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        OLED顯示模塊與C8051F單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)

        作者: 時(shí)間:2008-04-29 來(lái)源:?jiǎn)纹瑱C(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用 收藏
          有機(jī)發(fā)光顯示(Organic Light Emitting Display)是比更為先進(jìn)的新一代平板顯示技術(shù),是被業(yè)界公認(rèn)為最具發(fā)展前景的下一代顯示技術(shù)。它與相比,具有超輕薄、高亮度、廣視角、自發(fā)光、響應(yīng)速度快、適應(yīng)溫度范圍寬、抗震強(qiáng)、功耗低、可實(shí)現(xiàn)柔軟顯示等優(yōu)越性能,可廣泛應(yīng)用于通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)電子、工業(yè)應(yīng)用、商業(yè)、交通等領(lǐng)域。下面以VGS12864E顯示模塊為例,介紹C8051F020單片機(jī)與它的接口設(shè)計(jì)及軟件編程方法。

          1 VGS12864E顯示模塊

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/81983.htm

          VGS12864E是128×64行點(diǎn)陣的單色、字符、。模塊內(nèi)藏64×64的顯示數(shù)據(jù)RAM,其中的每位數(shù)據(jù)都對(duì)應(yīng)于屏上一個(gè)點(diǎn)的亮、暗狀態(tài);其接口電路和操作指令簡(jiǎn)單,具有8位并行數(shù)據(jù)接口,讀寫(xiě)時(shí)序適配6800系列時(shí)序,可直接與8位微處理器相連;與Intel 8080時(shí)序的MCU連接時(shí)需要進(jìn)行時(shí)序轉(zhuǎn)換。

          2 顯示模塊結(jié)構(gòu)

          2.1 模塊框圖

          VGS12864E顯示模塊顯示屏為128列、64行,使用1片有64行輸出的行驅(qū)動(dòng)器和2片列驅(qū)動(dòng)控制器,其中每片列驅(qū)動(dòng)器有64路輸出。行驅(qū)動(dòng)器與MCU沒(méi)有關(guān)系,只要提供電源就能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)和同步信號(hào),模塊的外部信號(hào)僅與列驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。列驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置64×64位顯示存儲(chǔ)器,RAM被分為8頁(yè),每頁(yè)8行;顯示屏上各像素點(diǎn)顯示狀態(tài)與顯示存儲(chǔ)器各位數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng),顯示存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)直接作為圖形顯示的驅(qū)動(dòng)信號(hào),為“1”顯示,為“0”不顯示。圖1為模塊的邏輯電路接口框圖。

          2.2 模塊引腳功能及指令系統(tǒng)

          模塊引腳功能如表1所列。模塊的指令系統(tǒng)與液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制器HD61202兼容,共有7條指令。這里不作詳細(xì)描述,僅列出表2指令列表。其中,前兩條為顯示狀態(tài)設(shè)置類(lèi)指令,其余的為讀寫(xiě)操作類(lèi)指令。

          3 顯示模塊與Cygnal單片機(jī)硬件接口設(shè)計(jì)

          VGS12864E的接口連接方式有兩種:一種是直接訪問(wèn)方式,另一種是間接訪問(wèn)方式。不論哪種方式,要訪問(wèn)模塊都必須先讀取狀態(tài)寄存器內(nèi)容,判斷“忙”標(biāo)志,不忙時(shí)才可以訪問(wèn)。直接訪問(wèn)方式是將模塊接口作為存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備直接掛在MCU總線上,MCU以訪問(wèn)存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備方式對(duì)模塊進(jìn)行操作。間接訪問(wèn)方式是MCU通過(guò)軟件模擬控制時(shí)序?qū)δK進(jìn)行操作。這里介紹的是Cygnal C8051F020單片機(jī)與VGS12864E的間接訪問(wèn)接口設(shè)計(jì)。

          C8051F020是美國(guó)Cygnal公司推出的一種混合信號(hào)SoC型8位單片機(jī),是集成度很高的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)的芯片。它具有100腳的TQFP封裝,功耗低,供電電壓為2.7~3.3 V,全部I/O、RST、JTAG引腳均耐5 V電壓;有高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051兼容的CIP51內(nèi)核(可達(dá)25 MIPS)。該MCU具有P0~P7共64個(gè)通用I/O端口,每個(gè)端口引腳都可以被配置為推挽輸出或漏級(jí)開(kāi)路輸出。對(duì)于VGS12864E,由于其工作電壓是5 V,而C8051F020的工作電壓是3.3 V,所以要C8051F020的輸出能更好地驅(qū)動(dòng)5 V輸入的OLED,需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行額外配置。除了將對(duì)應(yīng)端口的輸出方式設(shè)置為“漏極開(kāi)路”外,還應(yīng)在電路上將每個(gè)端口通過(guò)一個(gè)上拉電阻接到5 V電源,這樣可以保證C8051F020的邏輯“1”輸出能夠被提升到5 V。接口電路如圖2所示。

          4 軟件編程

          軟件編程采用Keil C51語(yǔ)言,包括顯示模塊硬件的驅(qū)動(dòng)程序(即寫(xiě)指令和寫(xiě)數(shù)據(jù)),顯示模塊初始化和清屏等通用子程序以及西文字符的顯示實(shí)現(xiàn)程序。由于此模塊指令系統(tǒng)與液晶顯示驅(qū)動(dòng)控制器HD61202兼容,故這些程序具有較高的通用性。對(duì)于字符漢字顯示,該模塊的字符庫(kù)數(shù)據(jù)特點(diǎn)是以列數(shù)據(jù)形式編制,即1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)表示1列8×1的數(shù)據(jù),和通常的字符庫(kù)相比,該字符是旋轉(zhuǎn)了90°的字模數(shù)據(jù)。使用Zimo21.exe取字模軟件,并設(shè)置提取方式為縱向取模,可以很方便地取得所需的中西文字模。由于該顯示模塊的每一列8×1的數(shù)據(jù)是低位在前,高位在后,為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)中西文的正確顯示,還需對(duì)通過(guò)上述方法取得的字模的每個(gè)字節(jié)的高低位進(jìn)行一次對(duì)調(diào),程序中使用了一個(gè)數(shù)組UpsetChar[]來(lái)實(shí)現(xiàn)。程序中使用的西文字符是16×8點(diǎn)陣,漢字是16×16點(diǎn)陣。

          Cygnal單片機(jī)通過(guò)間接訪問(wèn)方式控制OLED。其I/O端口需要進(jìn)行配置,配置如下:

        void C8051F020_output_config() {

        P2MDOUT = 0x00; //配置P2.5(lcd_wr),P2.6(lcd_rd),
                 //P2.7(lcd_rs)為推挽輸出方式
        P74OUT = 0xf3; //配置P5.0~P5.7(lcd_d0 lcd_d7)
                 //為推挽輸出方式
        }

          對(duì)顯示模塊進(jìn)行寫(xiě)指令操作和寫(xiě)數(shù)據(jù)操作分為寫(xiě)左半屏和寫(xiě)右半屏。寫(xiě)左右半屏的差別僅在于置位相應(yīng)的片選信號(hào),而寫(xiě)指令與寫(xiě)數(shù)據(jù)的差別在于寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)置位RS寄存器選擇信號(hào)。初始化操作完成顯示位置的確定和打開(kāi)顯示?,F(xiàn)以寫(xiě)左半屏命令和寫(xiě)左半屏數(shù)據(jù)為例,說(shuō)明各操作函數(shù)。

          (1) 寫(xiě)左半屏命令
        void wr_command1() {
           cs1=1; cs1=1; cs1=1;  //選擇左半屏
           cs2=0; cs2=0; cs2=0;
           read_status();     //讀BUSY位狀態(tài)
           r_w=0; r_w=0; r_w=0;
           P5=com;         //將命令字節(jié)送I/O口
           e=1; e=1; e=1;
           e=0; e=0; e=0;     //在E下降沿,命令字節(jié)被寫(xiě)
                       //入列驅(qū)動(dòng)器
        }

         ?。?) 寫(xiě)左半屏數(shù)據(jù)
        void wr_data1() {
           cs1=1; cs1=1; cs1=1;  //選擇左半屏
           cs2=0; cs2=0; cs2=0;
           read_status();     //讀BUSY位狀態(tài)
           d_i=1; d_i=1; d_i=1;
           r_w=0; r_w=0; r_w=0;
           P5=dat;         //將數(shù)據(jù)字節(jié)送I/O口
           e=1; e=1; e=1;
           e=0; e=0; e=0;     //在E下降沿,數(shù)據(jù)字節(jié)被寫(xiě)
                       //入列驅(qū)動(dòng)器
        }
          
          其中,讀狀態(tài)位的函數(shù)采用查詢(xún)標(biāo)志位的方式,即
        void read_status() reentrant {
           uchar busy;
           uchar temp;
           d_i=0; d_i=0; d_i=0;  //進(jìn)行指令操作
           r_w=1; r_w=1; r_w=1;  //進(jìn)行讀操作
           do {
             P5=0xff;
             e=1; e=1; e=1;
             busy=P5;       //讀入P5端口狀態(tài)
             e=0; e=0; e=0;
             temp=busy&0x80;
           }while(temp!=0);
        }

         ?。?) OLED初始化
        void init_lcd() {
           com=0xc0;       //從第0行開(kāi)始
           wr_command1();
           wr_command2();
           com=0x3f;       //打開(kāi)顯示
           wr_command1();
           wr_command2();
        }

          (4) OLED清屏
        void clear_lcd() {
          uchar column1;
          uchar page;
          for(page=0;page<8;page++) {
          com=(0xb8+page);   //設(shè)置頁(yè)號(hào)
          wr_command1();
          wr_command2();
          com=0x40;       //設(shè)置起始列為0,寫(xiě)操作完
                      //后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1
          wr_command1();
          wr_command2();
          for(column1=0;column1<64;column1++) {
                      //清左半屏
          dat=0;
          wr_data1();
          }
          for(column1=64;column1<128;column1++) {
                      //清右半屏
          dat=0;
          wr_data2();
            }
          }
        }

         ?。?) 顯示16×8字符的程序
        void lcd_write_char_code(uchar page8,uchar column8,uchar* block168)reentrant {
          uchar column1;
          set_position(page8,column8);//設(shè)置所寫(xiě)字符起始頁(yè)位置
          for(column1=0;column1<8;column1++) {
          dat=block168[column1];
                      //從字庫(kù)中取出上半頁(yè)8×8點(diǎn)陣字模數(shù)據(jù)
          dat=UpsetChar[dat];
                      //將每個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)高低位進(jìn)行對(duì)調(diào)
          if(column8<=7)
                      //如果設(shè)置的所寫(xiě)位置在左半屏,調(diào)用寫(xiě)左半屏
                      //數(shù)據(jù)的函數(shù)
          wr_data1();
          else
                      //如果設(shè)置的所寫(xiě)位置在右半屏,調(diào)用寫(xiě)右半屏
                      //數(shù)據(jù)的函數(shù)
          wr_data2();
          }
          page8++;
          set_position(page8,column8);//設(shè)置所寫(xiě)字符下半頁(yè)位置
          for(column1=8;column1<16;column1++) {
          dat=block168[column1];
                      //從字庫(kù)中取出下半頁(yè)8×8點(diǎn)陣字模數(shù)據(jù)
          dat=UpsetChar[dat];
                      //將每個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)高低位進(jìn)行對(duì)調(diào)
          if(column8<=7)
                      //如果設(shè)置的所寫(xiě)位置在左半屏,調(diào)用寫(xiě)左半屏
                      //數(shù)據(jù)的函數(shù)
          wr_data1();
          else
                      //如果設(shè)置的所寫(xiě)位置在右半屏,調(diào)用寫(xiě)右半屏數(shù)據(jù)的函數(shù)
          wr_data2();
            }
          }

          5 結(jié)論

          OLED顯示技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用前景。采用此技術(shù)的VGS12864E顯示模塊具有與MCU接口方便、顯示功能強(qiáng)和編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。上面介紹的接口設(shè)計(jì)與軟件編程已成功應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的系統(tǒng)工作參數(shù)的顯示,效果良好;再配合按鍵控制進(jìn)行反顯、參數(shù)設(shè)置、翻頁(yè)等,建立了良好的人機(jī)交互界面。



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