摘要：通過一個(gè)小型監(jiān)控單元的設(shè)計(jì)實(shí)踐，詳細(xì)介紹了一種使用89C51單片機(jī)和大屏幕液晶顯示模塊DMF-50081，進(jìn)行圖形和文本混合顯示的軟硬件設(shè)計(jì)思路和編程技巧。給出了DMF-50081與單片機(jī)的硬件連接電路和部分程序代碼。

    關(guān)鍵詞：單片機(jī) SED1335控制器 圖形漢字 DMF-50081

香港精電公司的DMF-50081點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊是由大屏幕LCD液晶顯示器、SED1335控制器、CCFL背光逆變器和DC-DC顯示驅(qū)動(dòng)電源四部分組成。它與同類液晶顯示模塊相比，具有顯示信息量大、亮度高、微功耗、體積小、質(zhì)量輕、超薄等諸多優(yōu)點(diǎn)，在移動(dòng)通訊、儀器儀表、電子設(shè)備、家用電器等各方面有著十分廣泛的用途。

下面以DMF-50081在某工程項(xiàng)目中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)為例，詳細(xì)闡述DMF-50081液晶顯示模塊的應(yīng)用方法。

1 DMF-50081模塊說明

DMF-50081液晶顯示器為320×240點(diǎn)陣，能容納16×16點(diǎn)陣的漢字共20行×15列，且具有較高分辨率（點(diǎn)為0.27×0.27mm）。該器件的外型尺寸為139×120mm，厚度為2.5mm,屏幕可視區(qū)為103×79mm。顯示方式為全透反顯，顯示顏色為蘭底白字。屏幕右側(cè)有14芯接口與SED1335控制板的J2接口相連，具體管腳說明見表1。由于LCD背光顯示需要提供特殊電源，因此外圍電路中除了提供正常電源外，還需要冷陰極背光電源逆變器和DC-DC變換器。屏幕下部用2芯背光驅(qū)動(dòng)接口與CCFL背光逆變器輸出相連。
表1 14芯LCD接口功能

1.2 SED1335控制器的引腳功能說明

SED1335控制器是日本SEIKO EPSON公司出品的液顯示控制器，是一種寬工作電壓型2.7～5.5V控制器，它在同類液晶顯示控制器產(chǎn)生中是功能強(qiáng)的一個(gè)。其主要特點(diǎn)有：

*帶有較強(qiáng)功能的I/O緩沖器；

*指令功能豐富，四位數(shù)據(jù)可并行發(fā)送，驅(qū)動(dòng)能力為640×256點(diǎn)陣；

*DMF-50081 LCD顯示器件支持文本、圖形和圖文三層混排顯示方式，可顯示復(fù)雜的文字及圖形，而且功能強(qiáng)大，操作靈活。

SED1335控制板外形尺寸為90×50mm，板上有兩個(gè)接口：分別為J1和J2，其中J1為單片機(jī)控制板接口（ 16針），J2為液晶顯示器（LCD）接口。表2所列是與單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行接口的引腳功能說明。
表2 16芯MPU接口引腳功能

SED1335的硬件部分由MPU接口單元、內(nèi)部控制單元、驅(qū)動(dòng)單元等組成。

接口單元具有功能較強(qiáng)的I/O緩沖器。它主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：是MPU訪問SED1335時(shí)，不須判斷其“忙”狀態(tài)，SED1335可隨時(shí)準(zhǔn)備接受MPU的訪問，并在內(nèi)部時(shí)序下及時(shí)把MPU發(fā)來的指令、數(shù)據(jù)傳輸就位。第二是指SED1335在接口單元設(shè)置了與8080系列和M6800系列MPU相適配的兩種操作時(shí)序電路，它們可通過器件引腳的電平設(shè)置在二者中選擇其一。

DMF-50081液晶顯示模塊中的控制單元由振蕩器、功能邏輯電路、顯示RAM管理電路、字符庫及其管理電路以及可產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)時(shí)序的時(shí)序發(fā)生器組成。它可以管理64k字節(jié)顯示RAM，顯示RAM可設(shè)置為文本顯示或圖形顯示方式，在兩種顯示方式下，顯示RAM內(nèi)的每個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)可對應(yīng)不同的顯示內(nèi)容。SED1335在其內(nèi)部字符發(fā)生器CGROM中固化了160種5×7點(diǎn)陣字符。另外，器件中的驅(qū)動(dòng)單元還具有各顯示區(qū)的合成顯示能力、傳輸數(shù)據(jù)的組織功能及產(chǎn)生液晶顯示模塊所需時(shí)序。

1.3 CCFL背光逆變器

該LCD模塊采用的是CCFL背光，它是一種冷陰極熒光燈，具有亮度高、功耗低等特點(diǎn)，可適用于大面積顯示所需的背光，但需要相對應(yīng)的逆變器。本系統(tǒng)采用PYE-L10A型逆變器，它由典型的差分對振蕩電路組成，其輸出通過電容分成兩路，可以同時(shí)點(diǎn)亮兩個(gè)燈管。它使用方便，輸入為+5V電壓，輸出為交流1300V（7mA）左右，頻率在20～30kHz，具有極小的轉(zhuǎn)換損耗和較高的輸出效率。外型尺寸為43×20×13.7mm。通常被安裝在單片機(jī)控制板上，兩個(gè)交流輸出端用高壓線引出與LCD相連。由于CCFL使用的是高壓供電，所以在使用時(shí)務(wù)必小心謹(jǐn)慎，以防止因高壓短接損壞其它器件。另外，在使用時(shí)還應(yīng)注意該接口引線不宜過長，不要使用排線作為其輸出線。

1.4 驅(qū)動(dòng)電源（DC-DC）電路

一般情況下，LCD液晶顯示器件的驅(qū)動(dòng)是通過建立一定電壓的電場來實(shí)現(xiàn)的。由于LCD通常需要一個(gè)負(fù)電壓的驅(qū)動(dòng)電源。因此，該驅(qū)動(dòng)電路采用MC34063 DC-DC轉(zhuǎn)換芯片來生成負(fù)電壓。該DC-DC的輸入電壓為5V，輸入電流為60mA，板上具有調(diào)節(jié)電位器，輸出的負(fù)電壓可以在-2～-22V之間調(diào)節(jié)，以適應(yīng)所有液晶顯示模塊驅(qū)動(dòng)的需要。使用時(shí)，可將它靠近MPU接口，安裝在單片機(jī)的控制板上。

2 系統(tǒng)硬件組成

該系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示。

圖2所示是89C51單片機(jī)與SED1335控制板的硬件電路連接方法。

3 軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)使用MCS51系列匯編指令編制而成。SED1335的軟件功能非常強(qiáng)大。它一共有14條指令，且多數(shù)指令都帶有若干個(gè)參數(shù)。在硬件系統(tǒng)上電復(fù)位后，可通過軟件根據(jù)所控制的液晶顯示模塊的特性和需要顯示的方式來設(shè)置各個(gè)指令的參數(shù)以初始化系統(tǒng)，之后，就可以由單片機(jī)把數(shù)據(jù)直接送給SED1335的顯示緩存，然后由SED1335來控制液晶顯示。

下面通過一一個(gè)顯示文本反白字符和16×16圖形漢字的程序來簡要說明SED1335的文本和圖形的混合顯示。先在初始化子程序中將OVLAY參數(shù)在一、三區(qū)設(shè)置為文本屬性，在二、四區(qū)設(shè)置為圖形屬性的二重異或合成顯示方式（即01H）；然后再將DISPON/OFF參數(shù)設(shè)置為一至四區(qū)開顯示（即56H）.反白顯示字符是在圖形區(qū)相關(guān)位置寫入FFH，以使其與文本區(qū)的相關(guān)位置中的字符進(jìn)行異或后顯示，從而得到所需的顯示效果。在圖形方式下顯示漢字時(shí)，可先將漢字取模，然后在程序區(qū)內(nèi)建立漢字庫，由程序再逐字節(jié)向圖形區(qū)SAD2的相應(yīng)單元寫入即可。

下面給出用DMF-50081進(jìn)行顯示的部分軟件程序代碼：

主程序：

MAIN：MOV SAD2L，#08H ；設(shè)置圖形區(qū)SAD2光標(biāo)初值

MOV SAD2H，#40H

LCALL INTR ；調(diào)液晶初始化子程序

LCALL CLEAR ；調(diào)清顯示子程序

LCALL CW_PR ；調(diào)顯示字符子程序

LCALL DLYS ；調(diào)反白子程序

LCALL CCW_PR ；調(diào)顯示漢字子程序

LOOP：NOP

AJMP LOOP

………………………………………………………

反白子程序：

DLYS：MOV COUNT1，#08H

CLOOP2：MOV COM，#46H ；CSRW代碼

LCALL PR1

MOV DAT1，SAD2L ；設(shè)置參數(shù)CSR

LCALL PR2

MOV DAT1，SAD2H

LCALL PR2

MOV COM，#42H ；MWRITE代碼

LCALL PR1

MOV COUNT2，#02H ；設(shè)置反白字符個(gè)數(shù)

MOV DPTR，#WD_ADD

MOV A，#0FFH ；顯示數(shù)據(jù)FFH

CLOOP3：LCALL PR2

DJNZ COUNT2，CLOOP3

MOV A，#AP

ADD A，TADDL

MOV TADDL，A ；修改光標(biāo)地址

CLR A

ADDC A，TADDH

MOV TADDH，A

DJNZ COUNT1，CLOOP2

………………………………………………………

寫指令代碼子程序：

PR1：PUSH DPL

PUSH DPH

MOV DPTR，#WC_ADD

MOV A，COM

MOVX @DPTR，A

POP DPH

POP DPL

………………………………………………………

PR2：PUSH DPL

PUSH DPH

MOV DPTR，#WD_ADD

MOV A，DAT1

MOVX @DPTR，A

POP DPH

POP DPL

4 結(jié)束語

通過本文所介紹的方法可以對圖形和文本進(jìn)行混合顯示。其實(shí)，除去上述的靜態(tài)顯示方式外，也可以通過編程來完成字符的動(dòng)態(tài)顯示及一些特效（如字符的移動(dòng)、漸變、閃爍）顯示。