PIC16F877單片機(jī)的圖形液晶顯示模塊接口技術(shù)

　　引言

　　由于液晶顯示器（LCD）具有功耗低、體積小、質(zhì)量輕、超薄等其他顯示器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，它廣泛用于各種智能型儀器和低功耗電子產(chǎn)品中。點(diǎn)陣式（或圖形式） LCD不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及漢字，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕上下左右滾動(dòng)、動(dòng)畫、閃爍、文本特征顯示等功能，用途十分廣泛。本文在簡(jiǎn)介液晶顯示器MG-12232的驅(qū)動(dòng)器SED1520F0A的結(jié)構(gòu)、功能的基礎(chǔ)上，介紹了PIC16F877單片機(jī)的LCD硬件接口電路和軟件編程特點(diǎn)。

　　一、PIC16F877與MG-12232的硬件接口電路

　　1.SED1520F0A的接口信號(hào)

　　SED1520F0A屬行列驅(qū)動(dòng)及控制合一的小規(guī)模液晶顯示驅(qū)動(dòng)芯片，電路簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，內(nèi)含振蕩器，只須外接振蕩電阻即可工作。模塊工作的穩(wěn)定性好。SED1520F0A與微處理器的接口信號(hào)如下。

　　DB0～DB7：數(shù)據(jù)總線。
　　A0：數(shù)據(jù)/指令選擇信號(hào)。A0=1表示出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上的是數(shù)據(jù)；A0=0，表示出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上的是指令或讀出的狀態(tài)。
　　RES：接口時(shí)序類型選擇。RES=1為M6800時(shí)序，其操作信號(hào)是E和R/W；RES=0為Intel8080時(shí)序，操作信號(hào)是RD和WR。
　　RD（E）：在Intel 8080時(shí)序時(shí)為讀，低電平有效；在M6800時(shí)序時(shí)為使能信號(hào)，是個(gè)正脈沖，在下降沿處為寫操作，在高電平時(shí)為讀操作。
　　WR（R/W）：在Intel 8080時(shí)序時(shí)為寫，低電平有效；在M6800時(shí)序時(shí)為讀、寫選擇信號(hào)，R/W=1為讀，R/W=0為寫。

　　SED1520F0A與兩種總線的接口信號(hào)和時(shí)序的詳細(xì)資料見液晶顯示模塊使用手冊(cè)。

　　2.MG-12232模塊的引腳說(shuō)明

　　MG-12232模塊共有18個(gè)引腳，各引腳定義如表1所列。

　　表1 MG-12232模塊的引腳定義

　　3.PIC16F877與MG-12232模塊的接口電路

　　現(xiàn)以功能強(qiáng)、價(jià)格低的PIC16F877為例說(shuō)明 PIC與MG-12232模塊的硬件接口電路。其接口控制時(shí)序采用M6800操作時(shí)序，這樣 SED1520F0A引出的控制信號(hào)R/W，A0，E1和E2由PIC16F877的I/O端口portb的4個(gè)腳控制。接口電路如圖1所示。圖中利用可調(diào)電阻R3實(shí)現(xiàn)液晶的背光亮度調(diào)節(jié)，直接用電阻R2驅(qū)動(dòng)液晶的背光燈。由于PIC16F877的位操作指令豐富，所以用軟件不難模擬出M6800操作時(shí)序。

　　二、接口軟件編程

　　1.SED1520F0A指令集

　　SED1520F0A液晶顯示驅(qū)動(dòng)器有13條指令。表2所列的以與M6800系列MPU接口為例（RES=1）而總結(jié)出的指令。

　　表2 SED1520F0A指令集

　　2.MG-12232模塊的編程

　　下面是以圖1的接口電路為例編寫的只含E1主方式的程序（表1中E1=1，E2=0）。E2從方式（表1中E1=0，E2=1）的程序類推。

　　在系統(tǒng)程序的初始化部分應(yīng)該對(duì)程序中用到的寄存器和臨時(shí)變量作說(shuō)明，如：

　　lcdfial equ 0x20 ;存放標(biāo)志位
　　sbdata equ lcdflag+1 ;存放顯示數(shù)據(jù)
　　clmadd equ sbdata+1 ;存放列地址
　　pageadd equ clmadd+1 ;存放頁(yè)地址
　　pagenum equ pageadd+1 ;存放總頁(yè)數(shù)
　　clmsum equ pagenum+1 ;存放總列數(shù)
　　intscode equ clmsum+1 ;存放指令代碼
　　讀液晶顯示器狀態(tài)子程序
　　Ste bsf STATUS,RP0;選中存儲(chǔ)區(qū)1
　　movlw 0xff
　　movwf TRISD ;設(shè)置D口為輸入
　　bcf STATUS,RP0;選中存儲(chǔ)區(qū)0
　　bsf PORTB,4 ;E1=1
　　bsf PORTB,1 ;R/W=1
　　bcf PORTB,0 ;A0=0
　　Tae movf PORTD,0 ;將狀態(tài)字讀入W中
　　movwf lcdfiag ;將W中的狀態(tài)字存入lcdfiag中
　　btfsc lcdflag,7 ;判斷D7位是否為0
　　goto Tae ；D7=1，為忙狀態(tài)
　　return
　　對(duì)液晶顯示器發(fā)指令子程序（指令保存在W寄存器中）
　　Cwe
　　Movwf intscode ;指令暫存intscode
　　Bcf PORTB,1 ;R/W=0
　　Bcf PORTB,0 ;A0=0
　　movf intscode,0
　　movwf PORTD
　　bcf PORTB,4 ;E1=0寫入指令
　　return
　　對(duì)液晶顯示器寫數(shù)據(jù)子程序（數(shù)據(jù)保存在W寄存器中）
　　Dwe
　　Movwf sbdata ；數(shù)據(jù)暫存sbdata
　　Movf clmadd,0
　　Call Cwe ；設(shè)置列地址
　　Call Ste
　　Bsf STATUS,RP0
　　clrf TRISD ;設(shè)置D口為輸出方式
　　bcf STATUS,RP0
　　bsf PORTB,4 ;E1=1
　　bcf PORTB,1 ;R/W=0
　　bsf PORTB,0 ;A0=1
　　movf sbdata,0
　　movwf PORTD
　　bcf PORTB,4 ;E1=0,寫入數(shù)據(jù)
　　call Ste
　　inct clmadd,1 ；列地址加1
　　return
　　液晶顯示器開顯示、關(guān)顯示和清屏子程序
　　Disp ;開E1顯示
　　movlw 0xal ；將控制命令放在W中
　　call Cwe
　　bsf PORTB,4 ;E1=1
　　call Ste ;判是否忙
　　bsf STATUS,RP0
　　clrf TRISD ;設(shè)置D口輸出方式
　　bcf STATUS,RP0
　　bsf PORTB,4 ;E1=1
　　bsf PORTB,1 ;R/W=1
　　bcf PORTB,0 ;A0=0
　　bsf STATUS,RP0
　　movlw 0xff
　　movwf TRISD ;設(shè)置D口輸入方式
　　bcf STATUS,RP0
　　movf PORTD,0
　　movwf lcdflag ;讀入狀態(tài)并查詢
　　btfsc lcdflag,5 ;是否確定打開
　　goto Disp
　　return
　　Disoff ；關(guān)E1顯示
　　movlw 0xae ；控制命令入在W中
　　call Cwe
　　bsf PORTB,4 ;E1=1
　　bsf PORTB,1 ;R/W=1
　　bcf PORTB,0 ;A0=0
　　bsf STATUS,RP0
　　movlw 0xff
　　movwf TRISD
　　bcf STATUS,RP0
　　movf PORTD,0
　　movwf lcdfiag ;讀入狀態(tài)并查詢
　　btfss lcdfiag,5 ;判是否關(guān)閉
　　gogo Disoff
　　return
　　Cler ；清屏
　　movlw 0xb8 ;設(shè)置頁(yè)地址代碼
　　movwf pageadd
　　movlw 0x04
　　movwf pagenum ;設(shè)置總頁(yè)數(shù)
　　clr1 movf pageadd,0
　　call Cwe
　　movlw 0x50 ;設(shè)置總列數(shù)
　　movwf clmsum ;80或60列
　　movlw 0x00
　　movwf clmadd ;設(shè)置起始列
　　clr2 movlw 0x00
　　call Dwe ；寫入00H
　　clar decfsz clmsum,1 ；本頁(yè)未清完
　　goto pageadd,1 ;頁(yè)號(hào)增1
　　decfsz pagenum,1 ;4頁(yè)未清完
　　goto clr1 ；返回繼續(xù)
　　return

　　有了以上的通用子程序，就可以構(gòu)造出各種顯示程序，如字符、漢字、曲線等。當(dāng)然，在這些程序執(zhí)行前必須對(duì)液晶進(jìn)行初始化。初始化的順序?yàn)椋宏P(guān)顯示→正常顯示驅(qū)動(dòng)設(shè)置→占空比設(shè)置→復(fù)位→ADC選擇→清屏→開顯示。程序如下：

　　初始化子程序
　　Lcdinit
　　call Disoff ；關(guān)顯示
　　movlw 0xa4 ;靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)
　　call Cwe
　　movlw 0xe2 ；復(fù)位
　　call Cwe
　　movlw 0xa0 ;ADC選擇正常輸出
　　call Cwe
　　movlw 0x9 ;占空比為1/32
　　call Cwe
　　call Cler ；清零
　　call Disp ;開顯示
　　return

　　對(duì)于字符、漢字和曲線顯示的原理是類似的。它們都是以字節(jié)為單位進(jìn)行顯示。關(guān)鍵在于形成字模庫(kù)時(shí)必須保證每個(gè)上字節(jié)數(shù)據(jù)的最高位是與每一列最下面一個(gè)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，最低位與每一列最上面點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)然，這可以用專門的軟件來(lái)生成相應(yīng)的代碼，然后再將這些代碼逐字節(jié)地寫到相應(yīng)的頁(yè)和列。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　PIC單片機(jī)與液晶模塊的接口只在硬件上滿足液晶模塊的接口要求，軟件上能夠模擬出要求的時(shí)序，并且初始化正確后，就可以隨心所欲地顯示信息了。

　　以上接口電路和程序在PIC試驗(yàn)板上調(diào)試通過(guò)，可作為其他單片機(jī)與LCD接口的參考。