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PIC16F877單片機(jī)的圖形液顯示模塊接口技術(shù)
摘要：詳述PIC16F877單片機(jī)的MG-12232圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器的硬件接口電路特點(diǎn)和接口軟件編程方法。關(guān)鍵詞：PIC16F877LCD接口
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Intel8080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Intel8080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1MG-12232模塊的引腳定義
序號(hào)符號(hào)狀態(tài)功能說(shuō)明1Vcc-邏輯電源正2GND-邏輯電源地3V0-液晶顯示驅(qū)動(dòng)電源4RES-接口時(shí)序類型選擇5E2輸入主工作方式IC使能信號(hào)6E2輸入從工作方式IC使能信號(hào)7R/W輸入讀/寫選擇信號(hào)8A0輸入寄存器選擇信號(hào)9～16DB0～DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線（低位）17SLA-18SLK-背光燈負(fù)電源
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2SED1520F0A指令集
指令名稱控制信號(hào)控制代碼R/WA0D7D6D5D4D3D2D1D0顯示開/關(guān)指令001010111I/O顯示起始行設(shè)置00110顯示起行（0～31）設(shè)置頁(yè)地址00101110頁(yè)地址（0～3）設(shè)置列地址00
0
列地址（0～79）
讀狀態(tài)指令10BUSYADCOFF/ONRESET0000寫數(shù)據(jù)01顯示的數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)11顯示的數(shù)據(jù)ADC選擇指令0010100000/1靜態(tài)驅(qū)動(dòng)開/關(guān)0010100100/1占空比選擇0010101000/1改寫開始指令0011100000改寫結(jié)束指令0011101110復(fù)位0011100010
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：
lcdfialequ0x20;存放標(biāo)志位
sbdataequlcdflag+1;存放顯示數(shù)據(jù)
clmaddequsbdata+1;存放列地址
pageaddequclmadd+1;存放頁(yè)地址
pagenumequpageadd+1;存放總頁(yè)數(shù)
clmsumequpagenum+1;存放總列數(shù)
intscodeequclmsum+1;存放指令代碼
讀液晶顯示器狀態(tài)子程序
StebsfSTATUS,RP0;選中存儲(chǔ)區(qū)1
movlw0xff
movwfTRISD;設(shè)置D口為輸入
bcfSTATUS,RP0;選中存儲(chǔ)區(qū)0
bsfPORTB,4;E1=1
bsfPORTB,1;R/W=1
bcfPORTB,0;A0=0
TaemovfPORTD,0;將狀態(tài)字讀入W中
movwflcdfiag;將W中的狀態(tài)字存入lcdfiag中
btfsclcdflag,7;判斷D7位是否為0
gotoTae；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
Movwfintscode;指令暫存intscode
BcfPORTB,1;R/W=0
BcfPORTB,0;A0=0
movfintscode,0
movwfPORTD
bcfPORTB,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
Movwfsbdata；數(shù)據(jù)暫存sbdata
Movfclmadd,0
CallCwe；設(shè)置列地址
CallSte
BsfSTATUS,RP0
clrfTRISD;設(shè)置D口為輸出方式
bcfSTATUS,RP0
bsfPORTB,4;E1=1
bcfPORTB,1;R/W=0
bsfPORTB,0;A0=1
movfsbdata,0
movwfPORTD
bcfPORTB,4;E1=0,寫入數(shù)據(jù)
callSte
inctclmadd,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
movlw0xal；將控制命令放在W中
callCwe
bsfPORTB,4;E1=1
callSte;判是否忙
bsfSTATUS,RP0
clrfTRISD;設(shè)置D口輸出方式
bcfSTATUS,RP0
bsfPORTB,4;E1=1
bsfPORTB,1;R/W=1
bcfPORTB,0;A0=0
bsfSTATUS,RP0
movlw0xff
movwfTRISD;設(shè)置D口輸入方式
bcfSTATUS,RP0
movfPORTD,0
movwflcdflag;讀入狀態(tài)并查詢
btfsclcdflag,5;是否確定打開
gotoDisp
return
Disoff；關(guān)E1顯示
movlw0xae；控制命令入在W中
callCwe
bsfPORTB,4;E1=1
bsfPORTB,1;R/W=1
bcfPORTB,0;A0=0
bsfSTATUS,RP0
movlw0xff
movwfTRISD
bcfSTATUS,RP0
movfPORTD,0
movwflcdfiag;讀入狀態(tài)并查詢
btfsslcdfiag,5;判是否關(guān)閉
gogoDisoff
return
Cler；清屏
movlw0xb8;設(shè)置頁(yè)地址代碼
movwfpageadd
movlw0x04
movwfpagenum;設(shè)置總頁(yè)數(shù)
clr1movfpageadd,0
callCwe
movlw0x50;設(shè)置總列數(shù)
movwfclmsum;80或60列
movlw0x00
movwfclmadd;設(shè)置起始列
clr2movlw0x00
callDwe；寫入00H
clardecfszclmsum,1；本頁(yè)未清完
gotopageadd,1;頁(yè)號(hào)增1
decfszpagenum,1;4頁(yè)未清完
gotoclr1；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
callDisoff；關(guān)顯示
movlw0xa4;靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)
callCwe
movlw0xe2；復(fù)位
callCwe
movlw0xa0;ADC選擇正常輸出
callCwe
movlw0x9;占空比為1/32
callCwe
callCler；清零
callDisp;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。
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