摘要  本文討論了基于AT89C52單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的液晶顯示的實(shí)現(xiàn)，并介紹了一些處理漢字顯示的技巧。
關(guān)鍵詞  單片機(jī)  AT89C52  液晶  點(diǎn)陣顯示

1 引言

    隨著單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，用單片機(jī)控制漢字顯示已成為一種單片機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)。以前那種將漢字點(diǎn)陣編碼存入ROM ，在顯示時(shí)再調(diào)用的方法已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的需求。好的應(yīng)用所能顯示的決不能僅僅局限于顯示事先定義好的個(gè)別漢字，而應(yīng)該提供直接使用至少包含國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一、二級(jí)漢字字庫(kù)的功能。

2 芯片器件介紹

2.1 AT89C52單片機(jī)
    AT89C52單片機(jī)是EPROM型單片機(jī)，可尋址64KB字節(jié)的程序存儲(chǔ)器和64KB字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
以單片機(jī)為核心，配以一定的外圍電路和軟件，實(shí)現(xiàn)某些功能，就組成了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。
2.2 液晶顯示模塊
    我們選用北京精電蓬遠(yuǎn)公司的VPG12864T液晶顯示模塊，內(nèi)置T6963C控制器，實(shí)現(xiàn)了T6963C與行、列驅(qū)動(dòng)器及顯示緩沖區(qū)RAM的接口，帶有 LED邊光/底光，溫度范圍較廣，屬寬溫型，無(wú)須外部提供液晶驅(qū)動(dòng)電壓，點(diǎn)陣數(shù)為128×64，支持圖形、文本以及圖文合成方式的三顯示方式，且 T6963C帶有內(nèi)部字符集。
液晶模塊與微處理器MPU的接口電路有兩種方式：一是直接訪問方式，將AT89C52數(shù)據(jù)口P0直接與液晶模塊的數(shù)據(jù)口連接；二是采用間接控制方式，MPU通過I/O并行接口，模擬液晶模塊的時(shí)序，間接實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶顯示模塊的控制。本文討論的實(shí)現(xiàn)方法采用第一種方式。
2.3 字庫(kù)芯片
    字庫(kù)芯片采用具有256K空間的可編程ROM芯片都可以，我們采用了ATMEL公司的AT27C020芯片，其中燒錄含有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一、二級(jí)漢字的16×16點(diǎn)陣字庫(kù)。
    漢字點(diǎn)陣在字庫(kù)中的首地址由如下公式計(jì)算：
    起始地址=[(區(qū)號(hào)-1)×94+(位號(hào)-1)]×32
    自此起始地址起的后續(xù)32個(gè)字節(jié)就是該漢字的字模數(shù)據(jù)。從字庫(kù)芯片中的32個(gè)字節(jié)的字模數(shù)據(jù)按下表排列構(gòu)成漢字：

    其中，漢字由兩字節(jié)ASCII碼組成，分別減去0xA0即得到該漢字的區(qū)號(hào)和位號(hào)。這樣就可以直接由漢字的ASCII碼來(lái)計(jì)算該漢字在字庫(kù)中的地址：
     起始地址=[(第一字節(jié)-0xA1)×94+(第二字節(jié)-0xA1)]×32
    由于AT89C52最大尋址64K空間，所以在實(shí)現(xiàn)時(shí)將AT27C020分成多頁(yè)，每頁(yè)的空間不大于64KB，頁(yè)號(hào)通過譯碼器的有效輸出或其他擴(kuò)展方式確定。

3 硬件線路設(shè)計(jì)

    AT89C52與字庫(kù)芯片AT27C020及液晶顯示模塊VPG12864T的接口邏輯如圖1所示：
 

圖2　硬件邏輯接口

    由于AT89C52的最大尋址空間為64K，而AT27C020的空間為256K，因而要對(duì)尋址進(jìn)行擴(kuò)展。地址擴(kuò)展的方式有兩種，一種是利用MPU的IO 口進(jìn)行擴(kuò)展，AT27C020的低16位地址直接與MPU的地址線相連，而高2位則需進(jìn)行地址擴(kuò)展，上圖中AT27C020的A16和A17分別接到 AT89C52的P1.6和P1.7，片選信號(hào)CE接到P1.5上，此時(shí)尋址的頁(yè)大小為64KB（頁(yè)大小還可以根據(jù)需要設(shè)置為32KB，16KB等）。尋 址由軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如要讀38400H單元的內(nèi)容，可由下列程序?qū)崿F(xiàn)：

    此種方法實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單明了，不需額外的硬件，缺點(diǎn)是占用MPU的IO資源較多，適用于IO資源有富余的情況。在筆者的應(yīng)用中，MPU的IO需要余留給其他應(yīng)用，不能分配這么多的IO來(lái)，故采用另外一種方法，由硬件邏輯實(shí)現(xiàn)，見圖３：

 

    本例中的頁(yè)大小為32KB。AT27C020的片選信號(hào)CS1由地址線A15產(chǎn)生（即A15連到片選信號(hào)CE上），如要讀38400H單元的內(nèi)容，先由程 序產(chǎn)生高位地址AA17、AA16、AA15。對(duì)字庫(kù)芯片尋址時(shí)，先產(chǎn)生頁(yè)地址，再進(jìn)行頁(yè)內(nèi)尋址，利用此種方法可進(jìn)行多位地址的擴(kuò)展。舉例如下：

4 軟件的實(shí)現(xiàn)與控制

    VPG12864T液晶模塊的系統(tǒng)指令集其實(shí)就是T6963C控制器的指令集，模塊的初始化設(shè)置一般都由管腳設(shè)置完成。T6963C的指令可帶一個(gè)或兩個(gè) 參數(shù)，或無(wú)參數(shù)。每條指令的執(zhí)行都是先送入?yún)?shù)，再送入指令代碼，且每次操作之前要進(jìn)行狀態(tài)字檢測(cè)。T6963C的狀態(tài)字如下說(shuō)明。在處理顯示操作時(shí)，首 先要指定字符串、文字段的有效顯示位置。

    STA0：指令讀寫狀態(tài)
    STA1：數(shù)據(jù)讀寫狀態(tài)
    STA2：數(shù)據(jù)自動(dòng)寫狀態(tài)
    STA3：數(shù)據(jù)自動(dòng)讀狀態(tài)
    STA5：讀/寫出錯(cuò)狀態(tài)
    STA6：運(yùn)行控制器檢測(cè)
    STA7：閃爍狀態(tài)檢測(cè)
    另外STA4保留.
4.1 顯示字符
    VPG12864T液晶模塊字符的顯示有兩種實(shí)現(xiàn)方式，一是利用T6963C提供的字符集，另一種方法是將字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)存放在ROM內(nèi)，需要時(shí)以圖形方式顯示。當(dāng)電路驅(qū)動(dòng)能力不夠時(shí)，可以采用第二種方式。字符顯示相對(duì)比較簡(jiǎn)單，在這里不做詳細(xì)描敘。
4.2 顯示漢字
    處理漢字顯示時(shí)，由于VPG12864T液晶模塊是128×64點(diǎn)陣的，所以顯示16×16點(diǎn)陣的漢字一行最多顯示8個(gè)，且最多顯示4行。對(duì)于每一個(gè)漢字 的顯示，首先應(yīng)該計(jì)算該漢字在字庫(kù)中的地址，然后讀出該漢字的點(diǎn)陣排列。當(dāng)顯示至一行的末尾時(shí)要換行顯示。在處理漢字顯示時(shí)有兩種方法：一是一次只顯示一 個(gè)漢字，即對(duì)于每一個(gè)漢字，先計(jì)算出此漢字地址，讀出其點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，顯示完畢再處理下一個(gè)漢字，直到處理完所有的漢字；第二種方法是將所要顯示的所有漢字的 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)從字庫(kù)中讀出存放外部RAM中，再集中處理顯示的問題。本文討論的是后一種方法。
字符半角碼與全角碼有如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系：
 
    半角字符對(duì)應(yīng)的全角字符的起始地址的計(jì)算公式：
    起始地址=[(2×94+(ASCII-0x21))×32
    漢字顯示處理的流程如下（用“#”作為顯示漢字段的結(jié)束標(biāo)志）：

 
    在處理漢字顯示時(shí)，如果要實(shí)現(xiàn)漢字的反顯（例如實(shí)現(xiàn)菜單操作），將漢字的32字節(jié)字模數(shù)據(jù)分別與0xFF異或(XRL)運(yùn)算，或者取反(CPL)運(yùn)算后再顯示即可。
4.3 實(shí)現(xiàn)進(jìn)度條和動(dòng)畫
    進(jìn)度條顯示的原理就是在連續(xù)的位置不間斷地顯示一些點(diǎn)陣，來(lái)表示某事務(wù)的完成進(jìn)度。實(shí)現(xiàn)進(jìn)度條的程序如下。程序中用R1、R2記錄點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，RLEN記錄顯示的進(jìn)度條長(zhǎng)度范圍。





    上面的程序段中，ST01是判STA0、STA1狀態(tài)的子程序；DELAY是延時(shí)子程序，具體應(yīng)用時(shí)可根據(jù)需要設(shè)置延時(shí)的時(shí)間；C_ADD=8100H，表示指令通道地址，D_ADD=8000H，表示數(shù)據(jù)通道地址。
    顯示動(dòng)畫的與顯示進(jìn)度條原理大致相同，不同的是進(jìn)度條在不同位置顯示，而動(dòng)畫則在同一個(gè)位置交替顯示不同的點(diǎn)陣。動(dòng)畫顯示的例子略。