PIC16F877單片機的圖形液晶顯示模塊接口技術(shù)

　　引言

　　由于液晶顯示器（LCD）具有功耗低、體積小、質(zhì)量輕、超薄等其他顯示器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，它廣泛用于各種智能型儀器和低功耗電子產(chǎn)品中。點(diǎn)陣式（或圖形式） LCD不僅可以顯示字符、數字，還可以顯示各種圖形、曲線(xiàn)及漢字，并且可以實(shí)現屏幕上下左右滾動(dòng)、動(dòng)畫(huà)、閃爍、文本特征顯示等功能，用途十分廣泛。本文在簡(jiǎn)介液晶顯示器MG-12232的驅動(dòng)器SED1520F0A的結構、功能的基礎上，介紹了PIC16F877單片機的LCD硬件接口電路和軟件編程特點(diǎn)。

　　一、PIC16F877與MG-12232的硬件接口電路

　　1.SED1520F0A的接口信號

　　SED1520F0A屬行列驅動(dòng)及控制合一的小規模液晶顯示驅動(dòng)芯片，電路簡(jiǎn)單，經(jīng)濟實(shí)用，內含振蕩器，只須外接振蕩電阻即可工作。模塊工作的穩定性好。SED1520F0A與微處理器的接口信號如下。

　　DB0～DB7：數據總線(xiàn)。
　　A0：數據/指令選擇信號。A0=1表示出現在數據總線(xiàn)上的是數據；A0=0，表示出現在數據總線(xiàn)上的是指令或讀出的狀態(tài)。
　　RES：接口時(shí)序類(lèi)型選擇。RES=1為M6800時(shí)序，其操作信號是E和R/W；RES=0為Intel8080時(shí)序，操作信號是RD和WR。
　　RD（E）：在Intel 8080時(shí)序時(shí)為讀，低電平有效；在M6800時(shí)序時(shí)為使能信號，是個(gè)正脈沖，在下降沿處為寫(xiě)操作，在高電平時(shí)為讀操作。
　　WR（R/W）：在Intel 8080時(shí)序時(shí)為寫(xiě)，低電平有效；在M6800時(shí)序時(shí)為讀、寫(xiě)選擇信號，R/W=1為讀，R/W=0為寫(xiě)。

　　SED1520F0A與兩種總線(xiàn)的接口信號和時(shí)序的詳細資料見(jiàn)液晶顯示模塊使用手冊。

　　2.MG-12232模塊的引腳說(shuō)明

　　MG-12232模塊共有18個(gè)引腳，各引腳定義如表1所列。

　　表1 MG-12232模塊的引腳定義

　　3.PIC16F877與MG-12232模塊的接口電路

　　現以功能強、價(jià)格低的PIC16F877為例說(shuō)明 PIC與MG-12232模塊的硬件接口電路。其接口控制時(shí)序采用M6800操作時(shí)序，這樣 SED1520F0A引出的控制信號R/W，A0，E1和E2由PIC16F877的I/O端口portb的4個(gè)腳控制。接口電路如圖1所示。圖中利用可調電阻R3實(shí)現液晶的背光亮度調節，直接用電阻R2驅動(dòng)液晶的背光燈。由于PIC16F877的位操作指令豐富，所以用軟件不難模擬出M6800操作時(shí)序。

　　二、接口軟件編程

　　1.SED1520F0A指令集

　　SED1520F0A液晶顯示驅動(dòng)器有13條指令。表2所列的以與M6800系列MPU接口為例（RES=1）而總結出的指令。

　　表2 SED1520F0A指令集

　　2.MG-12232模塊的編程

　　下面是以圖1的接口電路為例編寫(xiě)的只含E1主方式的程序（表1中E1=1，E2=0）。E2從方式（表1中E1=0，E2=1）的程序類(lèi)推。

　　在系統程序的初始化部分應該對程序中用到的寄存器和臨時(shí)變量作說(shuō)明，如：

　　lcdfial equ 0x20 ;存放標志位
　　sbdata equ lcdflag+1 ;存放顯示數據
　　clmadd equ sbdata+1 ;存放列地址
　　pageadd equ clmadd+1 ;存放頁(yè)地址
　　pagenum equ pageadd+1 ;存放總頁(yè)數
　　clmsum equ pagenum+1 ;存放總列數
　　intscode equ clmsum+1 ;存放指令代碼
　　讀液晶顯示器狀態(tài)子程序
　　Ste bsf STATUS,RP0;選中存儲區1
　　movlw 0xff
　　movwf TRISD ;設置D口為輸入
　　bcf STATUS,RP0;選中存儲區0
　　bsf PORTB,4 ;E1=1
　　bsf PORTB,1 ;R/W=1
　　bcf PORTB,0 ;A0=0
　　Tae movf PORTD,0 ;將狀態(tài)字讀入W中
　　movwf lcdfiag ;將W中的狀態(tài)字存入lcdfiag中
　　btfsc lcdflag,7 ;判斷D7位是否為0
　　goto Tae ；D7=1，為忙狀態(tài)
　　return
　　對液晶顯示器發(fā)指令子程序（指令保存在W寄存器中）
　　Cwe
　　Movwf intscode ;指令暫存intscode
　　Bcf PORTB,1 ;R/W=0
　　Bcf PORTB,0 ;A0=0
　　movf intscode,0
　　movwf PORTD
　　bcf PORTB,4 ;E1=0寫(xiě)入指令
　　return
　　對液晶顯示器寫(xiě)數據子程序（數據保存在W寄存器中）
　　Dwe
　　Movwf sbdata ；數據暫存sbdata
　　Movf clmadd,0
　　Call Cwe ；設置列地址
　　Call Ste
　　Bsf STATUS,RP0
　　clrf TRISD ;設置D口為輸出方式
　　bcf STATUS,RP0
　　bsf PORTB,4 ;E1=1
　　bcf PORTB,1 ;R/W=0
　　bsf PORTB,0 ;A0=1
　　movf sbdata,0
　　movwf PORTD
　　bcf PORTB,4 ;E1=0,寫(xiě)入數據
　　call Ste
　　inct clmadd,1 ；列地址加1
　　return
　　液晶顯示器開(kāi)顯示、關(guān)顯示和清屏子程序
　　Disp ;開(kāi)E1顯示
　　movlw 0xal ；將控制命令放在W中
　　call Cwe
　　bsf PORTB,4 ;E1=1
　　call Ste ;判是否忙
　　bsf STATUS,RP0
　　clrf TRISD ;設置D口輸出方式
　　bcf STATUS,RP0
　　bsf PORTB,4 ;E1=1
　　bsf PORTB,1 ;R/W=1
　　bcf PORTB,0 ;A0=0
　　bsf STATUS,RP0
　　movlw 0xff
　　movwf TRISD ;設置D口輸入方式
　　bcf STATUS,RP0
　　movf PORTD,0
　　movwf lcdflag ;讀入狀態(tài)并查詢(xún)
　　btfsc lcdflag,5 ;是否確定打開(kāi)
　　goto Disp
　　return
　　Disoff ；關(guān)E1顯示
　　movlw 0xae ；控制命令入在W中
　　call Cwe
　　bsf PORTB,4 ;E1=1
　　bsf PORTB,1 ;R/W=1
　　bcf PORTB,0 ;A0=0
　　bsf STATUS,RP0
　　movlw 0xff
　　movwf TRISD
　　bcf STATUS,RP0
　　movf PORTD,0
　　movwf lcdfiag ;讀入狀態(tài)并查詢(xún)
　　btfss lcdfiag,5 ;判是否關(guān)閉
　　gogo Disoff
　　return
　　Cler ；清屏
　　movlw 0xb8 ;設置頁(yè)地址代碼
　　movwf pageadd
　　movlw 0x04
　　movwf pagenum ;設置總頁(yè)數
　　clr1 movf pageadd,0
　　call Cwe
　　movlw 0x50 ;設置總列數
　　movwf clmsum ;80或60列
　　movlw 0x00
　　movwf clmadd ;設置起始列
　　clr2 movlw 0x00
　　call Dwe ；寫(xiě)入00H
　　clar decfsz clmsum,1 ；本頁(yè)未清完
　　goto pageadd,1 ;頁(yè)號增1
　　decfsz pagenum,1 ;4頁(yè)未清完
　　goto clr1 ；返回繼續
　　return

　　有了以上的通用子程序，就可以構造出各種顯示程序，如字符、漢字、曲線(xiàn)等。當然，在這些程序執行前必須對液晶進(jìn)行初始化。初始化的順序為：關(guān)顯示→正常顯示驅動(dòng)設置→占空比設置→復位→ADC選擇→清屏→開(kāi)顯示。程序如下：

　　初始化子程序
　　Lcdinit
　　call Disoff ；關(guān)顯示
　　movlw 0xa4 ;靜態(tài)顯示驅動(dòng)
　　call Cwe
　　movlw 0xe2 ；復位
　　call Cwe
　　movlw 0xa0 ;ADC選擇正常輸出
　　call Cwe
　　movlw 0x9 ;占空比為1/32
　　call Cwe
　　call Cler ；清零
　　call Disp ;開(kāi)顯示
　　return

　　對于字符、漢字和曲線(xiàn)顯示的原理是類(lèi)似的。它們都是以字節為單位進(jìn)行顯示。關(guān)鍵在于形成字模庫時(shí)必須保證每個(gè)上字節數據的最高位是與每一列最下面一個(gè)點(diǎn)相對應，最低位與每一列最上面點(diǎn)相對應。當然，這可以用專(zhuān)門(mén)的軟件來(lái)生成相應的代碼，然后再將這些代碼逐字節地寫(xiě)到相應的頁(yè)和列。

　　結束語(yǔ)

　　PIC單片機與液晶模塊的接口只在硬件上滿(mǎn)足液晶模塊的接口要求，軟件上能夠模擬出要求的時(shí)序，并且初始化正確后，就可以隨心所欲地顯示信息了。

　　以上接口電路和程序在PIC試驗板上調試通過(guò)，可作為其他單片機與LCD接口的參考。