点阵式液晶图形显示模块画图功能的实现

点阵式液晶显示模块相对于段码式LCD或LED的区别在于不仅它可以显示字符，更重要的是可以画图。在很多的测试类设备中，需要设备能够实时的显示曲线以判断被测设备的工作状况，如果采用先保存数据然后送给上位机处理，会加重成本，而且很不方便，而采用段码式LCD或LED显然不能胜任，用点阵式图形液晶显示器可以方便的实现这些功能。 本文介绍的点阵式液晶显示模块是信利公司的MPG240128A1-7型，它的控制芯片是东芝公司的T6963C。 模块的特点 T6963C是点阵式液晶图形显示器，可以图形方式、字符方式、图形和字符合成方式显示，以及实现字符方式下的特征方式显示，还可以象CAD一样进行屏拷贝操作。本文中的液晶模块是240%26;#215;128点阵。 硬件实现 本液晶模块与MCU之间的数据传送可以通过串口方式，也可以通过并口方式来实现，图1是LCD模块与MCU80C196KC的并口方式下的接口图，其中： D0"D7与MCU的AD0"AD7相连，用来传送数据。 C/D可以与MCU的低位地址线相连，本例是连接AD1，用它区分送给LCD控制器的是命令(Code)还是数据(Data)。 /RESET在本图中也与VCC电源相连，含义是不使用硬件复位。 /RD和/WR分别连接MCU的读和写信号。 /CE连接MCU的译码地址。 VO是LCD需要的负电压。 关键步骤 LCD初始化 LCD初始化包括设置显示图形区首地址，图形区宽度，显示开关设置。 图形区首地址：在点阵式液晶图形显示器中，LCD屏幕上的每个显示单元对应一个地址，从左上角开始，从左到右，从上到下。在图形显示方式下，显示单元的单位是1%26;#215;8点阵(即一个字节)，对应于240%26;#215;128的屏幕，它有240%26;#215;128%26;#215;8＝3840个显示单元，一屏的地址范围是0_3839。命令控制字是24H和42H。有关命令字请详细参阅T6963C使用手册。 图形区宽度：它用来调整使用的有效显示窗口宽度，表示每行可有效显示的单元数。对于240%26;#215;128的显示屏，最多每行有240/8＝30个显示单元。命令控制字是43H。 显示开关设置是将相应的显示方式打开，例如要显示图形，则将图形方式控制位置1。命令控制字是98H。图2是初始化流程图。 屏读指令 要画出需要的图形，则必须知道图形每个点的坐标值，显然画图要按点控制。我们知道控制器的显示单元是1%26;#215;8点阵，也就是一次只能画一行8个点。这似乎有矛盾，但T6963C控制器提供了屏读指令，它可以将当前地址所指向的显示单元的值读到控制器的缓冲区，我们再通过数据总线读到MCU，这样我们把将要写入每个单元的值与原来的值相或，那么既不会破坏原来的值，又可以将新值写入，以实现我们所需要的按点控制的方式。屏读命令控制字是E0H。 软件实现 我们以正弦波为例说明具体画图过程。 在LCD屏幕上画正弦波，我们可以事先按一定采样率算出相应的点值。然后转换为LCD屏幕上点的坐标值，因为这样可以很直观地控制将要给相应位置显示的信息。以240%26;#215;128的屏幕为例，它的标范围是纵坐标0_127，横坐标0"29。要在240%26;#215;128的屏幕上画两个完整的正弦波，幅值为30(纵向30个点)，每个周期采样45个点，并带有横坐标和纵坐标。构造正弦波表格： TABLE_SIN[45]={ 0，4，8，12，16，19，22，25，27，29，30，30，30，29，28，26，24，21，18，14，10，6，2，-2，-6，-10，-14，-18，-21，-24，-26，-28，-29， -30，-30，-30，-29，-27，-25，-22，-19，-16，-12，-8， -4，0} 因为画图的显示单元是1%26;#215;8，一次画一个点，故画图时写入代码值是80H，40H，20H，10H，08H，04H，02H，01H，并且还要将正弦波的值转换为这几个值中的的一个，构造码值表格TABLE_DOT[8]={0x80，0x40，0x20，0x10，0x08，0x04，x02，0x01}。 下面介绍坐标转换过程： 正弦波的幅值代表的是它离横坐标的距离。假设原点在LCD屏幕上的坐标值是(1，60)，则将第i个点幅值转换为纵坐标的值是60-TABLE_SIN[i]，它的横坐标是i/8的商数，代码值是TABLE_DOT[i/8的余数]，这样我们调用画图程序就可以实现画正弦波。下面是具体画图的几个主要函数。 在主程序中有以下调用语句： for(i=10;i<110;i++)/画横坐标 graphic(0x80,2,i); for(i=1;i<29;i++)/画纵坐标 graphic(0x0ff,i,64); for(i=0;i<118;i++)/画正弦波 graphic(TABLE_DOT[i%8],2+i/8,64-TABLE_SIN[i]); 下面是屏读函数，读出给出缓冲区地址的值，并返回结果： unsigned char pindu(x,y) unsigned char x,y;{ unsigned char value; w2d(x,y,0x24); wd(0x0e0); value=r1d();/从LCD缓冲区读数据 return value; } 下面是在屏幕上画一个点的画点函数： void graphic(code,x,y) unsigned char code,x,y;/x坐标0"29 { unsigned int xy;/坐标变换中间变量 unsigned char oo,code1; /计算显示RAM地址 xy=y*30+x;/240为液晶屏一行显示的字符数 x=xy%256; y=8+xy/256;/图形缓冲区在高地址 w2d(x,y,0x24);/写入LCD code1=pindu(x,y); code=code1; w1d(code,0x0c0);写入LCD} 变量说明读者可以根据使用情况判断，函数r1d()，w2d()，w1d()分别是从LCD缓冲区读一个值，给缓冲区写两个数，写一个数函数。 笔者在给长庆油田开发的双参数测井仪设备中，采用了本液晶模块，里面需要画两个图形，一个是要测出抽油杆油梁的受力情况，根据画出图形判断油梁是否工作正常，另一个是画出微音传感器采样的声波波形来判断油井的大概深度。整个仪器小巧方便(重量只有2公斤)，具有很强的实用性。