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    液晶顯示器嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用范文

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    液晶顯示器嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用

    1概述

    彩色液晶顯示器作為當(dāng)代高新技術(shù)的結(jié)晶產(chǎn),不但具有超薄平臺、顯示信息豐富、色彩逼真的特點(diǎn),而且還具有體積小、耗電省、壽命長、無輻射、抗震、防爆等其它類型顯示器無可比擬的優(yōu)點(diǎn),因而是工控儀表、機(jī)電設(shè)備等行業(yè)更新?lián)Q代的理想顯示器件。另外,隨著單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,對于以單片機(jī)為核心構(gòu)成的高檔儀器儀表、信息家電、工控產(chǎn)品、數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)的人機(jī)界面友好性提供了越來越高的要求。要求不但可以顯示漢字,還要顯示圖像;如果能用五彩繽紛的色彩來顯示不同的信息則更理想。但是,對于軟硬件資源均十分緊張的普通單片機(jī)來說,顯示漢字已十分勉強(qiáng),更談不上圖形及彩色圖形的顯示了,即便對硬件功能強(qiáng)大的高性能單片機(jī)來說,管理好彩色液晶顯示器也不是一件容易的事。因此對于普通單片機(jī)而言,具有友好的彩色人機(jī)界面將是十分困難的事件。

    如果能像微機(jī)那樣,將具體的顯示過程由顯卡去管理,而CPU僅負(fù)責(zé)提供一下顯示數(shù)據(jù),則將大大簡化了顯示過程,從而解決彩色液晶顯示過程復(fù)雜的難題。YD-611智能彩色液晶顯示器即是具有彩色顯示管理功能的液晶顯示器。

    2性能特點(diǎn)

    YD-611是一款內(nèi)嵌高速管理單片機(jī)的智能液晶顯示器。該顯示器采用了顯示畫面預(yù)置技術(shù),即將顯示內(nèi)容分為固定部分和變化部分。固定部分可在微機(jī)上進(jìn)行繪制、編輯、修改,然后將其作為預(yù)置畫面下載到顯示器內(nèi)E2PROM中保存。在需要顯示時(shí),僅需使用簡單的預(yù)置畫面調(diào)用指令就可調(diào)出來顯示預(yù)置畫面,不但可以循環(huán)、交替、重疊顯示,還可與變化部分的數(shù)據(jù)即現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)顯示的數(shù)據(jù)組合顯示。從而將上位機(jī)從繁雜的顯示管理工作解脫出來,也降低了對上位機(jī)的軟硬件要求。使用普通單片機(jī)即可構(gòu)成彩色晶人機(jī)界面。YD-611彩色液晶顯示器的性能特點(diǎn)如下:

    ①顯示點(diǎn)陣數(shù)320W×240H;

    ②內(nèi)含GB2312一級簡體漢字庫,二級漢字庫可選;

    ③內(nèi)含高速M(fèi)CU及顯示驅(qū)動(dòng)邏輯電路;

    ④顯示器提供忙信號輸出,以便能夠即時(shí)檢測模塊狀態(tài);

    ⑤同時(shí)提供RS-232C標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口及打印機(jī)并行接口兩種通信方式;

    ⑥命令式操作,可同時(shí)顯示彩色中西文、表格、直方圖、自由曲線;

    ⑦可選配套觸摸屏。

    YD-611彩色液晶顯示器的性能指標(biāo)如表1所列。

    表1YD-611彩色液晶顯示器件性指標(biāo)

    中文顯示15行×20列可顯示字符西文ASCII、中文一級字庫預(yù)置頁畫64圖形點(diǎn)陣320×240RGB彩色方式TFT視野方式140亮度CD/m2200顯示顏色16色通信接口串、并口輸入電壓DC12V消耗功率12V×800mA工作環(huán)境溫度30~60℃保存溫度-35~75℃

    YD-611彩色液晶顯示器外部接口采用20腳針式插座。引腳排列如圖1所示,引腳功能說明如表2所列。

    表2YD-611引腳功能說明

    引腳號信號名稱意義備注1~3GND地-4BUSY忙信號高電平有效5~12DATA7~DATA0并口數(shù)據(jù)并口13STB選通信號下降沿有效14RXD接收數(shù)據(jù)串口15DTR緩沖數(shù)據(jù)串口16~17NC空腳-18~20電源+12V-

    3功能描述

    3.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)

    YD-611彩色液晶顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

    3.2通信協(xié)議

    YD-611型彩色液晶顯示器具有串行和并行兩種通信方式。

    (1)串行通信

    YD-611串行通信采用標(biāo)準(zhǔn)RS-232通信方式,數(shù)據(jù)格式為:1個(gè)起始位,8個(gè)數(shù)據(jù)位,1個(gè)停止位。

    為了提高通信速度,顯示器內(nèi)設(shè)置了一個(gè)256字節(jié)的輸入緩沖區(qū)。在發(fā)送數(shù)據(jù)前,應(yīng)先檢查DTR信號。若DTR為高電平(TTL),表示緩沖區(qū)滿,要等到DTR信號變?yōu)榈碗娖剑═TL)后再發(fā)送數(shù)據(jù)。如果每組的數(shù)據(jù)量少于256字節(jié),同時(shí)每組之間又有足夠的間隔,則不判斷DTR位信號也可連續(xù)發(fā)送。

    (2)并行通信

    并行通信使用打印機(jī)并行接口,并行口的時(shí)序圖如圖3所示。首先,準(zhǔn)備好數(shù)據(jù),BUSY信號為低電平之后,發(fā)送一個(gè)STB信號(下降沿有效),等待0.5μs后再檢測BUSY信號。若為高電平,則表示本機(jī)正在處理數(shù)據(jù)或緩沖區(qū)已,等到該信號變?yōu)榈碗娖胶笤傺訒r(shí)5μs發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)。

    4標(biāo)準(zhǔn)命令集

    4.1命令定義

    YD-611彩色液晶顯示器作為智能顯示器的一項(xiàng)突出特點(diǎn)就是,避免了用戶敏瑣的點(diǎn)陣操作,只需使用簡單的命令,就可顯示出漢字、字符和預(yù)置的圖形。YD-611的命令大致可以分為三種類型:光標(biāo)控制、功能設(shè)置、圖形操作。這里以十六進(jìn)制碼格式給出YD-611的標(biāo)準(zhǔn)命令集,如表3所列。十六進(jìn)制格式適用于單片機(jī)作上位機(jī),每條命令均以“ESC”(十六進(jìn)制碼的“1B”)打頭,后面緊跟命令代碼和所需要的參數(shù)。

    YD-611命令使用規(guī)則如下:

    ①液晶顯示器圖形方式以光點(diǎn)為最小點(diǎn)陣顯示單位,每個(gè)光點(diǎn)包含RGB三個(gè)色點(diǎn);字符方式以8×16點(diǎn)陣為最小顯示塊單位,西文字符占一個(gè)顯示塊,16×16點(diǎn)陣的漢字點(diǎn)二個(gè)顯示塊。

    ②YD-611可顯示16種顏色,其顏色的取值范圍在[0,15]。表4為對應(yīng)的顏色代碼。

    表3YD-611彩色液晶顯示器標(biāo)準(zhǔn)命令集

    十六進(jìn)制格式說明1B0dn回邊換行1B10光標(biāo)稱到行尾1B11光標(biāo)移到行首1B18BMP文件直接顯示1B19滿屏BMP文件調(diào)用1B1E光標(biāo)移到首行1B1F光標(biāo)移到****1B200~7寫入整幅BMP文件1B2008特種字庫傳送1B200A標(biāo)準(zhǔn)字庫傳送1B23置漢字方式1B24置西文字符方式1B25n自動(dòng)判別顯示數(shù)據(jù)的屬性1B26m,n設(shè)定特種字庫1B27No顯示特種字庫的第No個(gè)字模1B28(BlockPageNum)寫入單塊BMP文件1B29BlockPageXYWideHigh在指定位置顯示指定大小的BMP文件1B2Axycolor1color2用指定顏色填充閉合圖形1BNxycolor0<=n<8初始化曲線1B38mn光標(biāo)顏色1B41colorx1y1x2y2畫實(shí)心矩形1B42color用指定的顏色清屏1B43color設(shè)置前景顏色1B44光標(biāo)下移1行1B45b0b1b2,…,bn繪制曲線1B46colorx1y1x2y2畫線1B47xy光標(biāo)移到(xy)位置1B48xy光標(biāo)定位到指定像素1B4C光標(biāo)左移一字符位1B4Dn設(shè)置放大倍數(shù)1B50n調(diào)用預(yù)置的第n頁圖像1B52n光標(biāo)右移n字符位1B53n延時(shí)1B55光標(biāo)上移一行1B56nmd將預(yù)置畫面寫入用戶Flash1B57n光標(biāo)顯示控制1B58n選擇覆蓋或重疊方式顯示1B59colorxyR畫圓1B5Acolorx1y1x2y2畫空心矩形

    表4顏色代碼

    01234567黑蘭綠青紅粉黃白89101112131415灰亮蘭亮綠亮青亮紅亮粉亮黃亮白

    ③放大顯示時(shí),橫向放大的占橫向兩倍位置,縱向放大的占縱向兩行位置。

    ④YD-611在圖形操作命令中,X方向坐標(biāo)值最大為320,用十六進(jìn)制數(shù)表示時(shí),必須占用2字節(jié)。因此凡命令中涉及到圖形坐標(biāo)的地方,X方向和Y方向均以2字節(jié)表示。低位字節(jié)在前,高位字節(jié)在后。

    4.2常用命令說明

    為便于YD-611彩色液晶顯示器在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用,下面對嵌八式系統(tǒng)中常用的命令說明如下。

    (1)調(diào)用預(yù)置畫面

    命令參數(shù)n為調(diào)用用戶預(yù)置的第(n+1)頁面,n的取值范圍為(0,127。YD-611液晶顯示器規(guī)定,對于用戶ROM,每80H個(gè)單元為1頁,每幅畫面可能有1個(gè)或多個(gè)頁面。

    圖4YD-611與單片機(jī)的串行接口電路

    (2)置漢字顯示方式

    YD-611彩色液晶顯示器的漢字庫字模均按照國標(biāo)碼的順序排列。漢字內(nèi)碼為兩個(gè)字節(jié)編碼,利用字節(jié)的最高位置“1”作標(biāo)志,而西文的內(nèi)部碼為七位編碼。

    (3)置西文字符方式

    YD-611液晶字庫的字模僅收錄了ASCII碼的前128個(gè)字符。置成西文字符方式后,在未改變成漢字顯示方式前,所有與命令無關(guān)的字節(jié),都將作為西文字符顯示。

    (4)重疊或覆蓋顯示方式

    顯示漢字和字符時(shí)采用重疊或覆蓋。

    n=1:表示重疊顯示,此種狀態(tài)下,漢字、西文字符的顯示速度比較快。

    n=0:表示覆蓋顯示,即在顯示漢字或字符之前,先用背景顏色清除一下該部位。此種狀態(tài)下的顯示速度慢,適用于在畫面的固定位置上顯示動(dòng)態(tài)信息。

    (5)畫線

    命令參數(shù)color:顏色代碼。(x1y1):所畫線段的起點(diǎn)坐標(biāo)。(x2y2):所畫線段的終點(diǎn)坐標(biāo),使用指定的顏色畫線。如果x1=x2,則所畫線段為垂線;如果y1=y2,則所畫線段為水平線段;如果x1=x2,y1=y2,則所畫線段為一點(diǎn);如果x1≠x2,y1≠y2,則所畫線段為一斜線。

    (6)繪制曲線

    以b0,b1,b2,……,bm為一組方向數(shù)據(jù)繪制曲線。Bn為結(jié)束符,bn大于等于80H則畫線結(jié)束。

    5YD-611在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用

    5.1接口設(shè)計(jì)

    YD-611應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)時(shí),既可使用并行方式,也可使用串行方式與系統(tǒng)接口。下面以MCS-51系列單片機(jī)為例,分別敘述各種接口方式。

    ①并行接口方式1。當(dāng)用戶系統(tǒng)為總線擴(kuò)展方式時(shí),YD-611使用并行方式與系統(tǒng)接口較方便。即將YD-611的DATA0~DATA7與單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連,BUSY接P1.0,STB接P1.1即可。

    ②并行接口方式2。當(dāng)用戶系統(tǒng)為非總線擴(kuò)展應(yīng)用,而又有較多閑置的I/O口時(shí),也可采用并行接口方式。如可將DATA0~P1.7相連,BUSY接P3.2,STB接P3.3。

    ③串行接口方式1。當(dāng)用戶系統(tǒng)I/O口線資源較為緊張時(shí),可使用單片機(jī)的UART串口并轉(zhuǎn)換為RS-232電平后與YD-611接口。由于YD-611只接收顯示數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)傳送為單工,故此時(shí)僅使用單片機(jī)串行數(shù)據(jù)發(fā)送端TXD即可;同時(shí),還應(yīng)點(diǎn)用單片機(jī)的一根口線,用于檢查YD-611的接收緩沖區(qū)滿信號。

    ④串行接口方式2。當(dāng)用戶系統(tǒng)的UART串口已被占用時(shí),可利用單片機(jī)一根未用的口線模擬生成一個(gè)通信協(xié)議為(4800.n.8.1)的軟串口。并轉(zhuǎn)換為RS-232電平后與YD-611接口。

    下面以串行接口方式1(即使用單片機(jī)的UART標(biāo)準(zhǔn)串口)為例,給出YD-611與單片機(jī)接口電路,如圖4所示。圖4中,AT89C52的TXD端經(jīng)MAX232轉(zhuǎn)換為RS-232電平后,與YD-611的RXD端相連。YD-611的緩沖區(qū)滿,指示信號DTR經(jīng)MAX232轉(zhuǎn)換為RS-232電平后與AT89C52的P3.0端相連。

    5.2顯示程序

    這里以串行接口方式1為例,給出與力電路配套的顯示程序。顯示屏顯示內(nèi)容為紅色漢字“液晶”,綠色亮字顯示漢字“顯示器”及英文字符“1A2B”。液晶屏顯示的字符如圖5所示。

    顯示程序見本刊網(wǎng)站(http:)。

    結(jié)語

    YD-611彩色液晶智能顯示器可為嵌入式系統(tǒng)提供一個(gè)友好的彩色人機(jī)界面;同時(shí),由于其內(nèi)部具有顯示管理MCU,大大降低了嵌放式系統(tǒng)使用彩色液晶顯示器的門坎,使用普通單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)彩色液晶屏的管理工作,從而可使嵌入式系統(tǒng)具有一個(gè)靚麗的外觀。目前受價(jià)格的制約,該產(chǎn)品僅應(yīng)用于彩色無紙記錄儀、GPS、智能儀器等高端電子產(chǎn)品中。相信隨著科技的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展,彩色液晶顯示器會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

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