基于HD61202液晶顯示控制器和單片機實現(xiàn)接口設計

引言

信息的獲取主要通過顯示和人機交互界面，隨著電子技術和電子產品集成化的迅速發(fā)展，液晶顯示模塊在智能儀器儀表中實現(xiàn)了圖形和文本的混合顯示，實現(xiàn)了屏幕菜單人機對話操作，因而圖形液晶顯示模塊以其體積小、功耗低、開發(fā)周期短、安全可靠、使用靈活等優(yōu)點，在智能儀表中得到了越來越廣泛的應用。

本文以內置兩片或三片HD61202圖形液晶顯示控制器及HD61203驅動器組成的MGLS-12864、MGLS-19264的點陣式圖形液晶顯示模塊為例，介紹液晶顯示模塊與單片機的硬件電路接口設計、編程思路與要點，以及圖形液晶顯示模塊在實際應用中的程序流程。

1. 內置HD61202U顯示模塊的特性

HD61202是一種帶有列驅動輸出的液晶顯示控制器，它可以直接與8位微處理器相連，與行驅動器HD61203配合使用，組成液晶驅動控制系統(tǒng)，對液晶屏進行行、列驅動。本文以MGLS-12864為例介紹HD61202液晶顯示器控制電路及編程。

HD61202及其兼容控制驅動器的特點：

1） 內藏6464=4096位顯示RAM ，RAM中每位數(shù)據(jù)對應LCD 屏上一個點的亮、暗狀態(tài)；

2） HD61202 及其兼容控制驅動器是列驅動器具有64路列驅動輸出；

3） HD61202 及其兼容控制驅動器讀寫操作時序與68系列微處理器相符，因此它可直接與68 系列微處理器接口相聯(lián)；

4） HD61202 及其兼容控制驅動器的占空比為1/32-1/64。

2. 硬件接口電路

內置HD61202液晶顯示模塊與計算機的連接方式通常有兩種：直接訪問方式和間接控制方式。直接訪問方式是計算機以訪問存儲器或I/O設備的方式操作液晶控制模塊工作，以單片機為例，P0、P2口與液晶顯示模塊相連；而間接控制方式則是計算機通過自身的或系統(tǒng)的并行接口與液晶控制模塊相連，我們接觸到的間接控制一般是單片機P1、P3口與液晶顯示模塊相連而成的。

在實際應用中，單片機的 P0口 和P2口常被用作擴展總線，P3口又常用作它的第二功能，因此我們可以采用Z80-PIO或8255等并行芯片及74LS373鎖存器進行擴展，與液晶顯示模塊相連。本設計采取Z80-PIO作并行擴展口來控制內置HD61202液晶顯示模塊MGLS-12864。 PA口與MGLS-12864的八個數(shù)據(jù)總線相連，MGLS-12864的控制端通過PB口進行控制。Z80-PIO與MGLS-12864接口電路如圖1。

3. 軟件編程

3.1 HD61202指令系統(tǒng)和時序信號波形

MGLS-12864的控制器HD61202有一系列操作指令，通過指令可以實現(xiàn)對顯示屏的控制。設計過程中，根據(jù)HD61202的指令系統(tǒng)及與微處理器的時序信號波形圖等進行編程。HD61202指令系統(tǒng)見表1。液晶顯示模塊的控制端置、復位與讀寫信號的控制關系見圖2。

a） 顯示開關設置：D=1時LCD 顯示RAM 中的內容，D=0 時關閉顯示；

b） 顯示起始行設置：L0~L5在0~ 3FH （0~ 63行）范圍內取值；

c） 頁面地址設置：P0~P2：設置頁號（0~ 7），顯示RAM 共64行分8 頁，每頁8 行；

d） 列地址設置：C0~C5：設置顯示列地址0~ 3FH （0~ 63行）；

e） 控制器狀態(tài)：BUSY =1-內部在工作，BUSY =0-正常狀態(tài)；ON/OFF= 1-顯示關閉，ON/OFF =0-顯示打開；REST =1-復位狀態(tài)，REST =0-正常狀態(tài)。在BUSY 和REST 狀態(tài)時，除讀狀態(tài)指令外，其它指令均不對HD61202 及其兼容控制驅動器產生作用。在對HD61202 及其兼容控制驅動器操作之前要查詢BUSY 狀態(tài)，以確定是否可以對HD61202及其兼容控制驅動器進行操作。

f） 讀、寫數(shù)據(jù)指令每執(zhí)行完一次讀、寫操作，列地址就自動加一。必須注意的是，進行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會讀出所要讀的單元中的數(shù)據(jù)。

3.2 程序流程圖

實際的液晶顯示編程的過程一般是：首先編制出狀態(tài)查詢、寫指令、寫數(shù)據(jù)、讀數(shù)據(jù)等子程序，然后編制出清屏、畫點等基本子程序，最后才在此基礎上編寫顯示字符、數(shù)字、漢字及復雜的圖形等。本文給出內置HD61202液晶顯示模塊的寫指令、寫數(shù)據(jù)的流程圖。

3. 總結

本文的創(chuàng)新點是采用Z80-PIO并行芯片及74LS373鎖存器進行端口擴展，把Z80-PIO作為并行擴展口來控制內置HD61202液晶顯示模塊MGLS-12864。在對電路的硬件、軟件進行設計后，經過精心的調試，整個系統(tǒng)運行良好，并能正確地顯示圖文，實現(xiàn)了人機對話。同樣，此電路設計思路也可以應用到其它顯示模塊的接口設計中。隨著現(xiàn)代測控技術的發(fā)展，儀器儀表的智能化程度和可操作性要求越來越高，良好的人機界面越來越受到設計者的重視。本文介紹的液晶顯示模塊的功能、顯示方法及編程的技巧在測控領域有著廣泛的應用價值。

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