0 引 言
人們在日常生活中，LCD占有很大的地位。人們使用的電腦、手機(jī)、車載系統(tǒng)、各種測量設(shè)備、顯示設(shè)備等等，都把LCD作為重要的人機(jī)接口，它把使用者需要的信息及時(shí)反應(yīng)出來。目前市場上存在著各種LCD和相對應(yīng)的驅(qū)動模塊，驅(qū)動模塊所帶的驅(qū)動程序都是針對本身模塊開發(fā)的，各種驅(qū)動程序之間通用性差，而且在不同的平臺上很難移植。每換一種LCD產(chǎn)品，都要根據(jù)它的驅(qū)動模塊重寫驅(qū)動程序。這樣產(chǎn)品開發(fā)資源浪費(fèi)，開發(fā)周期長，成本增加。本文將介紹一種LCD圖形液晶驅(qū)動器的使用方法以及程序裁剪、移植和擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)在任意坐標(biāo)上顯示圖形和漢字。這款驅(qū)動器不帶字庫，對需要顯示的漢字和字母通過字模產(chǎn)生器產(chǎn)生數(shù)據(jù)，通過程序設(shè)計(jì)把字體在LCD通過描點(diǎn)描述出來(本文所用的字模采用陽碼)。
1 典型圖形LCD驅(qū)動器NHC_313簡介
1．1 驅(qū)動器簡介
NHC_313驅(qū)動器驅(qū)動最大點(diǎn)陣數(shù)為640(列)×480(行)，顯示顏色為65536色(16位色)。本文所用的LCD為SHARP公司產(chǎn)品，產(chǎn)品型號為LQ104V1DG52。NHC_313有8位復(fù)用并行接口一數(shù)據(jù)總線和控制總線。MCU可以通過總線對LCD進(jìn)行操作，隨時(shí)寫顯示存儲器，而不影響顯示效果，即顯示不會出現(xiàn)“雪花”。NHC_313內(nèi)部有兩頁顯示緩存，使用人員可以讓一頁緩存的數(shù)據(jù)在LCD上顯示出來，同時(shí)可以對第二頁的緩存進(jìn)行操作。此驅(qū)動器與微處理器接口連接簡單，接口的讀、寫操作兼容8031總線時(shí)序。這款驅(qū)動器只是單純的圖形圖像顯示，沒有內(nèi)置字庫、圖形庫。如果設(shè)計(jì)人員要顯示漢字，必須要把需要的漢字用字模生成器產(chǎn)生字模的16進(jìn)制文件，然后通過程序控制把需要的字體逐一描到LCD上。驅(qū)動器的控制引腳如下：
WR：數(shù)據(jù)寫入，低電平有效
CS：片選端，低電平有效
A0：地址信號線0
A1：地址信號線1
DB0～DB7：數(shù)據(jù)總線
對NHC_313讀寫的時(shí)候采用8031時(shí)序，如圖1為NHC_313接口電路8031時(shí)序圖，在表1中列出了接口的時(shí)序特征參數(shù)。
當(dāng)驅(qū)動器與8051等I／O口讀寫速度不是很快的MCU連接時(shí)，I／O的特性其本上可以滿足表1的時(shí)序特征參數(shù)，圖2給出的是MCU和驅(qū)動器無縫連接的接口電路，這種方法是采用IO模擬時(shí)序的時(shí)候用到的引腳(不止局限于圖中列出的引腳)，本文建議采用I／O口模擬時(shí)序的方法控制驅(qū)動器。要注意的是如果I／O的讀寫速度過快則不能滿足接口時(shí)序特性參數(shù)。例如采用Silab公司的C8051F340作為NHC_313的MCU，由于C8051F340的內(nèi)部晶振為48MHz，I／O讀寫速度不能很好滿足時(shí)序特性(寫周期不能滿足)，所以在程序設(shè)汁中會看到有延時(shí)程序。而Atmel 8051系列單片機(jī)I／O可以滿足表1的時(shí)序參數(shù)特性，不需要加入延時(shí)程序。
表2為驅(qū)動器命令，由于顯示的像素點(diǎn)數(shù)為640(列)×480(行)，對于8位的I／O不能一次的把行和列的信息完全表示出來，由此設(shè)置了行列的高低地址(8位地址線只能表示0～255的地址信息)。
對驅(qū)動器進(jìn)行寫操作要遵循以下規(guī)律：
a)設(shè)定顯示頁和操作頁地址(A1=A0=1，CS=0，WR=0)
D1-D0設(shè)定列地址高字節(jié)；D2設(shè)定行地址高字節(jié)。開機(jī)時(shí)先執(zhí)行此操作再執(zhí)行其他操作。
b)寫行地址低字節(jié)。(A1=0，A0=1)
c)寫列地址低字節(jié)字節(jié)。(A1=1，A0=0)
d)連續(xù)寫兩次8位字節(jié)對應(yīng)一個(gè)像素點(diǎn)顏色(A1=0，A0=0)。第一個(gè)字節(jié)：
R4、R3、R2、R1、R0表示紅色灰度；G5、G4、G3、G2、G1、G0表示綠色灰度；B4、B3、B2、B1、B0表示藍(lán)色灰度。如在同一行內(nèi)連續(xù)寫數(shù)據(jù)不用每次重寫行坐標(biāo)和列坐標(biāo)，每一次“寫數(shù)據(jù)”操作后列地址自動加1，即每寫兩個(gè)字節(jié)顯示數(shù)據(jù)列地址自動加1。
1．2 關(guān)于液晶屏的簡單說明
本文中的液晶顯示器顯示的顏色數(shù)量為65536種一16位色，對一個(gè)像素點(diǎn)所要顯示的顏色需要用兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)來表示。需要注意的是，LCD的坐標(biāo)系同數(shù)學(xué)上的坐標(biāo)系有所不同，LCD的坐標(biāo)系如圖3所示。
坐標(biāo)系上的點(diǎn)和LCD的像素點(diǎn)是一一對應(yīng)的，每一個(gè)像素點(diǎn)用坐標(biāo)系的橫縱坐標(biāo)唯一標(biāo)識。由于八位的數(shù)據(jù)線只能表示0～255的范圍，所以把LCD分割成了圖3中的幾個(gè)區(qū)域，這些區(qū)域保證了橫縱坐標(biāo)范圍在0～255之內(nèi)，通過設(shè)置行列高低地址選擇所要顯示的區(qū)域。每個(gè)區(qū)域獨(dú)立為一個(gè)小的坐標(biāo)系，如圖3中的F區(qū)域所示，區(qū)域中的點(diǎn)用這個(gè)小坐標(biāo)系的坐標(biāo)唯一表示。例如在選擇LCD上點(diǎn)(630，420)，通過整體坐標(biāo)軸把這個(gè)點(diǎn)定位到F區(qū)，通過簡單的計(jì)算得知此點(diǎn)在F區(qū)域坐標(biāo)下的新坐標(biāo)值為(118，108)。選擇區(qū)域的過程就是設(shè)置行列高低地址的過程，也可以理解為地址的寫入為先寫如高地址，后寫入低地址，且地址的長度為11位，最高位為行列地址選擇位。為了方便理解和使用，本文把地址用區(qū)域來表示。例如選擇F區(qū)域，執(zhí)行操作：A1=A0=1，CS=0，WR=0，然后向控制器寫入D2D1D0=110。
