LCD顯示器與PIC單片機的接口設計

1引言

智能儀器儀表設計中，通常都要對測控信息進行顯示。受儀器功耗、體積及其它條件的影響，一般CRT顯示器往往不太適用。而半導體數(shù)碼管，雖能顯示數(shù)碼及少數(shù)字母，卻無法靈活顯示各種文字、圖形、表格等，有著較大的局限性。而LCD顯示器由于具有功能強、功耗低、顯示清晰、構造輕巧等優(yōu)點，被廣泛運用于各類智能儀器儀表的顯示。PIC單片機是美國MICROCHIP公司推出的高性能單片機，對比傳統(tǒng)MCS51系列單片機，它具有內置功能模塊多、抗干擾性好、速度快、功耗低等優(yōu)點，被廣泛應用于工業(yè)控制領域[1]。本文將以SED1520與PIC16F874為例介紹LCD顯示器與PIC單片機接口的實用方法。

2 SED1520的結構、指令及其與PIC單片機的接口電路

   
SED1520的結構框圖如圖1所示，它主要由定時計數(shù)器、行列地址寄存與譯碼電路、顯示RAM、MPU接口電路、LCD接口電路組成。它與外部的接口主要分三個部分：一部分是電源、復位信號和時鐘；一部分是LCD接口、另一部分是與MPU(微處理器)的接口。與LCD的接口一般已由提供液晶模塊的制造商負責，對于液晶模塊的使用者，只須掌握與MPU接口的部分。另外，SED1520還需要提供2KHZ的時鐘信號[2]。

SED1520的指令列表如表1，它的顯示存儲器共有4頁（對應頁地址0~3），每個頁面上都有80個字節(jié)(對應列地址為0~79)，每個字節(jié)中的8位數(shù)據(jù)都對應著顯示屏上同一列的8點行。列地址指針就是管理這80個字節(jié)單元的。列地址指針是一個7位加1計數(shù)器。由它和頁地址寄存器組合唯一指定了顯示存儲器的某一個單元。SED1520中的RAM共有32行，分為4頁，每頁8行，這樣如果按8*8點陣顯示字符，每頁可以寫一行10個字符，總共寫4行,而漢字一般是16*16點陣，則每行可顯示5個漢字，共可顯示兩行。如果將多個SED1520拼起來，就可組成不同顯示容量的液晶模塊，

SED1520與PIC16F874的接口電路如圖2所示。各引腳說明如下：

A0：指令/數(shù)據(jù)選擇 。高電平表示傳送的是數(shù)據(jù)，低電平表示傳送的是指令。

片選信號，低電平有效，高電平則MPU不訪問SED1520。

讀允許，低電平表示MPU從SED1520讀數(shù)據(jù)或指令，高電平無效。

寫允許，低電平表示MPU向SED1520寫數(shù)據(jù)或指令，高電平無效。

CL：時鐘輸入端。由PIC16F874的 RC1提供，讓其工作于PWM2輸出方式。

D0~D7：數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。

復位信號輸入端，低電平有效。

VDD：邏輯電源正。

VSS：邏輯電源地。

SED1520的指令的解釋和執(zhí)行不依賴外部時鐘，而是由內部時鐘同步的，所以它的指令執(zhí)行的速度很快，一般不需要檢測SED1520是否忙。由于PIC16F874的I/O口是輸出或輸入要對相應寄存器進行設置[3]，如圖2，PIC16F874的RD口在向SED1520寫數(shù)據(jù)時要被設置成輸出口，而讀數(shù)據(jù)時又要被設置成輸入口，為了精減程序和提高速度，我們可以不用讀SED1520的狀態(tài)，直接向其寫數(shù)據(jù)。這樣SED1520的RD腳直接接高電平，PIC16F874的RC3腳也可省下留作它用。

3具體編程實例

在具體的實際應用中，我們經(jīng)常要顯示漢字，一般漢字的字模如圖4，字節(jié)內部的8個位是橫排的，而對于SED1520，字節(jié)的8個位要豎排，即每個字符要跨8行顯示，需要按圖5顯示漢字

那么要將字模的各字節(jié)按位進行如下計算：將標準字模的字節(jié)組1的8個字節(jié)的bit7組合起來就成為SED1520漢字字模的字節(jié)1，bit6組合起來就成為SED1520漢字字模的字節(jié)2，依此類推，就可計算出SED1520漢字字模的32個字節(jié)，顯示時，先確定字節(jié)1的位置（頁地址與列地址），然后連續(xù)顯示字節(jié)1~字節(jié)16，再頁地址加1，列地址為字節(jié)1的列地址，設置好后送字節(jié)17~字節(jié)32即完一成個漢字顯示。我們將以12232為例介紹液晶模塊的使用方法，12232內置2個SED1520，通過片選來訪問不同的SED1520，它可顯示4行（對應0~3頁地址），每行可顯示122個字符，前61個字符對應左邊SED1520，后61個字符對應右邊SED1520，列地址0~60對應這61個字符的位置，列地址61~79沒有使用。對SED1520初始化的程序流程圖如圖3。清屏是將所有的顯示RAM內的數(shù)據(jù)置0，初始化后，要具體在某個位置顯示字符需要設置對應的頁地址（行）和列地址，然后向SED1520寫數(shù)據(jù)即可。以下為顯示部分初始化程序流程圖。

4 結束語

SED1520是一款性能價格比很高的LCD驅動芯片，將它與單片微機接口可用于各類儀表，具有硬件省、功耗低、軟件程序簡潔等特點。該接口設計已成功應用于電動汽車電量管理的顯示，證明該設計穩(wěn)定可靠。

本文作者創(chuàng)新點:單片機在對LCD控制器寫數(shù)據(jù)前一般都要先讀它是否忙,以免寫數(shù)據(jù)失敗,而PIC單片機的I/O口在讀與寫的功能轉換中要不停地更改該口的設置,這樣程序就很繁瑣，還有可能導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。作者在通過實際設計與應用后,對LCD控制器省去了讀狀態(tài)檢測,根據(jù)SED1520的數(shù)據(jù)手冊中介紹的讀寫時序,進行適當延時,這樣精減了程序還省下了在單片機系統(tǒng)設計中比較寶貴的I/O口，而且系統(tǒng)一直穩(wěn)定。