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1 概述 彩色液晶顯示器作為當(dāng)代高新技術(shù)的結(jié)晶產(chǎn)，不但具有超薄平臺(tái)、顯示信息豐富、色彩逼真的特點(diǎn)，而且還具有體積小、耗電省、壽命長(zhǎng)、無(wú)輻射、抗震、防爆等其它類(lèi)型顯示器無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，因而是工控儀表、機(jī)電設(shè)備等行業(yè)更新?lián)Q代的理想顯示器件。另外，隨著單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對(duì)于以單片機(jī)為核心構(gòu)成的高檔儀器儀表、信息家電、工控產(chǎn)品、數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)的人機(jī)界面友好性提供了越來(lái)越高的要求。要求不但可以顯示漢字，還要顯示圖像；如果能用五彩繽紛的色彩來(lái)顯示不同的信息則更理想。但是，對(duì)于軟硬件資源均十分緊張的普通單片機(jī)來(lái)說(shuō)，顯示漢字已十分勉強(qiáng)，更談不上圖形及彩色圖形的顯示了，即便對(duì)硬件功能強(qiáng)大的高性能單片機(jī)來(lái)說(shuō)，管理好彩色液晶顯示器也不是一件容易的事。因此對(duì)于普通單片機(jī)而言，具有友好的彩色人機(jī)界面將是十分困難的事件。 如果能像微機(jī)那樣，將具體的顯示過(guò)程由顯卡去管理，而CPU僅負(fù)責(zé)提供一下顯示數(shù)據(jù)，則將大大簡(jiǎn)化了顯示過(guò)程，從而解決彩色液晶顯示過(guò)程復(fù)雜的難題。YD-613智能彩色液晶顯示器即是具有彩色顯示管理功能的液晶顯示器。 2 性能特點(diǎn) YD-613是一款內(nèi)嵌高速管理單片機(jī)的智能液晶顯示器。該顯示器采用了顯示畫(huà)面預(yù)置技術(shù)，即將顯示內(nèi)容分為固定部分和變化部分。固定部分可在微機(jī)上進(jìn)行繪制、編輯、修改，然后將其作為預(yù)置畫(huà)面下載到顯示器內(nèi)E2PROM中保存。在需要顯示時(shí)，僅需使用簡(jiǎn)單的預(yù)置畫(huà)面調(diào)用指令就可調(diào)出來(lái)顯示預(yù)置畫(huà)面，不但可以循環(huán)、交替、重疊顯示，還可與變化部分的數(shù)據(jù)即現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)顯示的數(shù)據(jù)組合顯示。從而將上位機(jī)從繁雜的顯示管理工作解脫出來(lái)，也降低了對(duì)上位機(jī)的軟硬件要求。使用普通單片機(jī)即可構(gòu)成彩色晶人機(jī)界面。YD-613彩色液晶顯示器的性能特點(diǎn)如下： ①顯示點(diǎn)陣數(shù)320W×240H； ②內(nèi)含GB2312一級(jí)簡(jiǎn)體漢字庫(kù)，二級(jí)漢字庫(kù)可選； ③內(nèi)含高速MCU及顯示驅(qū)動(dòng)邏輯電路； ④顯示器提供忙信號(hào)輸出，以便能夠即時(shí)檢測(cè)模塊狀態(tài)； ⑤ 同時(shí)提供RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口及打印機(jī)并行接口兩種通信方式； ⑥ 命令式操作，可同時(shí)顯示彩色中西文、表格、直方圖、自由曲線； ⑦ 可選配套觸摸屏。 YD-613彩色液晶顯示器的性能指標(biāo)如表1所列。 指標(biāo)中文顯示15行×20列 可顯示字符西文ASCII、中文一級(jí)字庫(kù) 預(yù)置頁(yè)畫(huà)256頁(yè) 圖形點(diǎn)陣320ΧRGBΧ240 彩色方式TFT 視野方式130 亮度350 CDm2 顯示顏色64 通信接口串口、并口 輸入電壓DC 12V 消耗功率DC 12 V 900mA 保存溫度-20度~70度 工作環(huán)境溫度0度～50度 YD-613彩色液晶顯示器外部接口采用20腳針式插座。 引腳排列如圖2所示， 圖 （2） 引腳功能說(shuō)明如表2所列。 表2 YD-613引腳功能說(shuō)明 引腳號(hào)信號(hào)名稱(chēng)意 義備 注 1～3GND地- 4BUSY忙信號(hào)高電平有效 5～12DATA7～DATA0并口數(shù)據(jù)并口 13STB選通信號(hào)下降沿有效 14RXD接收數(shù)據(jù)串口 15 DTR緩沖數(shù)據(jù)串口 16BLC關(guān)背光 17Reset復(fù)位 18～20電源+12V 3 功能描述 3.1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)YD-613彩色液晶顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。 3.2 通信協(xié)議YD-613型彩色液晶顯示器具有串行和并行兩種通信方式。 （1）串行通信 YD-613串行通信采用標(biāo)準(zhǔn)RS-232通信方式，數(shù)據(jù)格式為：1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位。為了提高通信速度，顯示器內(nèi)設(shè)置了一個(gè)256字節(jié)的輸入緩沖區(qū)。在發(fā)送數(shù)據(jù)前，應(yīng)先檢查DTR信號(hào)。若DTR為高電平（TTL），表示緩沖區(qū)滿(mǎn)，要等到DTR信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑═TL）后再發(fā)送數(shù)據(jù)。如果每組的數(shù)據(jù)量少于256字節(jié)，同時(shí)每組之間又有足夠的間隔，則不判斷DTR位信號(hào)也可連續(xù)發(fā)送。 （2）并行通信并行通信使用打印機(jī)并行接口，并行口的時(shí)序圖如圖3所示。首先，準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，BUSY信號(hào)為低電平之后，發(fā)送一個(gè)STB信號(hào)（下降沿有效），等待0.5μs后再檢測(cè)BUSY信號(hào)。若為高電平，則表示本機(jī)正在處理數(shù)據(jù)或緩沖區(qū)已，等到該信號(hào)變?yōu)榈碗娖胶笤傺訒r(shí)5μs發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。 4 標(biāo)準(zhǔn)命令集 4.1 命令定義 YD-613彩色液晶顯示器作為智能顯示器的一項(xiàng)突出特點(diǎn)就是，避免了用戶(hù)敏瑣的點(diǎn)陣操作，只需使用簡(jiǎn)單的命令，就可顯示出漢字、字符和預(yù)置的圖形。YD-613的命令大致可以分為三種類(lèi)型：光標(biāo)控制、功能設(shè)置、圖形操作。這里以十六進(jìn)制碼格式給出YD-613的標(biāo)準(zhǔn)命令集，如表3所列。十六進(jìn)制格式適用于單片機(jī)作上位機(jī)，每條命令均以"ESC"（十六進(jìn)制碼的"1B"）打頭，后面緊跟命令代碼和所需要的參數(shù)。 YD-613命令使用規(guī)則如下： ①顏色代碼 液晶顯示器的圖形方式以光點(diǎn)（每個(gè)光點(diǎn)包含RGB三個(gè)色點(diǎn)）為最小點(diǎn)陣顯示單位。字符方式以8×16點(diǎn)陣為最小顯示塊單位，西文字符占一個(gè)顯示塊，16×16點(diǎn)陣的漢字占二個(gè)顯示塊。 放大顯示時(shí)，橫向放大的占橫向兩倍位置,縱向放大的占縱向兩行位置。 圖形點(diǎn)陣數(shù)與字符行列數(shù)，表示方便，在命令格式中以變量代替，其范圍見(jiàn)下表 GraphCol（像素列數(shù)）GraphRow（像素行數(shù)）TextCol（字符列數(shù)）TextRow（字符行數(shù)）MaxColor（最大顏色代碼） YD-613320240401564種 命令表中所用到的顏色代碼對(duì)應(yīng)如下： 可顯示64種顏色直接使用顏色數(shù)據(jù)作為顏色代碼，顏色在數(shù)據(jù)中的位置是： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0數(shù)據(jù)位 R2 R1 R0 G2 G1 G0 B1 B0對(duì)應(yīng)顏色 其中： R——紅色 G——綠色 B——藍(lán)色 當(dāng)顏色對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位為1時(shí)，表示亮，數(shù)據(jù)位為0時(shí)，表示暗。 例：如果顯示最亮的純紅色，則將顏色代碼設(shè)為 E0H； 如果顯示最亮的黃色，則將顏色代碼設(shè)為 FCH； 表3 YD-613彩色液晶顯示器標(biāo)準(zhǔn)命令集 十 六 進(jìn) 制 格 式說(shuō) 明 1B 0dn回邊換行 1B 10光標(biāo)稱(chēng)到行尾 1B 11光標(biāo)移到行首 1B 18BMP文件直接顯示 1B 19滿(mǎn)屏BMP文件調(diào)用 1B 1E光標(biāo)移到首行 1B 1F光標(biāo)移到尾行 1B 20 0～7寫(xiě)入整幅BMP文件 1B 20 08特種字庫(kù)傳送 1B 20 0A標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)傳送 1B 23置漢字方式 1B 24置西文字符方式 1B 25n自動(dòng)判別顯示數(shù)據(jù)的屬性 1B 26 m,n設(shè)定特種字庫(kù) 1B 27 No顯示特種字庫(kù)的第No個(gè)字模 1B 28(Block Page Num)寫(xiě)入單塊BMP文件 1B 29 Block Page X Y Wide High 在指定位置顯示指定大小的BMP文件 1B 2A x y color1 color2 用指定顏色填充閉合圖形 1B Nx ycolor 0<=n<8初始化曲線 1B 38m n光標(biāo)顏色 1B 41color x1 y1 x2 y2 畫(huà)實(shí)心矩形 1B 42color用指定的顏色清屏 1B 43color設(shè)置前景顏色 1B 44光標(biāo)下移1行 1B 45 b0 b1 b2,…，bn繪制曲線 1B 46 color x1 y1 x2 y2 畫(huà)線 1B 47x y 光標(biāo)移到（x y）位置 1B 48x y 光標(biāo)定位到指定像素 1B 4C光標(biāo)左移一字符位 1B 4Dn 設(shè)置放大倍數(shù) 1B 50n調(diào)用預(yù)置的第n頁(yè)圖像 1B 52n光標(biāo)右移n字符位 1B 53n 延時(shí) 1B 55光標(biāo)上移一行 1B 56n md將預(yù)置畫(huà)面寫(xiě)入用戶(hù)Flash 1B 57n 光標(biāo)顯示控制 1B 58n選擇覆蓋或重疊方式顯示 1B 59 color x y R畫(huà)圓 1B 5A color x1 y1 x2 y2畫(huà)空心矩形 ②放大顯示時(shí)，橫向放大的占橫向兩倍位置，縱向放大的占縱向兩行位置。 ③YD-613在圖形操作命令中，X方向坐標(biāo)值最大為320，用十六進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，必須占用2字節(jié)。因此凡命令中涉及到圖形坐標(biāo)的地方，X方向和Y方向均以2字節(jié)表示。低位字節(jié)在前，高位字節(jié)在后。 4.2 常用命令說(shuō)明 為便于YD-613彩色液晶顯示器在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用，下面對(duì)嵌八式系統(tǒng)中常用的命令說(shuō)明如下。 （1） 調(diào)用預(yù)置畫(huà)面命令參數(shù)n為調(diào)用用戶(hù)預(yù)置的第（n+1）頁(yè)面，n的取值范圍為（0，254。YD-613液晶顯示器規(guī)定，對(duì)于用戶(hù)ROM，每80H個(gè)單元為1頁(yè)，每幅畫(huà)面可能有1個(gè)或多個(gè)頁(yè)面。圖4YD-613 與單片機(jī)的串行接口電路 （2）置漢字顯示方式Y(jié)D-613彩色液晶顯示器的漢字庫(kù)字模均按照國(guó)標(biāo)碼的順序排列。漢字內(nèi)碼為兩個(gè)字節(jié)編碼，利用字節(jié)的最高位置"1"作標(biāo)志，而西文的內(nèi)部碼為七位編碼。 （3）置西文字符方式Y(jié)D-613液晶字庫(kù)的字模僅收錄了ASCII碼的前128個(gè)字符。置成西文字符方式后，在未改變成漢字顯示方式前，所有與命令無(wú)關(guān)的字節(jié)，都將作為西文字符顯示。 （4）重疊或覆蓋顯示方式顯示漢字和字符時(shí)采用重疊或覆蓋。n=1:表示重疊顯示，此種狀態(tài)下，漢字、西文字符的顯示速度比較快。n=0：表示覆蓋顯示，即在顯示漢字或字符之前，先用背景顏色清除一下該部位。此種狀態(tài)下的顯示速度慢，適用于在畫(huà)面的固定位置上顯示動(dòng)態(tài)信息。 （5）畫(huà)線命令參數(shù)color：顏色代碼。（x1 y1）：所畫(huà)線段的起點(diǎn)坐標(biāo)。（x2 y2）：所畫(huà)線段的終點(diǎn)坐標(biāo)，使用指定的顏色畫(huà)線。如果x1=x2，則所畫(huà)線段為垂線；如果y1=y2，則所畫(huà)線段為水平線段；如果x1=x2，y1=y2，則所畫(huà)線段為一點(diǎn)；如果x1≠x2,y1≠y2，則所畫(huà)線段為一斜線。 （6）繪制曲線以b0,b1,b2，……，bm為一組方向數(shù)據(jù)繪制曲線。Bn為結(jié)束符，bn大于等于80H則畫(huà)線結(jié)束。 YD-613在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用 5、 接口設(shè)計(jì) YD-613應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)時(shí)，既可使用并行方式，也可使用串行方式與系統(tǒng)接口。下面以MCS-51系列單片機(jī)為例，分別敘述各種接口方式。 ①并行接口方式1。當(dāng)用戶(hù)系統(tǒng)為總線擴(kuò)展方式時(shí)，YD-613使用并行方式與系統(tǒng)接口較方便。即將YD-613的DATA0～DATA7與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，BUSY接P1.0，STB接P1.1即可。 ②并行接口方式2。當(dāng)用戶(hù)系統(tǒng)為非總線擴(kuò)展應(yīng)用，而又有較多閑置的I/O口時(shí)，也可采用并行接口方式。如可將DATA0～P1.7相連，BUSY接P3.2，STB接P3.3 ③串行接口方式1。當(dāng)用戶(hù)系統(tǒng)I/O口線資源較為緊張時(shí)，可使用單片 機(jī)的UART串口并轉(zhuǎn)換為RS-232電平后與YD-613接口。由于YD-613只接收顯示數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送為單工，故此時(shí)僅使用單片機(jī)串行數(shù)據(jù)發(fā)送端TXD即可；同時(shí)，還應(yīng)點(diǎn)用單片機(jī)的一根口線，用于檢查YD-613的接收緩沖區(qū)滿(mǎn)信號(hào)。 ④串行接口方式2。當(dāng)用戶(hù)系統(tǒng)的UART串口已被占用時(shí)，可利用單片機(jī)一根未用的口線模擬生成一個(gè)通信協(xié)議為（4800.n.8.1）的軟串口。并轉(zhuǎn)換為RS-232電平后與YD-613接口。下面以串行接口方式1（即使用單片機(jī)的UART標(biāo)準(zhǔn)串口）為例，給出YD-613與單片機(jī)接口電路，如圖4所示。圖4中，AT89C52的TXD端經(jīng)MAX232轉(zhuǎn)換為RS-232電平后，與YD-613的RXD端相連。YD-613的緩沖區(qū)滿(mǎn)，指示信號(hào)DTR經(jīng)MAX232轉(zhuǎn)換為RS-232電平后與AT89C52的P3.0端相連。5.2 顯示程序這里以串行接口方式1為例，給出與力電路配套的顯示程序。顯示屏顯示內(nèi)容為紅色漢字"液晶"，綠色亮字顯示漢字"顯示器"及英文字符"1A2B"。液晶屏顯示的字符如圖5所示。 ⑤51匯編程序樣例 ;Language 51ASM Author:UREIKA ;主頻：11.059MHZ ;SMOD=0 ；BAUD=9600； P1.2接DTR ORG0000H SJMPMAIN ；程序從30H開(kāi)始 ORG0030H MAIN: MOVSP,#4FH ；設(shè)置棧指針 MOVPCON,#00H ；設(shè)置SMOD=0 MOVTMOD,#21H ；自動(dòng)裝入時(shí)間常數(shù)的8位定時(shí)器 MOVSCON,#01010000B ;8bit UART ；8bit UART MOV TH1,#0FDH ；設(shè)置波特率為9600 MOV TL1,#0FDH MOVTCON,#40H ；記數(shù)啟動(dòng) clrTI ；清發(fā)送中斷標(biāo)志 clrRI ；清接收中斷標(biāo)志 MOVP1,#0FFH ;WAIT LCD WORKING LCALLDELAY ；延時(shí) LCALLDELAY LCALLDELAY LCALLDELAY LCALLDELAY AGAIN:NOP MOVA,#1BH ACALLSEND MOVA,#42H ACALLSEND MOVA,#00H ；發(fā)送清黑屏指令1B 42 00 ACALLSEND MOVA,#1BH ACALLSEND MOVA,#42H ACALLSEND MOVA,#01H ；發(fā)送清蘭屏指令1B 42 00 ACALLSEND AJMPAGAIN ；循環(huán) SJMP$ SEND:CALLDELY ；發(fā)送子程序 JNBP1.2,SEND1 ;test DTR ；測(cè)試DTR信號(hào) SJMPSEND ；為高等待 SEND1:MOVSBUF,A ；為低將數(shù)據(jù)放入移位寄存器 JNBTI,$ ；發(fā)送標(biāo)志為0等待 CLRTI ；清發(fā)送標(biāo)志 SEND3:RET DELY:MOVR1,#30H ；延時(shí)子程序 DELY1:DJNZR1,DELY1 RET DELAY:MOVR1,#0FFH DELAY1:MOVR2,#0FFH DELAY2:DJNZR2,DELAY2 DJNZR1,DELAY1 RET END ；結(jié)束 51匯編程序樣例（并口） ;SETBEQU P32 ;選通信號(hào) ;BUSYEQU P3.3 ;忙信號(hào) ORG 0000H LJMP MAIN ;程序從100H開(kāi)始 ORG 100H MAIN: MOV A,#00H ;P1口設(shè)為輸出 MOV P1,A CLR P3.2 ;P3.2設(shè)為輸出 NOP ;空操作 Nop Nop SETB P3.3 ;P3.3設(shè)為輸入 LOOP:MOV R2,#09H ;設(shè)置表格 MOVDPT R,#COMMTAB LOOP1:CLR A ;發(fā)送表格 MOVC A,@A+DPTR LCALL SEND DJNZ R2,LOOP1 LCALL DELAYL SIMP LOOP SEND: ;發(fā)送子程序 NOP SEND1:JB P3.3SEND ;檢測(cè)忙信號(hào)，忙信號(hào)等待 MOV P1,A ;不忙，將數(shù)據(jù)放到P1口 CLR P3.2 ;選通信號(hào)發(fā)出 NOP NOP NOP NOP SETB P3.2 LCALL DELAY ;延時(shí) RET DELAY;MOV R3,#0FFH DELAY;NOP NOP NOP NOP DJNZ R3,DELAYA RET END ;結(jié)束 結(jié)語(yǔ) YD-613彩色液晶智能顯示器可為嵌入式系統(tǒng)提供一個(gè)友好的彩色人機(jī)界面；同時(shí)，由于其內(nèi)部具有顯示管理MCU，大大降低了嵌式系統(tǒng)使用彩色液晶顯示器的門(mén)坎，使用普通單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)彩色液晶屏的管理工作，從而可使嵌入式系統(tǒng)具有一個(gè)靚麗的外觀。目前受價(jià)格的制約，該產(chǎn)品僅應(yīng)用于彩色無(wú)紙記錄儀、GPS、智能儀器等高端電子產(chǎn)品中。相信隨著科技的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展，彩色液晶顯示器會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 |
