單片機(jī)如何根據(jù)LCD時(shí)序圖來寫底層驅(qū)動(dòng)

一般來說，LCD 模塊的控制都是通過 MCU 對 LCD 模塊的內(nèi)部寄存器、顯存進(jìn)行操作來最終完成的；在此我們設(shè)計(jì)了三個(gè)基本的時(shí)序控制程序，分別是：

• 寫寄存器函數(shù)（LCD_RegWrite）
• 數(shù)據(jù)寫函數(shù)（LCD_DataWrite）
• 數(shù)據(jù)讀函數(shù)（LCD_DataRead）

這三個(gè)函數(shù)需要嚴(yán)格的按照 LCD 所要求的時(shí)序來編寫，下面可以看看 MzL02 模塊時(shí)序圖：

圖 3.2 MzL02 模塊的 6800 時(shí)序示意
注意：上圖是該模塊的控制 IC 資料中的原版時(shí)序圖，其實(shí)有些示意不是太穩(wěn)妥（少標(biāo)出了RW 線信號(hào)的要求），或者說是不太嚴(yán)謹(jǐn)，不過這些不作討論，請看分析即可；而 EP 的有效觸發(fā)沿在圖中很有可能示意有誤，實(shí)測為上升沿。圖中 CS1B（CS2）的信號(hào)即為片選 CS，RS 即為數(shù)據(jù)/寄存器的選擇端口 A0 信號(hào)，E 為 EP；當(dāng)作寫入寄存器數(shù)據(jù)操作時(shí)，首先要將 A0 置低，以通知 LCD 模塊即將進(jìn)行的是對寄存器的操作；而 RW 線需要置低，以示即將要進(jìn)行的是寫入的操作；然后片選 CS 信號(hào)置低，裝載數(shù)據(jù)至總線，然后在 EP 線上產(chǎn)生一個(gè)上升沿以觸發(fā) LCD 模塊將總線上的數(shù)據(jù)最終載入；在前面的操作完成后一般都會(huì)將各個(gè)信號(hào)線的狀態(tài)恢復(fù)。而數(shù)據(jù)（顯存）寫入、數(shù)據(jù)讀出的操作時(shí)序也比較類似，這里就不多作介紹，直接參考例程即可。
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// 函數(shù): void LCD_RegWrite(unsigned char Command)
// 描述: 寫一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)至 LCD 中的控制寄存器當(dāng)中
// 參數(shù): Command 寫入的數(shù)據(jù)，低八位有效（byte）
// 返回: 無
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void LCD_RegWrite(unsigned char Command)
{
LCD_A0 = 0; //A0 置低，示意進(jìn)行寄存器操作
LCD_RW = 0; //RW 置低，示意進(jìn)行寫入操作
LCD_EP = 0; //EP 先置低，以便后面產(chǎn)生跳變沿
LCD_CS = 0; //片選 CS 置低
DAT_PORT = Command; //裝載數(shù)據(jù)置總線
LCD_EP = 1; //產(chǎn)生有效的跳變沿
LCD_CS = 1; //片選置高
}
數(shù)據(jù)寫入以及讀出的函數(shù)源碼如下：
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// 函數(shù): void LCD_DataWrite(unsigned char Dat)
// 描述: 寫一個(gè)字節(jié)的顯示數(shù)據(jù)至 LCD 中的顯示緩沖 RAM 當(dāng)中
// 參數(shù): Data 寫入的數(shù)據(jù)
// 返回: 無
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void LCD_DataWrite(unsigned char Dat)
{
LCD_A0 = 1; //A0 置高，示意進(jìn)行顯存數(shù)據(jù)操作
LCD_RW = 0; //RW 置低，示意進(jìn)行寫入操作
LCD_EP = 0; //EP 先置低，以便后面產(chǎn)生跳變沿
LCD_CS = 0; //片選 CS 置低
DAT_PORT = Dat; //裝載數(shù)據(jù)置總線
LCD_EP = 1; //產(chǎn)生有效的跳變沿
LCD_CS = 1; //片選置高
}
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// 函數(shù): unsigned char LCD_DataRead(void)
// 描述: 從 LCD 中的顯示緩沖 RAM 當(dāng)中讀一個(gè)字節(jié)的顯示數(shù)據(jù)
// 參數(shù): 無
// 返回: 讀出的數(shù)據(jù)，
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unsigned char LCD_DataRead(void)
{
unsigned char Read_Data;
DAT_PORT = 0xff; //51 的端口想要輸入前，要先給端口全置 1
LCD_A0 = 1; //A0 置高，示意進(jìn)行顯存數(shù)據(jù)操作
LCD_RW = 1; //RW 置高，示意進(jìn)行讀出操作
LCD_EP = 0; //EP 先置低，以便后面產(chǎn)生跳變沿
LCD_CS = 0; //片選 CS 置低
LCD_EP = 1; //產(chǎn)生有效的跳變沿
LCD_EP = 0;
Read_Data = DAT_PORT; //讀出數(shù)據(jù)
LCD_CS = 1; //片選置高
return Read_Data; //返回讀到的數(shù)據(jù)
}
以上便是要介紹的最基本的時(shí)序操作程序，它們幾乎是整個(gè) LCD 驅(qū)動(dòng)程序當(dāng)中與底層硬件打交道的代碼了，這樣的話，當(dāng)要改變驅(qū)動(dòng) LCD 的 MCU 端口時(shí)或者換用別的 MCU 來驅(qū)動(dòng) LCD 時(shí)，基本上只需要在這些代碼里作一下修改即可。

關(guān)于讀 LCD 狀態(tài)
而在一般的 LCD 模塊當(dāng)中，還有一個(gè)功能同樣重要，就是讀 LCD 狀態(tài)；可以通過此操作獲取當(dāng)前 LCD 模塊的忙狀態(tài)以及一些相關(guān)的狀態(tài)信息，當(dāng) LCD 模塊正處于忙狀態(tài)時(shí)，則不宜對它進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫入或讀出操作（有很多較老式的 LCD 控制器規(guī)定在忙的狀態(tài)下時(shí)不允許寫入或讀出數(shù)據(jù)）。
所以在很多 LCD 的驅(qū)動(dòng)程序當(dāng)中，會(huì)在寄存器寫入、數(shù)據(jù)寫入/讀出的操作前加入讀取 LCD狀態(tài)并判別忙狀態(tài)的代碼；這點(diǎn)可以參考網(wǎng)上流傳的很多 LCD 驅(qū)動(dòng)程序。不過，對于 MzL02這樣的較新出的 LCD 控制器來說，已經(jīng)對忙狀態(tài)不是很在乎了，或者說影響已經(jīng)很小甚至沒有了；所以我們在前面的代碼當(dāng)中并沒有加入這樣的代碼。至于有沒有必要加讀狀態(tài)判忙的代碼，要視具體的 LCD 控制器而定。

關(guān)于時(shí)序的時(shí)間要求
時(shí)序的一個(gè)非常重要的數(shù)據(jù)就是類似上圖中標(biāo)出的tAS88之類的時(shí)間長短要求，只是上圖中并沒有標(biāo)出它們的具體最大最小值要求而已；但在編寫這類的時(shí)序接口程序時(shí)它們還是非常重要的，當(dāng)然還要看 MCU 的端口操作速度以及 MCU 的指令執(zhí)行速度。打個(gè)比方，有的時(shí)序里就會(huì)有要求某些信號(hào)的電平保持最小寬度，而如果 MCU 的指令執(zhí)行速度以及端口操作速度非常快的話，就需要酌情在連續(xù)操作端口的代碼之間加入適量的延時(shí)（通用用空操作來代替，具體多少個(gè)多少時(shí)長視具體的 MCU 以及 LCD 控制器而定）以保證該信號(hào)的脈沖寬度滿足要求。
在本文的所列出的源代碼當(dāng)中，并沒有如前所述的為時(shí)序的要求而插入空操作或延時(shí)處理，因?yàn)?MCU 的速度并不是非?？?，況且現(xiàn)在的 LCD 控制器的總線速度都挺快的了，沒有必要加入而已。