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字型点阵文本点阵式液晶字符反白和图形显示研究

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LCD Module,LCM)构成了整个IVC监控系统的人机界面部分。YM12864R点阵式液晶显示模块具有灵活的接口方式和简单的操作指令,构成的全中文人机交互图形界面既可以显示8×4行16×16点阵的汉字,也可以显示图形。模块内部设有2MB的中文字型CGROM和64×256点阵的GDRAM绘图区域;同时,提供4组可编程控制的16×16点阵造字空间。

1点阵式液晶硬件接口设计

  以ST7920为控制器的YM12864R点阵式液晶显示模块和单片机之间的接口方式有并行和串行两种。本文采用串行接口方式,单片机选用AVR公司的ATmega16。接口电路如图1所示。其中,PC4控制串行的片选信号(CS),低电平有效;PC5控制串行的数据线(SID);PC6控制串行的时钟输入(CLK)。ST7920通过VCC(+5 V)和GND之间串联一个10 kΩ的电阻来控制背光强度。如果不需要调节对比度,可以直接将VLCD引脚接VCC(+5 V),此时对比度最大。



2 文本显示及绘图显示

  2.1文本显示

  ST7920可以显示半宽的HCGROM字型、CGRAM字型以及中文CGROM三种字型,通过在DDRAM中写入的编码选择。文本显示DDRAM提供8个×4行的汉字空间,如下所示:



  字型编码如下:

  ①显示半宽HCGROM字型。将1字节写入DDRAM中,范围为02H~7FH的编码。

  ②显示半宽CGRAM字型。将2字节编码写入DDRAM中,总共有0000H、0002H、0004H、0006H四种编码。

  ③显示中文CGROM字型。将2字节编码写入DDRAM中,范围为A1AOH~FTFFH(GB码)或A140H~D75FH(BIG5码)的编码。

  2.2 绘图显示

  绘图显示GDRAM提供128×8字节的记忆空间。在更改绘图RAM时,先连续写入水平与垂直的坐标值,再写入2个字节的数据到绘图RAM中,而地址计数器(AC)会自动加1。在写入绘图显示RAM的期间,绘图显示功能必须关闭。整个写入绘图RAM的步骤如下:

  ①关闭绘图显示功能;

  ②先将水平的位元组坐标(X)写入绘图RAM地址,再将垂直的坐标(Y)写入绘图RAM地址;

  ③依次将D15~D8和D7~D0写入RAM中;

  ④打开绘图显示功能。

  图形显示坐标如图2所示。其中,水平方向X以字节单位,垂直方向Y以位为单位。



3 字符反白

  在实现人机交互界面菜单时,字符反白可以表示菜单中不同选项被选中的状态。液晶显示模块YM12864R的使用手册中提供了对应行的反白指令,但在原理上ST7920控制器的128×64点阵液晶等同于256×32点阵,第3行对应的文本显示(DDRAM)地址紧接着第1行,第4行对应的文本显示(DDRAM)地址紧接第2行。因此,用户对第1行执行反白显示操作时,第3行必然也反白显示;对第2行执行反白操作时,第4行也必然反白。可见,使用手册中自带的反白指令不能实现任意字符的反白。

  为了解决上述问题,可以将图形显示和字符显示结合起来使用。在ST7920控制器中,文本显示的DDRAM和图形显示的GDRAM是相互独立的,而最后显示到液晶上的结果则是,文本显示DDRAM中数据和图形显示GDRAM中数据的异或结果。

  如果要在液晶显示模块的某个点上呈现反白显示,那么就在该点绘图并且显示文本;如果要取消反白,只需用全“0”擦掉该点的绘图。这样,就可以实现YM12864R的任意字符的反白。

  字符反白程序流程如图3所示。其中,base_x表示绘图起始的行地址;Y_Pos表示绘图起始的列地址;第1行至第4行的起始地址分别是(0x80,0x80),(0xS0,0xg0),(0x88,0xS0)和(0x88,0x90)。


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