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本文以時序分析為出發(fā)點，簡要介紹了一種液晶顯示器與51系列單片機的普通型和改進型兩種接口方法，并給出了實際的電路及運行程序。 在許多使用單片機控制的場合，為改善人機界面，經(jīng)常要使用液晶顯示器顯示控制機構(gòu)的工作狀態(tài)及各種參數(shù)信息以供操作人員作出決策，由于液晶顯示器是一個低速器件，加上它對接口的要求比較特殊，使得單片機對它的控制變得較為煩瑣，從而占用了許多機器時間。在我們研制的數(shù)字錄音機中使用了一塊16×2的字符型液晶顯示器，由于單片機不斷地更新液晶顯示器上的顯示信息，同時又要處理語音數(shù)據(jù)，所以節(jié)約機器時間顯得尤為重要，為此我們采用以端口地址來區(qū)分命令的方法，成倍地節(jié)約了單片機對液晶操作的時間。 1. 硬件接口原理 在所設計的系統(tǒng)中使用的16×2字符型液晶顯示器為南京國顯電子公司生產(chǎn)，它與8031單片機的典型連接電路如圖1所示，模塊引腳功能如表1所列，此液晶顯示器的連接電路與一般接口電路的不同之處在于：對液晶的操作是在加到讀寫選擇引腳R/W及指令數(shù)據(jù)選擇引腳RS上的兩信號穩(wěn)定tAS(tAS>140ns)時間后，在片選信號E上再施加一個正向脈沖信號，在這一脈沖下降沿的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)，而一般接口電路是片選信號在整個操作過程中均有效。液晶顯示器的讀寫時序如圖2所示。 在圖1所示的典型電路中，按圖2的時序要求對液晶顯示器進行寫操作時，首先要在P2.5、P2.6送出一個狀態(tài)指示信號，表明將要進行的操作，然后在P1口上送出所寫的數(shù)據(jù)(命令)，然后使P2.7變高、再變低，這樣共需4條指令和4個指令周期。為節(jié)約時間，我們用了地址區(qū)分狀態(tài)的方法，具體電路見圖3。 采用圖3電路時，其寄存器的選擇功能如表2所列。 為確定圖3所示電路是否能滿足液晶顯示器的時序要求，我們需進一步分析由8051的讀寫時序而產(chǎn)生的RS、R/W、E信號的時間關系。圖4為其時序圖，從圖中可以看出：寫操作的時序及由此而產(chǎn)生RS、R/W、E及數(shù)據(jù)的時間關系(8051工作頻率為12MHz,故一個時鐘周期約為83ns)為： 地址建立時間tAS=4T(約332ns)；允許脈沖寬度PWEH=6T(約498ns)； 地址保持時間tAH=2T(約166ns)； 數(shù)據(jù)建立時間tDSW=7T(約580ns)； 而液晶顯示器要求tAS≥140ns，PWEH≥450ns，tAH≥10ns，tDSW≥195ns，因此均可滿足要求。 對讀周期的分析也可以得到同樣的結(jié)論，采用該改進電路后，對液晶的任何操作都可用一條MOVX指令完成，在此電路中ADDRESS=0000H表示寫指令寄存器； ADDRESS=08XXH表示讀忙標志和地址計數(shù)器；ADDRESS=04XXH表示寫數(shù)據(jù)寄存器；ADDRESS=0CXXH表示讀數(shù)據(jù)寄存器。因此指令的執(zhí)行時間是2個機器周期，比圖1電路節(jié)約了一半的時間，當對液晶顯示器的操作比較頻繁時，節(jié)約的時間是相當可觀的。 2.軟件示例程序?qū)Ρ? 2.1 典型應用程序 采用典型應用電路(圖1)的“寫命令”程序如下： mov p1,＃command；將命令內(nèi)容準備好 setb p2.5 clr p2.6 ；開始發(fā)送 setb p2.7 clr p2.7 setb p2.6 ；發(fā)送完畢 … 共需4個機器周期 2.2 改進應用程序 采用改進應用電路(圖3)的“寫命令”程序如下： commamd－ wr equ ＃0000h … mov dptr,command－wr；＃0000 表示將執(zhí)行“命令寫”操作 mov a,＃command ；將命令內(nèi)容準備好 movx @dptr,a ；發(fā)送命令 只需一條movx指令，2個機器周期 |
