圖形點陣LCD顯示控制研究

      單片機可以通過數據總線與控制信號直接采用存儲器訪問形式、I/O設備訪問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。單片機通過P2.6，P2.7來控制CSA，CSB列選擇驅動器，同時AT89C51用P2.1作為R/W信號控制數據總線的數據流向，用P2.0作為D/I信號控制寄存器的選擇，E信號由AT89C51的P2.4控制。電路中LCD電源控制端VO是用來調節顯示屏灰度的，調節該端的電壓，可改變顯示屏字符、圖形的顏色深淺。可以通過查閱顯示屏產品手冊查到基本顯示時序電路和顯示驅動程序。

      2 點陣LCD的顯示控制技術

      根據點陣式LCD的功能和特點，筆者研究了兩種應用廣泛的控制算法，左(右)循環位移算法和翻頁算法。

      2.1 左(右)循環位移算法

      此算法應用于廣告或車載報站系統中。如圖2所示，以左循環為例，假如一串8個漢字(16*16字模)的廣告，要在192*64點陣LCD上的第二行(192*64型的點陣顯示16*16字模時為4行12列)實行左循環顯示功能，具體算法如圖3所示。

      說明：把8個字看作為一個整體，即漢字串，并以第一個漢字的顯示坐標作為整個漢字串的顯示坐標，將其初始化為最右邊的坐標值(假設廣告是從右向左移動)。接著依次向左延伸顯示8個漢字(一條廣告)，如果在顯示過程中，有一些漢字的坐標會超過液晶屏的顯示界限，這時控制程序不顯示這些漢字，如圖2虛線小方框所示。漢字串顯示坐標向左移一位(減1)都要判斷坐標值是否等于-7(等于-7，則一次左移結束，重新初始化為最右邊的坐標值，準備第二輪左移；不等于-7，則本輪左移尚未結束)。

      在實際應用中，左(右)循環位移算法還可根據系統需求進行改進和拓展，以使他的應用更加靈活。比如要求廣告語是可實時更改的，即當用戶通過串口或其他外部接口輸入新的廣告時，原來的舊廣告要被新廣告替換，這樣，算法就會更加復雜，因為除了廣告的內容本身的變化(字改變)，字數也可能改變。

      2．2 翻頁算法

      此算法應用于短信息的顯示系統中。首先必須把顯示所需的頁數計算出來，公式為：

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

      比如在顯示100個漢字時，100/46(本來除數應該是48，但要留出兩個漢字的位置作為上下翻頁的提示符的顯示位置)，結果商是2，余數是8。這就意味著100個字分成3頁顯示，第一和第二頁都顯示46個漢字，第三頁顯示最后8個漢字。其次，還需要建立頁碼和一屏漢字的存儲器首地址的對應關系，也就是100個漢字，前46個漢字首地址對應第一頁，接下來的46個漢字首地址對應第二頁，剩余8個漢字對應第三頁。因為一個地址存儲了一個字節，而漢字內碼由兩個字節構成，那么，任何一屏漢字的存儲首地址的計算公式為：

      其中：t為任何一屏漢字存儲首地址，T為全體漢字存儲首地址，M為整屏容納漢字的最大數，P為頁數。以下的算法結構仍然以192*64點陣顯示器為例，整個顯示部分程序結構圖如圖4所示。

      說明：根據所要顯示的頁面不同，文本把頁面顯示分為三個軟件模塊，他們分別是：首頁顯示模塊，代表第一頁漢字內容；中間頁顯示模塊，代表非第一頁和非最后一頁的其他所有的頁面；末頁顯示模塊，代表最后一頁漢字內容。在程序開始時，變量P作為將要顯示的頁面標識，賦初值為1，所以在第一次進入循環時程序進入首頁模塊，這時根據式(2)計算本屏漢字存儲首地址，從而顯示第一頁內容，同時顯示向下翻頁提示符。隨后等待外部按鍵中斷，當有下翻頁按鍵提示到來時，要改變P值(加1)，進入中間頁顯示模塊或末頁顯示模塊。當程序進入中間頁顯示模塊時，同樣根據式(2)計算本屏漢字存儲首地址，顯示本屏的漢字，同時顯示向上和向下翻頁提示符。隨后等待外部按鍵中斷，當有下翻頁或上翻頁按鍵提示到來時，要改變P值(加1或減1)，并進入上一頁顯示模塊或下一頁顯示模塊。注意：這里的上一頁顯示模塊可能仍是中間頁，而不是首頁；同樣下一頁顯示模塊可能仍是中間頁，而不是末頁，具體要視總共的頁數而定。當程序進入末頁顯示模塊時，根據式(2)計算本屏漢字存儲首地址，顯示本屏漢字，同時顯示向上翻頁提示符。隨后等待外部按鍵中斷，當有上翻頁按鍵提示到來時，要改變P值(減1)，進入中間頁顯示模塊或首頁顯示模塊。

      在實際應用中，翻頁顯示算法可與短消息存儲和查閱算法，文件系統相結合實現類似手機的短消息模式的顯示系統。

      3 實驗設計與結果

      3.1 設計思路

      在設計外圍硬件時，筆者用了E2PROM存儲漢字庫，8 kB的外部RAM存儲短消息和廣告中的每個漢字漢字內碼，再把內碼轉換成漢字庫字模首地址，然后讀取E2PROM中的字模。在外部RAM中，進行了區域劃分：前4 kB：存儲已經預處理完畢且即將顯示的短消息，可容納漢字2000個(每個漢字2 B)。接下來2 kB：存儲已經預處理完畢且即將顯示的廣告，由于加入了滾動機制，只可容納200個漢字。最后的2 kB：存儲串口接收來的BTYE，包括所有的解包、解碼的預處理都在這個區域進行在這里，如之前所述，把有用信息的提取出來，提取出的漢字部分，送入短消信或廣告存儲區，等待顯示命令。此區域可支持2 000 B的編碼長度。同時設計了4個按鍵，用于控制上下翻頁，廣告模式與消息模式之間的切換，單片機復位。

      3.2 實驗結果

　　由于廣告是滾動的，靜態圖無法描述清楚，所以這里只給出短消息顯示圖，這是中間頁顯示，左上角和右下角分別是上翻頁和下翻頁的提示符。筆者讓單片機順序提取字庫中的漢字進行顯示。

      4 結 語

      這兩種算法已應用于基于無線測控網的車載及船載短信息通信系統中，同時也可通過進一步拓展算法來迎合更加復雜的系統需求。希望本文能為那些基于低端LCD應用的程序開發人員提供一個解決實際問題的思路和方法