字存儲(chǔ)首地址，M為整屏容納漢字的最大數(shù)，P為頁(yè)數(shù)。以下的算法結(jié)構(gòu)仍然以192*64點(diǎn)陣顯示器為例，整個(gè)顯示部分程序結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

說(shuō)明：根據(jù)所要顯示的頁(yè)面不同，文本把頁(yè)面顯示分為三個(gè)軟件模塊，他們分別是：首頁(yè)顯示模塊，代表第一頁(yè)漢字內(nèi)容;中間頁(yè)顯示模塊，代表非第一頁(yè)和非最后一頁(yè)的其他所有的頁(yè)面;末頁(yè)顯示模塊，代表最后一頁(yè)漢字內(nèi)容。在程序開始時(shí)，變量P作為將要顯示的頁(yè)面標(biāo)識(shí)，賦初值為1，所以在第一次進(jìn)入循環(huán)時(shí)程序進(jìn)入首頁(yè)模塊，這時(shí)根據(jù)式(2)計(jì)算本屏漢字存儲(chǔ)首地址，從而顯示第一頁(yè)內(nèi)容，同時(shí)顯示向下翻頁(yè)提示符。隨后等待外部按鍵中斷，當(dāng)有下翻頁(yè)按鍵提示到來(lái)時(shí)，要改變P值(加1)，進(jìn)入中間頁(yè)顯示模塊或末頁(yè)顯示模塊。當(dāng)程序進(jìn)入中間頁(yè)顯示模塊時(shí)，同樣根據(jù)式(2)計(jì)算本屏漢字存儲(chǔ)首地址，顯示本屏的漢字，同時(shí)顯示向上和向下翻頁(yè)提示符。隨后等待外部按鍵中斷，當(dāng)有下翻頁(yè)或上翻頁(yè)按鍵提示到來(lái)時(shí)，要改變P值(加1或減1)，并進(jìn)入上一頁(yè)顯示模塊或下一頁(yè)顯示模塊。注意：這里的上一頁(yè)顯示模塊可能仍是中間頁(yè)，而不是首頁(yè);同樣下一頁(yè)顯示模塊可能仍是中間頁(yè)，而不是末頁(yè)，具體要視總共的頁(yè)數(shù)而定。當(dāng)程序進(jìn)入末頁(yè)顯示模塊時(shí)，根據(jù)式(2)計(jì)算本屏漢字存儲(chǔ)首地址，顯示本屏漢字，同時(shí)顯示向上翻頁(yè)提示符。隨后等待外部按鍵中斷，當(dāng)有上翻頁(yè)按鍵提示到來(lái)時(shí)，要改變P值(減1)，進(jìn)入中間頁(yè)顯示模塊或首頁(yè)顯示模塊。

在實(shí)際應(yīng)用中，翻頁(yè)顯示算法可與短消息存儲(chǔ)和查閱算法，文件系統(tǒng)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)類似手機(jī)的短消息模式的顯示系統(tǒng)。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

3.1 設(shè)計(jì)思路

在設(shè)計(jì)外圍硬件時(shí)，筆者用了E2PROM存儲(chǔ)漢字庫(kù)，8 kB的外部RAM存儲(chǔ)短消息和廣告中的每個(gè)漢字漢字內(nèi)碼，再把內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成漢字庫(kù)字模首地址，然后讀取E2PROM中的字模。在外部RAM中，進(jìn)行了區(qū)域劃分：前4 kB：存儲(chǔ)已經(jīng)預(yù)處理完畢且即將顯示的短消息，可容納漢字2000個(gè)(每個(gè)漢字2 B)。接下來(lái)2 kB：存儲(chǔ)已經(jīng)預(yù)處理完畢且即將顯示的廣告，由于加入了滾動(dòng)機(jī)制，只可容納200個(gè)漢字。最后的2 kB：存儲(chǔ)串口接收來(lái)的BTYE，包括所有的解包、解碼的預(yù)處理都在這個(gè)區(qū)域進(jìn)行在這里，如之前所述，把有用信息的提取出來(lái)，提取出的漢字部分，送入短消信或廣告存儲(chǔ)區(qū)，等待顯示命令。此區(qū)域可支持2 000 B的編碼長(zhǎng)度。同時(shí)設(shè)計(jì)了4個(gè)按鍵，用于控制上下翻頁(yè)，廣告模式與消息模式之間的切換，單片機(jī)復(fù)位。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由于廣告是滾動(dòng)的，靜態(tài)圖無(wú)法描述清楚，所以這里只給出短消息顯示圖，這是中間頁(yè)顯示，左上角和右下角分別是上翻頁(yè)和下翻頁(yè)的提示符。筆者讓單片機(jī)順序提取字庫(kù)中的漢字進(jìn)行顯示。

4 結(jié) 語(yǔ)

這兩種算法已應(yīng)用于基于無(wú)線測(cè)控網(wǎng)的車載及船載短信息通信系統(tǒng)中，同時(shí)也可通過(guò)進(jìn)一步拓展算法來(lái)迎合更加復(fù)雜的系統(tǒng)需求。希望本文能為那些基于低端LCD應(yīng)用的程序開發(fā)人員提供一個(gè)解決實(shí)際問(wèn)題的思路和方法。