液晶显示模块MGLS12864T在单兵短波数字通信系统中的应用

摘要：在简要地介绍了单兵短波数字通信系统的基础上，给出了MGLS12864T点阵液晶显示模块与第三代数字信号处理器（DSP）TMS320C31的硬件接口电路。介绍了在DSP控制下，用MGLS12864T实现汉字显示的编程技巧和软件开发流程。 关键词：MGLS12864T；DSP；短波；数字通信；液晶显示 １　引言 ２１世纪的战争以数字化战场为背景，而数字化战场的一个重要特点是信息可以直达单个士兵。采用基于软件无线电体制的设计思想，应用第三代数字信号处理器ＴＭＳ３２０Ｃ３１等器件构成短波自适应调制解调器，并将其和传统的小型短波电台相连接，再通过编写相应的软件程序即可构成可传输数据信息的单兵短波数字电台。而将ＭＧＬＳ１２８６４Ｔ点阵液晶显示模块应用于此单兵数字电台则可显示发送或接收的数据信息，从而实现屏幕显示的全中文化，以及由此引申的重要功能——中文信息直传。 ２　单兵短波数字通信系统简介 以ＴＭＳ３２０Ｃ３１数字信号处理器（ＤＳＰ）为核心，辅以数模转换芯片ＴＬＣ３２０４４等相应的外围器件构成的短波自适应调制解调器，在和小型短波单边带电台连接后，便可构成单兵短波数字通信系统中的一个单兵从站， 然后采用星型网络拓扑结构将若干个这样的从站组合在一起即可组成单兵短波数字通信系统。其中，短波调制解调器主要负责数字信号和模拟信号的转换、自动链路的建立、以及自适应选频和自适应数据传输等功能。人机界面采用ＭＧＬＳ１２８６４Ｔ点阵式液晶显示模块，并通过编制汉字库存储汉字字模（即点阵数据）。欲发送的数据由键盘输入，并经短波调制解调器处理后将数字信号转换为模拟信号，然后经电台发送出去。同时，调用汉字库中的汉字字模将数据信息显示在液晶显示屏上。相反，电台接收到的模拟信号经调制解调器转换为数字信号，并将信息显示在液晶显示屏上。单兵短波数字通信系统的单兵从站组成如图１所示。 ３ ＭＧＬＳ１２８６４Ｔ与ＤＳＰ接口电路设计 ＭＧＬＳ１２８６４Ｔ是内置Ｔ６９６３Ｃ控制器的１２８%26;#215;６４点阵式ＬＣＤ，通过对其内部的Ｔ６９６３Ｃ进行编程可实现各种汉字、图形的显示。Ｔ６９６３Ｃ具有一个内置字符发生器ＲＯＭ即ＣＧＲＯＭ，共有１２８个５%26;#215;７点阵的ＡＳＣＩＩ字符，同时具有ＣＧＲＡＭ功能，用户可以自定义所需的文字或符号，并可通过６４ｋＢ的显示ＲＡＭ来方便地设置文本、图形和用户自定义的显示数据缓冲区，同时也可显示ＡＳＣＩＩ字符、特殊字符、图形及汉字等。 ＴＭＳ３２０Ｃ３１中的数据总线与控制信号采用直接Ｉ／Ｏ设备访问形式来控制Ｔ６９６３Ｃ类液晶显示模块，ＭＧＬＳ１２８６４Ｔ与ＴＭＳ３２０Ｃ３１的接口电路如图２所示。 图中，ＴＭＳ３２０Ｃ３１的数据线Ｄ０～Ｄ７直接与液晶显示器的数据线相连接，Ｃ／ Ｄ信号由Ｃ３１的地址线Ａ０提供，Ａ０为１时为指令口地址；Ａ０为０时为数据口地址。片选信号ＣＥ与７４Ｆ１３８译码器的Ｙ６连接，可将译码地址设定为６０００００Ｈ。ＴＭＳ３２０Ｃ３１的读写信号线Ｒ／ Ｗ可作为ＭＧＬＳ１２８６４Ｔ显示模块的读(ＲＤ)、写(ＷＲ)控制信号。液晶显示模块的ＲＥＳＥＴ接至＋５Ｖ电源，通过Ｖ０端外的电位器可调节液晶的对比度。 ４　编程技巧与软件实现 ４．１ 指令传输流程 Ｔ６９６３Ｃ的初始化设置一般都由管脚设置来完成，因此，其指令系统主要集中于显示功能的设置。Ｔ６９６３Ｃ的指令可带一、两个参数，也可以无参数。每条指令的执行都是先送入参数如果有的话，再送入指令代码。每次操作之前最好先进行状态字检测。其双字节参数指令传输流程如图３所示。 ４．２ ＬＣＤ清显示ＲＡＭ子程序 由于Ｔ６９６３Ｃ的硬件复位ＲＥＳＥＴ功能仅对应于内部逻辑电路的初始化，且在开机后，ＬＣＤ显示缓冲区的内容是随机的。所以，Ｔ６９６３Ｃ首先应对显示缓冲区初始化清零，清零过程就是向全部存储单元写入００Ｈ。该数据在图形方式下为不显示状态数据，而在文本方式下正好是空格的字符代码。由于ＲＡＭ区的大小为８ｋ字节，所以要向数据口写８ｋ次００Ｈ。初始化的清零过程可应用自动写指令方式，其流程如图４所示。 ４．３ 显示初始化流程 一般在使用ＬＣＤ之前，都必须对ＬＣＤ显示屏进行初始化。该系统的字符和图形之间按“或”功能显示，同时应设置文本和图形缓冲区的起始地址和宽度，其显示初始化流程如图５所示。 ４．４ 字符显示 Ｔ６９６３Ｃ内部具有一字符发生器ＲＯＭ即ＣＧＲＯＭ，它中间共有１２８个５%26;#215;７点阵ＡＳＣＩＩ字符，同时具有ＣＧＲＡＭ功能，用户可以自定义所需文字或符号；并用６４ｋＢ的显示ＲＡＭ方便地设置文本、图形和用户自定义的显示数据缓冲区以显示ＡＳＣＩＩ字符、特殊字符、图形及汉字；对于字符显示，则可完全采用Ｔ６９６３Ｃ的内置字符。 ４．５ 汉字显示 在计算机汉字系统中，每个汉字内码为两字节编码，字节的最高位为１，而ＡＳＣＩＩ码为７位编码，最高位为０。因此，可根据字符值与１２８的比较来判断它是汉字还是ＡＳＣＩＩ码。国标ＧＢ２３１２－８０把汉字分为８７区，每区９４个字符。其中，１～１５区为常用符号区（包括０～９及大小写英文母）１６～８６ 区为常用汉字， 第８７区为生僻汉字。在常用汉字区，１６～５５区是一级汉字区，共３７５５个，其排列是以汉语拼音为序，从一声到四声，即从“啊(ａ)”排到“座(ｚｕｏ)”。对一般显示，前５５区就足够了，故笔者编写了一级汉字库（即１６～５５区)，并采用常用的１６%26;#215;１６点阵汉字结构,每一汉字占３２字节。这样，共需３２%26;#215;４０%26;#215;９４＝１２０３２０字节，利用ＵＣＤＯＳ中的汉字库，在ＵＣＤＯＳ环境下，采用ＰＩＣＫ-ＨＺＢ软件便可提取汉字字模。 汉字地址码是指在一个汉字系统中，某一汉字字型信息存放在库中的逻辑地址的编码。由于地址码＝[(内码第一字节－Ａ１Ｈ)%26;#215;９４＋(内码第二字节)]%26;#215;３２。因此，寻找一个汉字的字模信息首先要确定此汉字所处的区数；再确定在此区中的地址(字模地址)。具体如下： 区数号＝地址码／３２７８６ 字模地址＝(地址码／３２７６８的余数)%26;#215;３２＋８０００Ｈ ＭＧＬＳ１２８６４Ｔ液晶屏每屏可显示４行%26;#215;８列汉字，数据总线可直接访问外部字库，以读取某个汉字的显示码。字库的索引库共分为４０个区域，每个区域有９４个地址索引。每个汉字的内码都对应一个唯一的地址索引， 根据地址索引便可找到字库中与之相对应的字模地址。这样，从该字模地址中取出汉字的显示码，并将显示码写入液晶控制器Ｔ６９６３中显示ＲＡＭ区的指定地址，便可在液晶屏上的相应位置显示出来。图形方式下的汉字显示流程图如图６所示。 对于文本方式下的字符显示，ＬＣＤ每行可显示１６个字符(即００Ｈ－０ＥＨ)，一屏可显示８行。而对于图形显示方式下的汉字显示，ＬＣＤ每行可显示８个汉字，一屏可显示４行。当达到最大显示值时，通过编程可使显示内容自动换行或自动开始新的一屏。 ５　结束语 将部队现有的短波通信设备和高速调制解调器、ＭＧＬＳ１２８６４Ｔ等终端设备相结合研制的新型单兵短波通信设备，充分有效地发挥了部队现有短波电台的性能，实现了屏幕显示的全中文化，以及由此引申的重要功能—中文信息直传。此项目的成功研制，为研制适合中国国情和特点的单兵短波数字通信设备奠定了一定的基础。