12864LCD屏的基本原理以及使用方法

點(diǎn)陣式LCD屏的顯示原理
     在數(shù)字電路之中，所有的數(shù)據(jù)情況都是以0和1來保存的，對(duì)于LCD控制器進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)操作，可以得到一些不同的結(jié)果。對(duì)于顯示英文的操作，由于英文字母的種類比較少，只需要8位（一字節(jié)）就可以了。而對(duì)于中文來說，常用的卻有6000以上，于是我們的DOS前輩想了一個(gè)解決辦法，就是將ASCII表的高128個(gè)很少用到的數(shù)值以兩個(gè)為一組來表示出漢字，即：漢字的內(nèi)碼。而剩下的低128位的則留給英文字符來使用，即：英文的內(nèi)碼。

     那么，在得到了漢字的內(nèi)碼之后，還僅是一組數(shù)字而已，那又如何實(shí)現(xiàn)屏幕顯示呢？那么這就涉及到了文字的字模，字模雖然說也是一組數(shù)字，但是它的意義卻和數(shù)字的意義有了根本的變化，它是在用數(shù)字的各位信息來記載英文或者漢字的形狀，比如英文的'A'在字模的記載方式如下圖1所示：

圖1 “A”字模圖

     而中文的“你”在字模之中的記載卻如圖2所示：

圖2 “你”字模圖

12864點(diǎn)陣LCD屏簡(jiǎn)介
     12864是一種圖形點(diǎn)陣液晶屏,它主要是由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器以及128×64全點(diǎn)陣液晶屏所組成。它可以完成圖形的顯示，也可以顯示出8×4個(gè)(16×16點(diǎn)陣)漢字。

管腳號(hào)	管腳名稱	LEVER	管腳功能描述
1	VSS	0	電源地
2	VDD	+5.0V	電源電壓
3	V0	-	液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓
4	D/I(RS)	H/L	D/I=“H”，表示DB7∽DB0為顯示數(shù)據(jù) D/I=“L”，表示DB7∽DB0為顯示指令數(shù)據(jù)
5	R/W	H/L	R/W=“H”，E=“H”數(shù)據(jù)被讀到DB7∽DB0 R/W=“L”，E=“H→L”數(shù)據(jù)被寫到IR或DR
6	E	H/L	R/W=“L”，E信號(hào)下降沿鎖存DB7∽DB0 R/W=“H”，E=“H”DDRAM數(shù)據(jù)讀到DB7∽DB0
7	DB0	H/L	數(shù)據(jù)線
8	DB1	H/L	數(shù)據(jù)線
9	DB2	H/L	數(shù)據(jù)線
10	DB3	H/L	數(shù)據(jù)線
11	DB4	H/L	數(shù)據(jù)線
12	DB5	H/L	數(shù)據(jù)線
13	DB6	H/L	數(shù)據(jù)線
14	DB7	H/L	數(shù)據(jù)線
15	CS1	H/L	H:選擇芯片(右半屏)信號(hào)
16	CS2	H/L	H:選擇芯片(左半屏)信號(hào)
17	RET	H/L	復(fù)位信號(hào),低電平復(fù)位
18	VOUT	-10V	LCD驅(qū)動(dòng)負(fù)電壓
19	LED+	-	LED背光板電源
20	LED-	-	LED背光板電源

表1：12864LCD屏的引腳說明
     在使用12864LCD屏之前必須要先了解以下的功能器件后才能夠進(jìn)行編程。12864的內(nèi)部功能器件以及相關(guān)功能如下所示：
1. 指令寄存器(IR)
     IR它是用于寄存指令碼，與數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。當(dāng)D/I=0時(shí)，在E信號(hào)下降沿的作用之下，指令碼寫入IR。
2．?dāng)?shù)據(jù)寄存器(DR)
     DR是用來寄存數(shù)據(jù)的，與指令寄存器的寄存指令相對(duì)應(yīng)。當(dāng)D/I=1時(shí)，在下降沿的作用下，圖形顯示數(shù)據(jù)寫入DR，或者在E信號(hào)高電平的作用下由DR讀到DB7∽DB0數(shù)據(jù)總線。DR和DDRAM之間的數(shù)據(jù)傳輸是模塊內(nèi)部自動(dòng)執(zhí)行的。
3．忙標(biāo)志：BF
     BF的標(biāo)志是提供內(nèi)部的工作情況。BF=1是表示模塊在內(nèi)部操作，此時(shí)的模塊不會(huì)接受外部指令和數(shù)據(jù)。BF=0時(shí)，模塊為準(zhǔn)備的狀態(tài)，隨時(shí)可以接受外部的指令和數(shù)據(jù)。
     利用好STATUS READ的指令，就可以將BF讀到DB7的總線，從驗(yàn)?zāi)K的工作狀態(tài)。
4．顯示控制觸發(fā)器：DFF
     此觸發(fā)器是用于模塊的屏幕顯示開和關(guān)的控制。DFF=1是開顯示（DISPLAY OFF），DDRAM的內(nèi)容就會(huì)顯示在屏幕上，DFF=0為關(guān)顯示（DISPLAY OFF）。
     DDF的狀態(tài)是指令DISPLAY ON/OFF和RST信號(hào)所控制的。
5．XY地址計(jì)數(shù)器
     XY地址計(jì)數(shù)器就是一個(gè)9位的計(jì)數(shù)器。高3位的是X地址計(jì)數(shù)器，低6位的為Y地址計(jì)數(shù)器，XY地址計(jì)數(shù)器實(shí)際上就是作為DDRAM的地址指針，X地址計(jì)數(shù)器是DDRAM的頁指針，Y地址的計(jì)數(shù)器為DDRAM的Y地址指針。
     X地址的計(jì)數(shù)器是沒有記數(shù)功能的，只能夠用指令來設(shè)置。
     Y地址的計(jì)數(shù)器具有循環(huán)記數(shù)的功能，在各顯示數(shù)據(jù)寫入后，Y地址自動(dòng)加1，Y地址指針從0到63。
6．顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）
     DDRAM是來存儲(chǔ)圖形顯示數(shù)據(jù)的。數(shù)據(jù)為1則表示顯示選擇，數(shù)據(jù)為0則表示顯示非選擇。DDRAM與地址和顯示位置的關(guān)系詳細(xì)見DDRAM地址表。
7．Z地址的計(jì)數(shù)器
     Z地址計(jì)數(shù)器實(shí)際是一個(gè)6位計(jì)數(shù)器，此計(jì)數(shù)器具備有循環(huán)記數(shù)的功能，它是用于顯示行掃描同步的。當(dāng)一行掃描完成后，此地址的計(jì)數(shù)器會(huì)自動(dòng)加1，指向下一行掃描數(shù)據(jù)，RST復(fù)位后Z地址計(jì)數(shù)器為0。
     Z地址的計(jì)數(shù)器是可以用指令DISPLAY START LINE預(yù)置。因此，顯示屏幕的起始行就是由此指令控制，即DDRAM的數(shù)據(jù)從哪一行開始顯示在屏幕的第一行。此模塊的DDRAM一共64行，屏幕可以循環(huán)滾動(dòng)顯示出64行。
 
12864LCD的指令系統(tǒng)以及時(shí)序
     該類的液晶顯示模塊（即：KS0108B及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器）的指令系統(tǒng)就比較簡(jiǎn)單，總共只有七種。其指令表如下表所示：

指令名稱	控制信號(hào)		控制代碼
	R/W	RS	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
顯示開關(guān)	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1/0
顯示起始行設(shè)置	0	0	1	1	X	X	X	X	X	X
頁設(shè)置	0	0	1	0	1	1	1	X	X	X
列地址設(shè)置	0	0	0	1	X	X	X	X	X	X
讀狀態(tài)	1	0	BUSY	0	ON/OFF	RST	0	0	0	0
寫數(shù)據(jù)	0	1	寫數(shù)據(jù)
讀數(shù)據(jù)	1	1	讀數(shù)據(jù)

表2：12864LCD屏的指令表
各功能指令分別介紹如下。
· 顯示開/關(guān)指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00	00111111/0

當(dāng)DB0＝1時(shí)，LCD顯示RAM中的內(nèi)容；DB0＝0時(shí)，則關(guān)閉顯示。
2、顯示起始行（ROW）設(shè)置指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00	11顯示起始行（0～63）

該指令設(shè)置了對(duì)應(yīng)液晶屏最上一行的顯示RAM的行號(hào)，有規(guī)律地改變顯示起始行，可以使得LCD實(shí)現(xiàn)顯示滾屏的效果。
3、頁（PAGE）設(shè)置指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00	10111頁號(hào)（0～7）

顯示RAM共64行，分為8頁，每頁8行。
4、列地址（Y Address）設(shè)置指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
00	01顯示列地址（0～63）

設(shè)置了頁地址以及列地址，就唯一確定了顯示RAM中的一個(gè)單元，這樣MPU就可以用讀、寫指令來讀出該單元中的內(nèi)容或者向該單元寫進(jìn)一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。
5、讀狀態(tài)指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
10	BUSY0ON/OFFREST0000

該指令是用來查詢液晶模塊內(nèi)部控制器的狀態(tài)，各參量含義如下所示：
BUSY：1-內(nèi)部正在工作0-正常狀態(tài)
ON/OFF：1-顯示關(guān)閉0-顯示打開
RESET：1-復(fù)位的狀態(tài)0-正常的狀態(tài)
在BUSY和RESET的狀態(tài)時(shí)，除了讀狀態(tài)指令外，其它指令均不會(huì)對(duì)液晶顯示模塊產(chǎn)生作用。
在對(duì)液晶顯示模塊操作之前需要查詢BUSY狀態(tài)，以確定是否可以對(duì)液晶顯示模塊來進(jìn)行操作。
6、寫數(shù)據(jù)指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
01	寫數(shù)據(jù)

· 讀數(shù)據(jù)指令

R/WRS	DB7 DB6 DB5 DB4 DB3DB2DB1 DB0
11	讀顯示數(shù)據(jù)

     讀、寫數(shù)據(jù)指令每每執(zhí)行完一次讀、寫操作，列地址就會(huì)自動(dòng)增一。必須要注意的是，進(jìn)行讀操作之前，必須要有一次空讀操作，緊接著再讀才會(huì)讀出所要讀的單元中的數(shù)據(jù)。
12864點(diǎn)陣LCD屏軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)例
     通過以上的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在就來實(shí)際應(yīng)用12864LCD屏的軟硬件設(shè)計(jì)。本實(shí)例將會(huì)在LCD上顯示如圖3所示內(nèi)容：

圖3 模擬顯示的效果圖
     在調(diào)試之前先將顯示切換開關(guān)切換到LCD顯示狀態(tài)。


圖4 128*64LCD實(shí)驗(yàn)演示圖
硬件的原理圖

圖5 硬件原理圖
程序流程圖

圖6 軟件流程圖
軟件代碼
     在編寫軟件代碼之前必須要先掌握到漢字取模的方法。要得到上表之中的文字，我們可以借助取模軟件來完成。目前點(diǎn)陣LCD的取模軟件有很多，我們就以本開發(fā)板配套的取模軟件為例來介紹一下漢字的取模方法。
     打開取模軟件，會(huì)出現(xiàn)如下的顯示界面：

     在文字輸入?yún)^(qū)之中輸入文字，我們以輸入一個(gè)歡迎的“歡”字為例，了解其取模的過程。在文字輸入?yún)^(qū)中輸入“歡”后按CTRL+ENTER組合鍵后就看到“歡”字已經(jīng)在模擬顯示區(qū)中顯示出來了

     在“取模方式”之中選擇“C51格式”就可以在“點(diǎn)陣生成區(qū)”得到你想要的漢字“歡”的顯示代碼。
 
     經(jīng)過以上步驟之后。一個(gè)漢字就取模成功了，在程序中只要調(diào)用這一段代碼就可以顯示出漢字“歡”了，其它漢字也可以用同樣的方法。取完要顯示的全部漢字代碼后我們就可以開始編程了。