圖形點陣LCD液晶模塊顯示界面的可視化編程方案與實踐

　　隨著圖形點陣LCD液晶顯示模塊在各行各業的逐步使用,使得人機界面變得越來越直觀,尤其對于國內大多數需要有漢字和圖形顯示的用戶來說,顯示界面的友好與否,將直接影響到其產品的形象和市場競爭力,但一般涉及有關圖形點陣液晶模塊顯示界面開發的技術人員由于缺乏經驗而往往感到力不從心,尤其當用戶的控制電路資源非常缺乏的條件下（如家用電器）,圖形點陣液晶模塊則更是望塵莫及,而市面上所能見到的仍是那些“不顧客戶死活而又自認清高”的傳統型液晶顯示模塊,雖然其成本已經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雜性嚴重阻礙液晶顯示器的推廣應用。

　　針對目前的這種狀況,深圳聯合電子有限公司開發出一種圖形點陣液晶模塊,將LCD所有的底層操作集成于模塊內的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試全部在電腦上獨立完程,整個過程一目了然,極大地方便用戶編寫顯示界面的控制軟件,從而也提高了LCD液晶顯示模塊在產品中的附加值。

　　可視化編程LCD模組技術特性：

　　1．模塊顯示點陣數（分辨率）128X64,192X64,256X64三種可選;

　　2．內含高速MCU及64KB用戶顯示資料現場可編程FLASH;

　　3．標準RS232串行通訊控制,只占用戶兩根口線,小馬拉大車成為可能;

　　4．配備仿真調試軟件,在電腦上獨立完成顯示界面的編輯,資料下載,仿真調試;

　　5．簡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．用戶可隨時改寫顯示資料,現場編程易如反掌,顯示界面無限升級;

　　7．模塊提供忙信號輸出,以檢測模塊狀態;

　　用戶首先在電腦上完成LCD顯示界面的編輯,資料下載及仿真調試工作,所配仿真調試軟件可使用戶方便的進行上述工作,在硬件上除可視化編程LCD模組之外還配有一塊電腦RS232電平轉換轉接板,此板負責模塊與電腦聯接和對模塊的供電,模塊與電腦聯接圖示如下。

　　圖1 模塊與電腦的聯接

　　將所配仿真調試軟件Visual LCM1.0安裝在電腦上(運行附帶軟盤中INSTALL.BAT),安裝前注意要先將電腦里正在運行且占用串口的程序關閉,安裝完畢屏幕上即出現如下軟件主界面：

　　圖2 仿真調試軟件主畫面

　　當鼠標移動到某可操作對象上停留一會兒,就會有相應的操作提示,建議操作前請先將各功能瀏覽一遍,以便先對操作有個感性認識。

　　在模塊與電腦聯接之前,用“圖文編輯”將LCD預顯示位圖畫好存檔,注意所作位圖必需是黑白的單色位圖且需旋轉270度,將畫好的位圖通過“添加”一一列入“下載位圖排序”中,把模塊設為編程模式（JP1選擇）與電腦由RS232轉換板相接并通電,在“串口選擇”中選好模塊所接串口,用“狀態測試”檢查連線和串口號及電源是否正常,若聯機成功,模塊資料下載界面則顯示“聯機測試OK!”,同時主畫面中“下載資料”激活,點擊后電腦將排序列表中的位圖按序號由小到大一一下載到模塊內FLASH中,下載時間與列表中位圖總和大小成正比,結束時模塊顯示“下載資料OK!”,此時將模塊斷電

　　, 設其為正常模式再加電,用“狀態測試”告電腦模塊此時已為正常模式,通過點擊“瀏覽資料”可在LCD屏上以點（00,00）為頂點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,也可直接點擊排序列表中的位圖進行瀏覽,所有位圖無誤后,可進行LCD顯示界面的仿真調試。

　　LCD顯示界面的生成用六種命令來實現,在主畫面的“發送命令”下邊的命令列表框中羅列出這六種命令的含義及語法規則,若輸入錯誤的命令將會提示錯誤信息,命令及各參數說明如下：

　　以下是針對圖三以及相應程序的參數定義和說明：

　　命 令 格 式 功 能 說 明 ：

　　1  BMPnxy 在以點（x,y）為頂點處顯示位圖n

　　2  CLR 清除屏上所有顯示

　　3   CLSxywh 清除以點（x,y）為頂點,寬w高h的距形

　　4   INVxywh 反色以點（x,y）為頂點,寬w高h的距形

　　5   SDTxy （CDTxy） 在點（x,y）處畫點（在點（x,y）處滅點）

　　n 0=x 0=y 0=w 0h 0各參數在128X64LCD顯示屏上圖示如下：

　　圖3 命令參數在128X64模塊顯示屏上示意

　　在主畫面的“發送命令”左邊的命令輸入框中輸入正確的命令后點擊“發送命令”,此時LCD屏上會有相應的顯示動作,若在調試過程中發現要修改某位圖時可以用“圖文編輯”

　　重新修改后按前述步驟再一次下載位圖,直到對顯示界面滿意為止。

　　最終要將模塊脫離電腦通過模塊上的SIO接入用戶控制電路中運行,SIO定義如下：

　　PIN1：模塊背光電極1（LED背光時為負極,EL背光時為交流驅動電極1）;

　　PIN2：模塊背光電極2（LED背光時為直流正5伏,EL背光時為交流驅動電極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MCU外部復位,高有效,防死機時用;

　　PIN7：模塊忙信號,低為忙,高為閑;

　　PIN8：模塊顯示控制命令串行輸入,通訊協議為(9600,n,8,1),即9600波特率,無校驗位,8個數據位,1個停止位。

　　現舉例說明模塊如何與單片機AT89C2051接口,為保證波特率的準確,建議AT89C2051用11.0592MHz的晶體,聯接圖示如下：

　　圖4 單片機AT89C2051與模塊128X64的聯接

　　 在編寫單片機AT89C2051的控制軟件時需注意以下事項：

　　1．串行口模式設為模式1（1個起始位,8個數據位,1個停止位）;

　　2．波特率設為9600（TH1=TL1=0FDH,SMOD=0;TH1=TL1=0FAH,SMOD=1）;

　　3．在發送命令之前需檢測模塊為閑態（PIN7=1）,否則所發的命令可能失效;

　　4．串口發送的必須是完整命令的ASCII碼,如命令“BMP0B0C0D”,實際由串口發送的內容是“424D50304230433044”,順序為 “B->M->P->0->B->0->C->0->D”;

　　5．在每條命令末尾還要加上命令結束碼“0D”,以表明命令結束。

　　6．若單片機AT89C2051的串口已被占為他用,那么用一根口線來摸擬生成一個軟串口即可。

　　7．模塊SIO接口中PIN6的作用是當模塊內MCU由于干擾死機時,用戶控制電路可強行外部復位,使模塊脫離死機狀態,判斷模塊是否死機可通過向其發送正確的顯示命令后,PIN7電平是否有變化來得知,實際上模塊在完成每條命令內部操作后即進入睡眠狀態,死機的機率是極低的。在下面的軟件中未考慮死機的情況。

　　用MCS-51匯編語言編寫簡單的顯示控制源程序如下（實際運行已通過）：

　　BUSY BIT P3.0 ;定義忙信號口線,當然也可定義為其他口線

　　X_V EQU 30H ;定義各參數單元

　　Y_V EQU 31H

　　NUBER EQU 32H

　　WIDTH EQU 33H

　　HIGHT EQU 34H

　　REG_ASC_XH EQU 35H ;定義參數x高位ASCII碼單元

　　REG_ASC_XL EQU 36H ;定義參數x低位ASCII碼單元

　　REG_ASC_YH EQU 37H ;定義參數y高位ASCII碼單元

　　REG_ASC_YL EQU 38H ;定義參數y低位ASCII碼單元

　　REG_ASC_NH EQU 39H ;定義參數n高位ASCII碼單元

　　REG_ASC_NL EQU 3AH ;定義參數n低位ASCII碼單元

　　REG_ASC_WH EQU 3BH ;定義參數w高位ASCII碼單元

　　REG_ASC_WL EQU 3CH ;定義參數w低位ASCII碼單元

　　REG_ASC_HH EQU 3DH ;定義參數h高位ASCII碼單元

　　REG_ASC_HL EQU 3EH ;定義參數h低位ASCII碼單元

　　ORG 00H ;程序開始

　　AJMP MAIN

　　ORG 30H

　　MAIN:

　　MOV SP,#60H ;設堆棧指針

　　LCALL INIT_SIO ;初始化串口

　　MOV X_V, #0CH ;在x=12,y=13為頂點處顯示位圖11

　　MOV Y_V, #0DH

　　MOV NUBER, #0BH

　　LCALL ORDER_BMP ;發送位圖顯示子程,其它命令類似

　　AJMP $ ;觀察LCD顯示屏

　　INIT_SIO:

　　MOV SCON,#50H ;串行口:方式1

　　MOV TMOD,#21H ;定時器T1為波特率發生器,方式2

　　MOV TH1,#0FDH ;波特率=9600, Fosc=11.0592MHz

　　MOV TL1,#0FDH ;SMOD=0

　　SETB TR1 ;啟動T1

　　RET

　　ORDER_BMP: MOV A,X_V

　　MOV R0, #REG_ASC_XH

　　LCALL H_ASC ;將參數x轉換為兩個字節的ASCII碼

　　MOV A,Y_V

　　MOV R0, #REG_ASC_YH

　　LCALL H_ASC ;將參數y轉換為兩個字節的ASCII碼

　　MOV A,NUBER

　　MOV R0, #REG_ASC_NH

　　LCALL H_ASC ;將參數n轉換為兩個字節的ASCII碼

　　LCALL BUSY_CK ;檢測模塊狀態

　　MOV A, #“B” ;先發送命令碼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 ;發參數n的ASCII碼

　　MOV R0, #REG_ASC_XH

　　LCALL SEND_CS ;發參數x的ASCII碼

　　MOV R0, #REG_ASC_YH

　　LCALL SEND_CS ;發參數y的ASCII碼

　　MOV A,#0DH

　　MOV SBUF, A ;發送命令結束標志“0DH”

　　JNB TI, $

　　CLR TI

　　RET

　　BUSY_CK: JNB BUSY, $ ;等待模塊為閑狀態

　　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 ;將一字節的十六進制數轉換為兩字節的ASCII碼

　　ANL A, #0F0H

　　SWAP A

　　CJNE A, #9, PD_G

　　XY9: ADD A, #30H

　　TURN_LOW: MOV @R0, A

　　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

　　結束語：對那些正準備用圖形點陣LCD模塊來完善人機界面和提高產品檔次的廣大用戶來說,我們真誠盼望您的產品構思能迅速變成實物,其實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。