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点阵式液晶图形显示模块画图功能的实现

更新日期:2006-08-23  作者:赵伟杰 范蟠果  来源:电子产品世界

点阵式液晶显示模块相对于段码式LCD或LED的区别在于不仅它可以显示字符,更重要的是可以画图。在很多的测试类设备中,需要设备能够实时的显示曲线以判断被测设备的工作状况,如果采用先保存数据然后送给上位机处理,会加重成本,而且很不方便,而采用段码式LCD或LED显然不能胜任,用点阵式图形液晶显示器可以方便的实现这些功能。

       本文介绍的点阵式液晶显示模块是信利公司的MPG240128A1-7型,它的控制芯片是东芝公司的T6963C。

模块的特点

       T6963C是点阵式液晶图形显示器,可以图形方式、字符方式、图形和字符合成方式显示,以及实现字符方式下的特征方式显示,还可以象CAD一样进行屏拷贝操作。本文中的液晶模块是240×128点阵。 硬件实现

       本液晶模块与MCU之间的数据传送可以通过串口方式,也可以通过并口方式来实现,图1是LCD模块与MCU80C196KC的并口方式下的接口图,其中:

       D0~D7与MCU的AD0~AD7相连,用来传送数据。

       C/D可以与MCU的低位地址线相连,本例是连接AD1,用它区分送给LCD控制器的是命令(Code)还是数据(Data)。 /RESET在本图中也与VCC电源相连,含义是不使用硬件复位。

       /RD和/WR分别连接MCU的读和写信号。

       /CE连接MCU的译码地址。

       VO是LCD需要的负电压。 关键步骤

       LCD初始化 

       LCD初始化包括设置显示图形区首地址,图形区宽度,显示开关设置。 

       图形区首地址:在点阵式液晶图形显示器中,LCD屏幕上的每个显示单元对应一个地址,从左上角开始,从左到右,从上到下。在图形显示方式下,显示单元的单位是1×8点阵(即一个字节),对应于240×128的屏幕,它有240×128×8=3840个显示单元,一屏的地址范围是0_3839。命令控制字是24H和42H。有关命令字请详细参阅T6963C使用手册。

       图形区宽度:它用来调整使用的有效显示窗口宽度,表示每行可有效显示的单元数。对于240×128的显示屏,最多每行有240/8=30个显示单元。命令控制字是43H。

       显示开关设置是将相应的显示方式打开,例如要显示图形,则将图形方式控制位置1。命令控制字是98H。图2是初始化流程图。

屏读指令

       要画出需要的图形,则必须知道图形每个点的坐标值,显然画图要按点控制。我们知道控制器的显示单元是1×8点阵,也就是一次只能画一行8个点。这似乎有矛盾,但T6963C控制器提供了屏读指令,它可以将当前地址所指向的显示单元的值读到控制器的缓冲区,我们再通过数据总线读到MCU,这样我们把将要写入每个单元的值与原来的值相或,那么既不会破坏原来的值,又可以将新值写入,以实现我们所需要的按点控制的方式。屏读命令控制字是E0H。

软件实现

       我们以正弦波为例说明具体画图过程。

       在LCD屏幕上画正弦波,我们可以事先按一定采样率算出相应的点值。然后转换为LCD屏幕上点的坐标值,因为这样可以很直观地控制将要给相应位置显示的信息。以240×128的屏幕为例,它的标范围是纵坐标0_127,横坐标0~29。要在240×128的屏幕上画两个完整的正弦波,幅值为30(纵向30个点),每个周期采样45个点,并带有横坐标和纵坐标。构造正弦波表格:

       TABLE_SIN[45]={ 0,4,8,12,16,19,22,25,27,29,30,30,30,29,28,26,24,21,18,14,10,6,2,-2,-6,-10,-14,-18,-21,-24,-26,-28,-29, -30,-30,-30,-29,-27,-25,-22,-19,-16,-12,-8, -4,0}

       因为画图的显示单元是1×8,一次画一个点,故画图时写入代码值是80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H,01H,并且还要将正弦波的值转换为这几个值中的的一个,构造码值表格TABLE_DOT[8]={0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,x02,0x01}。

       下面介绍坐标转换过程:

       正弦波的幅值代表的是它离横坐标的距离。假设原点在LCD屏幕上的坐标值是(1,60),则将第i个点幅值转换为纵坐标的值是60-TABLE_SIN[i],它的横坐标是i/8的商数,代码值是TABLE_DOT[i/8的余数],这样我们调用画图程序就可以实现画正弦波。下面是具体画图的几个主要函数。

在主程序中有以下调用语句:
for(i=10;i<110;i++)/画横坐标

       graphic(0x80,2,i);

       for(i=1;i<29;i++)/画纵坐标

       graphic(0x0ff,i,64);

       for(i=0;i<118;i++)/画正弦波

       graphic(TABLE_DOT[i%8],2+i/8,64-TABLE_SIN[i]);

       下面是屏读函数,读出给出缓冲区地址的值,并返回结果:

       unsigned char pindu(x,y)

       unsigned char x,y;{

       unsigned char value;

       w2d(x,y,0x24);

       wd(0x0e0);

       value=r1d();/从LCD缓冲区读数据

       return value;

       }

       下面是在屏幕上画一个点的画点函数:

       void graphic(code,x,y)

       unsigned char code,x,y;/x坐标0~29

       { unsigned int xy;/坐标变换中间变量

       unsigned char oo,code1;

       /计算显示RAM地址

       xy=y*30+x;/240为液晶屏一行显示的字符数

       x=xy%256;

       y=8+xy/256;/图形缓冲区在高地址

       w2d(x,y,0x24);/写入LCD

       code1=pindu(x,y);

       code=code1;

       w1d(code,0x0c0);写入LCD}

       变量说明读者可以根据使用情况判断,函数r1d(),w2d(),w1d()分别是从LCD缓冲区读一个值,给缓冲区写两个数,写一个数函数。

       笔者在给长庆油田开发的双参数测井仪设备中,采用了本液晶模块,里面需要画两个图形,一个是要测出抽油杆油梁的受力情况,根据画出图形判断油梁是否工作正常,另一个是画出微音传感器采样的声波波形来判断油井的大概深度。整个仪器小巧方便(重量只有2公斤),具有很强的实用性。

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