點(diǎn)陣式液晶圖形顯示模塊畫圖功能的實(shí)現(xiàn)
點(diǎn)陣式液晶顯示模塊相對(duì)于段碼式LCD或LED的區(qū)別在于不僅它可以顯示字符，更重要的是可以畫圖。在很多的測(cè)試類設(shè)備中，需要設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)的顯示曲線以判斷被測(cè)設(shè)備的工作狀況，如果采用先保存數(shù)據(jù)然后送給上位機(jī)處理，會(huì)加重成本，而且很不方便，而采用段碼式LCD或LED顯然不能勝任，用點(diǎn)陣式圖形液晶顯示器可以方便的實(shí)現(xiàn)這些功能。
本文介紹的點(diǎn)陣式液晶顯示模塊是信利公司的MPG240128A1-7型，它的控制芯片是東芝公司的T6963C。
模塊的特點(diǎn)
T6963C是點(diǎn)陣式液晶圖形顯示器，可以圖形方式、字符方式、圖形和字符合成方式顯示，以及實(shí)現(xiàn)字符方式下的特征方式顯示，還可以象CAD一樣進(jìn)行屏拷貝操作。本文中的液晶模塊是240×128點(diǎn)陣。 硬件實(shí)現(xiàn)
本液晶模塊與MCU之間的數(shù)據(jù)傳送可以通過(guò)串口方式，也可以通過(guò)并口方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，圖1是LCD模塊與MCU80C196KC的并口方式下的接口圖，其中：
D0~D7與MCU的AD0~AD7相連，用來(lái)傳送數(shù)據(jù)。
C/D可以與MCU的低位地址線相連，本例是連接AD1，用它區(qū)分送給LCD控制器的是命令(Code)還是數(shù)據(jù)(Data)。 /RESET在本圖中也與VCC電源相連，含義是不使用硬件復(fù)位。
/RD和/WR分別連接MCU的讀和寫信號(hào)。
/CE連接MCU的譯碼地址。
VO是LCD需要的負(fù)電壓。 關(guān)鍵步驟
LCD初始化
LCD初始化包括設(shè)置顯示圖形區(qū)首地址，圖形區(qū)寬度，顯示開關(guān)設(shè)置。
圖形區(qū)首地址：在點(diǎn)陣式液晶圖形顯示器中，LCD屏幕上的每個(gè)顯示單元對(duì)應(yīng)一個(gè)地址，從左上角開始，從左到右，從上到下。在圖形顯示方式下，顯示單元的單位是1×8點(diǎn)陣(即一個(gè)字節(jié))，對(duì)應(yīng)于240×128的屏幕，它有240×128×8＝3840個(gè)顯示單元，一屏的地址范圍是0_3839。命令控制字是24H和42H。有關(guān)命令字請(qǐng)?jiān)敿?xì)參閱T6963C使用手冊(cè)。
圖形區(qū)寬度：它用來(lái)調(diào)整使用的有效顯示窗口寬度，表示每行可有效顯示的單元數(shù)。對(duì)于240×128的顯示屏，最多每行有240/8＝30個(gè)顯示單元。命令控制字是43H。
顯示開關(guān)設(shè)置是將相應(yīng)的顯示方式打開，例如要顯示圖形，則將圖形方式控制位置1。命令控制字是98H。圖2是初始化流程圖。
屏讀指令
要畫出需要的圖形，則必須知道圖形每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，顯然畫圖要按點(diǎn)控制。我們知道控制器的顯示單元是1×8點(diǎn)陣，也就是一次只能畫一行8個(gè)點(diǎn)。這似乎有矛盾，但T6963C控制器提供了屏讀指令，它可以將當(dāng)前地址所指向的顯示單元的值讀到控制器的緩沖區(qū)，我們?cè)偻ㄟ^(guò)數(shù)據(jù)總線讀到MCU，這樣我們把將要寫入每個(gè)單元的值與原來(lái)的值相或，那么既不會(huì)破壞原來(lái)的值，又可以將新值寫入，以實(shí)現(xiàn)我們所需要的按點(diǎn)控制的方式。屏讀命令控制字是E0H。
軟件實(shí)現(xiàn)
我們以正弦波為例說(shuō)明具體畫圖過(guò)程。
在LCD屏幕上畫正弦波，我們可以事先按一定采樣率算出相應(yīng)的點(diǎn)值。然后轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)CD屏幕上點(diǎn)的坐標(biāo)值，因?yàn)檫@樣可以很直觀地控制將要給相應(yīng)位置顯示的信息。以240×128的屏幕為例，它的標(biāo)范圍是縱坐標(biāo)0_127，橫坐標(biāo)0~29。要在240×128的屏幕上畫兩個(gè)完整的正弦波，幅值為30(縱向30個(gè)點(diǎn))，每個(gè)周期采樣45個(gè)點(diǎn)，并帶有橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。構(gòu)造正弦波表格：
TABLE_SIN[45]={ 0，4，8，12，16，19，22，25，27，29，30，30，30，29，28，26，24，21，18，14，10，6，2，-2，-6，-10，-14，-18，-21，-24，-26，-28，-29， -30，-30，-30，-29，-27，-25，-22，-19，-16，-12，-8， -4，0}
因?yàn)楫媹D的顯示單元是1×8，一次畫一個(gè)點(diǎn)，故畫圖時(shí)寫入代碼值是80H，40H，20H，10H，08H，04H，02H，01H，并且還要將正弦波的值轉(zhuǎn)換為這幾個(gè)值中的的一個(gè)，構(gòu)造碼值表格TABLE_DOT[8]={0x80，0x40，0x20，0x10，0x08，0x04，x02，0x01}。
下面介紹坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程：
正弦波的幅值代表的是它離橫坐標(biāo)的距離。假設(shè)原點(diǎn)在LCD屏幕上的坐標(biāo)值是(1，60)，則將第i個(gè)點(diǎn)幅值轉(zhuǎn)換為縱坐標(biāo)的值是60-TABLE_SIN[i]，它的橫坐標(biāo)是i/8的商數(shù)，代碼值是TABLE_DOT[i/8的余數(shù)]，這樣我們調(diào)用畫圖程序就可以實(shí)現(xiàn)畫正弦波。下面是具體畫圖的幾個(gè)主要函數(shù)。
在主程序中有以下調(diào)用語(yǔ)句：
for(i=10;i<110;i++)/畫橫坐標(biāo)
graphic(0x80,2,i);
for(i=1;i<29;i++)/畫縱坐標(biāo)
graphic(0x0ff,i,64);
for(i=0;i<118;i++)/畫正弦波
graphic(TABLE_DOT[i%8],2+i/8,64-TABLE_SIN[i]);
下面是屏讀函數(shù)，讀出給出緩沖區(qū)地址的值，并返回結(jié)果：
unsigned char pindu(x,y)
unsigned char x,y;{
unsigned char value;
w2d(x,y,0x24);
wd(0x0e0);
value=r1d();/從LCD緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)
return value;
}
下面是在屏幕上畫一個(gè)點(diǎn)的畫點(diǎn)函數(shù)：
void graphic(code,x,y)
unsigned char code,x,y;/x坐標(biāo)0~29
{ unsigned int xy;/坐標(biāo)變換中間變量
unsigned char oo,code1;
/計(jì)算顯示RAM地址
xy=y*30+x;/240為液晶屏一行顯示的字符數(shù)
x=xy%256;
y=8+xy/256;/圖形緩沖區(qū)在高地址
w2d(x,y,0x24);/寫入LCD
code1=pindu(x,y);
code=code1;
w1d(code,0x0c0);寫入LCD}
變量說(shuō)明讀者可以根據(jù)使用情況判斷，函數(shù)r1d()，w2d()，w1d()分別是從LCD緩沖區(qū)讀一個(gè)值，給緩沖區(qū)寫兩個(gè)數(shù)，寫一個(gè)數(shù)函數(shù)。
筆者在給長(zhǎng)慶油田開發(fā)的雙參數(shù)測(cè)井儀設(shè)備中，采用了本液晶模塊，里面需要畫兩個(gè)圖形，一個(gè)是要測(cè)出抽油桿油梁的受力情況，根據(jù)畫出圖形判斷油梁是否工作正常，另一個(gè)是畫出微音傳感器采樣的聲波波形來(lái)判斷油井的大概深度。整個(gè)儀器小巧方便(重量只有2公斤)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
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