液晶显示模块DMF-50081在单片机系统中的应用

摘要：通过一个小型监控单元的设计实践，详细介绍了一种使用89C51单片机和大屏幕液晶显示模块DMF-50081，进行图形和文本混合显示的软硬件设计思路和编程技巧。给出了DMF-50081与单片机的硬件连接电路和部分程序代码。 关键词：单片机 SED1335控制器 图形汉字 DMF-50081 香港精电公司的DMF-50081点阵图形液晶显示模块是由大屏幕LCD液晶显示器、SED1335控制器、CCFL背光逆变器和DC-DC显示驱动电源四部分组成。它与同类液晶显示模块相比，具有显示信息量大、亮度高、微功耗、体积小、质量轻、超薄等诸多优点，在移动通讯、仪器仪表、电子设备、家用电器等各方面有着十分广泛的用途。 下面以DMF-50081在某工程项目中进行实时监控的实际应用系统为例，详细阐述DMF-50081液晶显示模块的应用方法。 1 DMF-50081模块说明 DMF-50081液晶显示器为320%26;#215;240点阵，能容纳16%26;#215;16点阵的汉字共20行%26;#215;15列，且具有较高分辨率（点为0.27%26;#215;0.27mm）。该器件的外型尺寸为139%26;#215;120mm，厚度为2.5mm,屏幕可视区为103%26;#215;79mm。显示方式为全透反显，显示颜色为兰底白字。屏幕右侧有14芯接口与SED1335控制板的J2接口相连，具体管脚说明见表1。由于LCD背光显示需要提供特殊电源，因此外围电路中除了提供正常电源外，还需要冷阴极背光电源逆变器和DC-DC变换器。屏幕下部用2芯背光驱动接口与CCFL背光逆变器输出相连。 表1 14芯LCD接口功能 管 脚 符 号 有效电平 功 能 1 FLM 高 帧起始信号 2 LP 高-低 数据锁存信号 3 CP 高-低 数据移位信号 4 MP 高/低 交流驱动信号 5 Vadj 负 对比度调整电压 6 Vcc +5V 正电源 7 Vss 0V 电源地 8 Vee 负 负电源 9～12 D0～D3 高/低 显示数据线 13 Doff 低 高：正常；低：关显示 14 NC - 空脚 1.2 SED1335控制器的引脚功能说明 SED1335控制器是日本SEIKO EPSON公司出品的液显示控制器，是一种宽工作电压型2.7～5.5V控制器，它在同类液晶显示控制器产生中是功能最强的一个。其主要特点有： *带有较强功能的I/O缓冲器； *指令功能丰富，四位数据可并行发送，最大驱动能力为640%26;#215;256点阵； *DMF-50081 LCD显示器件支持文本、图形和图文三层混排显示方式，可显示复杂的文字及图形，而且功能强大，操作灵活。 SED1335控制板外形尺寸为90%26;#215;50mm，板上有两个接口：分别为J1和J2，其中J1为单片机控制板接口（ 16针），J2为液晶显示器（LCD）接口。表2所列是与单片机系统进行接口的引脚功能说明。 表2 16芯MPU接口引脚功能 管 脚 名 称 有效电平 功 能 1 GND 0V 电源地 2 Vcc +5V 正电源 3 Vadj 负 显示对比度调整 4 WR 低 写信号 5 RD 低 读信号 6 CE 低 片选信号 7 A0 高/低 高：写命令字或读数据 低：写数据参数或读状态 8 RST 低 复位信号 9～16 DB0～DB7 高/低 数据线 SED1335的硬件部分由MPU接口单元、内部控制单元、驱动单元等组成。 接口单元具有功能较强的I/O缓冲器。它主要表现在两个方面：第一是MPU访问SED1335时，不须判断其“忙”状态，SED1335可随时准备接受MPU的访问，并在内部时序下及时把MPU发来的指令、数据传输就位。第二是指SED1335在接口单元设置了与8080系列和M6800系列MPU相适配的两种操作时序电路，它们可通过器件引脚的电平设置在二者中选择其一。 DMF-50081液晶显示模块中的控制单元由振荡器、功能逻辑电路、显示RAM管理电路、字符库及其管理电路以及可产生驱动时序的时序发生器组成。它可以管理64k字节显示RAM，显示RAM可设置为文本显示或图形显示方式，在两种显示方式下，显示RAM内的每个字节数据可对应不同的显示内容。SED1335在其内部字符发生器CGROM中固化了160种5%26;#215;7点阵字符。另外，器件中的驱动单元还具有各显示区的合成显示能力、传输数据的组织功能及产生液晶显示模块所需时序。 1.3 CCFL背光逆变器 该LCD模块采用的是CCFL背光，它是一种冷阴极荧光灯，具有亮度高、功耗低等特点，可适用于大面积显示所需的背光，但需要相对应的逆变器。本系统采用PYE-L10A型逆变器，它由典型的差分对振荡电路组成，其输出通过电容分成两路，可以同时点亮两个灯管。它使用方便，输入为+5V电压，输出为交流1300V（7mA）左右，频率在20～30kHz，具有极小的转换损耗和较高的输出效率。外型尺寸为43%26;#215;20%26;#215;13.7mm。通常被安装在单片机控制板上，两个交流输出端用高压线引出与LCD相连。由于CCFL使用的是高压供电，所以在使用时务必小心谨慎，以防止因高压短接损坏其它器件。另外，在使用时还应注意该接口引线不宜过长，不要使用排线作为其输出线。 1.4 驱动电源（DC-DC）电路 一般情况下，LCD液晶显示器件的驱动是通过建立一定电压的电场来实现的。由于LCD通常需要一个负电压的驱动电源。因此，该驱动电路采用MC34063 DC-DC转换芯片来生成负电压。该DC-DC的输入电压为5V，输入电流为60mA，板上具有调节电位器，输出的负电压可以在-2～-22V之间调节，以适应所有液晶显示模块驱动的需要。使用时，可将它靠近MPU接口，安装在单片机的控制板上。 2 系统硬件组成 该系统的硬件组成框图如图1所示。 图2所示是89C51单片机与SED1335控制板的硬件电路连接方法。 3 软件设计 该系统的程序设计使用MCS51系列汇编指令编制而成。SED1335的软件功能非常强大。它一共有14条指令，且多数指令都带有若干个参数。在硬件系统上电复位后，可通过软件根据所控制的液晶显示模块的特性和需要显示的方式来设置各个指令的参数以初始化系统，之后，就可以由单片机把数据直接送给SED1335的显示缓存，然后由SED1335来控制液晶显示。 下面通过一一个显示文本反白字符和16%26;#215;16图形汉字的程序来简要说明SED1335的文本和图形的混合显示。先在初始化子程序中将OVLAY参数在一、三区设置为文本属性，在二、四区设置为图形属性的二重异或合成显示方式（即01H）；然后再将DISPON/OFF参数设置为一至四区开显示（即56H）.反白显示字符是在图形区相关位置写入FFH，以使其与文本区的相关位置中的字符进行异或后显示，从而得到所需的显示效果。在图形方式下显示汉字时，可先将汉字取模，然后在程序区内建立汉字库，最后由程序再逐字节向图形区SAD2的相应单元写入即可。 下面给出用DMF-50081进行显示的部分软件程序代码： 主程序： MAIN：MOV SAD2L，#08H ；设置图形区SAD2光标初值 MOV SAD2H，#40H LCALL INTR ；调液晶初始化子程序 LCALL CLEAR ；调清显示子程序 LCALL CW_PR ；调显示字符子程序 LCALL DLYS ；调反白子程序 LCALL CCW_PR ；调显示汉字子程序 LOOP：NOP AJMP LOOP ……………………………………………………… 反白子程序： DLYS：MOV COUNT1，#08H CLOOP2：MOV COM，#46H ；CSRW代码 LCALL PR1 MOV DAT1，SAD2L ；设置参数CSR LCALL PR2 MOV DAT1，SAD2H LCALL PR2 MOV COM，#42H ；MWRITE代码 LCALL PR1 MOV COUNT2，#02H ；设置反白字符个数 MOV DPTR，#WD_ADD MOV A，#0FFH ；显示数据FFH CLOOP3：LCALL PR2 DJNZ COUNT2，CLOOP3 MOV A，#AP ADD A，TADDL MOV TADDL，A ；修改光标地址 CLR A ADDC A，TADDH MOV TADDH，A DJNZ COUNT1，CLOOP2 RET ……………………………………………………… 写指令代码子程序： PR1：PUSH DPL PUSH DPH MOV DPTR，#WC_ADD MOV A，COM MOVX @DPTR，A POP DPH POP DPL RET ……………………………………………………… 写参数及显示数据子程序 PR2：PUSH DPL PUSH DPH MOV DPTR，#WD_ADD MOV A，DAT1 MOVX @DPTR，A POP DPH POP DPL RET 4 结束语 通过本文所介绍的方法可以对图形和文本进行混合显示。其实，除去上述的静态显示方式外，也可以通过编程来完成字符的动态显示及一些特效（如字符的移动、渐变、闪烁）显示。