液晶显示器在嵌入式系统中的应用

1、液晶显示器在嵌入式系统中的应用                 液晶显示器在嵌入式系统中的应用摘要：介绍可预置画面的智能彩色液晶显示器YD-611；详尽描述显示器性能特点、接口方式及标准命令集；给出与嵌入式系统的接口方式、接口电路设计及具体编程方法。关键词：智能 彩色液晶显示器 单片机1 概述彩色液晶显示器作为当代高新技术的结晶产，不但具有超薄平台、显示信息丰富、色彩逼真的特点，而且还具有体积小、耗电省、寿命长、无辐射、抗震、防爆等其它

2、类型显示器无可比拟的优点，因而是工控仪表、机电设备等行业更新换代的理想显示器件。另外，随着单片机与嵌入式系统应用领域的不断扩大，对于以单片机为核心构成的高档仪器仪表、信息家电、工控产品、数据采集等系统的人机界面友好性提供了越来越高的要求。要求不但可以显示汉字，还要显示图像；如果能用五彩缤纷的色彩来显示不同的信息则更理想。但是，对于软硬件资源均十分紧张的普通单片机来说，显示汉字已十分勉强，更谈不上图形及彩色图形的显示了，即便对硬件功能强大的高性能单片机来说，管理好彩色液晶显示器也不是一件容易的事。因此对于普通单片机而言，具有友好的彩色人机界面将是十分困难的事件。如果能像微机那样，将具体的显示过程

3、由显卡去管理，而CPU仅负责提供一下显示数据，则将大大简化了显示过程，从而解决彩色液晶显示过程复杂的难题。YD-611智能彩色液晶显示器即是具有彩色显示管 液晶显示器在嵌入式系统中的应用 理功能的液晶显示器。2 性能特点YD-611是一款内嵌高速管理单片机的智能液晶显示器。该显示器采用了显示画面预置技术，即将显示内容分为固定部分和变化部分。固定部分可在微机上进行绘制、编辑、修改，然后将其作为预置画面下载到显示器内E2PROM中保存。在需要显示时，仅需使用简单的预置画面调用指令就可调出来显示预置画面，不但可以循环、交替、重叠显示，还可与变化部分的数据即现场实现显示的数据组合显示。从而将上位机从繁

4、杂的显示管理工作解脱出来，也降低了对上位机的软硬件要求。使用普通单片机即可构成彩色晶人机界面。YD-611彩色液晶显示器的性能特点如下：显示点阵数320W×240H；内含GB2312一级简体汉字库，二级汉字库可选；内含高速MCU及显示驱动逻辑电路；显示器提供忙信号输出，以便能够即时检测模块状态；同时提供RS-232C标准串行通信接口及打印机并行接口两种通信方式；命令式操作，可同时显示彩色中西文、表格、直方图、自由曲线；可选配套触摸屏。YD-611彩色液晶显示器的性能指标如表1所列。表1 YD-611彩色液晶显示器件性指标中文显示15行×20列可显示字符西文ASCII、中文一

5、级字库预置页画64图形点阵320×240RGB彩色方式TFT视野方式140亮度CD/m2200显示颜色16色通信接口串、并口输入电压DC12V消耗功率12V×800mA工作环境温度3060保存温度-3575YD-611彩色液晶显示器外部接口采用20脚针式插座。引脚排列如图1所示，引脚功能说明如表2所列。表2 YD-611引脚功能说明引脚号信号名称意 义备 注13GND地-4BUSY忙信号高电平有效512DATA7DATA0并口数据并口13STB选通信号下降沿有效14RXD接收数据串口15DTR缓冲数据串口1617NC空脚-1820电源+12V-3 功能描述3.1 内部结构Y

6、D-611彩色液晶显示器的内部结构如图2所示。3.2 通信协议YD-611型彩色液晶显示器具有串行和并行两种通信方式。（1）串行通信YD-611串行通信采用标准RS-232通信方式，数据格式为：1个起始位，8个数据位，1个停止位。为了提高通信速度，显示器内设置了一个256字节的输入缓冲区。在发送数据前，应先检查DTR信号。若DTR为高电平（TTL），表示缓冲区满，要等到DTR信号变为低电平（TTL）后再发送数据。如果每组的数据量少于256字节，同时每组之间又有足够的间隔，则不判断DTR 本文液晶显示器在嵌入式系统中的应用(2)- 位信号也可连续发送。（2）并行通信并行通信使用打印机并行接口，并

7、行口的时序图如图3所示。首先，准备好数据，BUSY信号为低电平之后，发送一个STB信号（下降沿有效），等待0.5s后再检测BUSY信号。若为高电平，则表示本机正在处理数据或缓冲区已，等到该信号变为低电平后再延时5s发送下一个数据。4 标准命令集4.1 命令定义YD-611彩色液晶显示器作为智能显示器的一项突出特点就是，避免了用户敏琐的点阵操作，只需使用简单的命令，就可显示出汉字、字符和预置的图形。YD-611的命令大致可以分为三种类型：光标控制、功能设置、图形操作。这里以十六进制码格式给出YD-611的标准命令集，如表3所列。十六进制格式适用于单片机作上位机，每条命令均以“ESC”（十六进制码

8、的“1B”）打头，后面紧跟命令代码和所需要的参数。YD-611命令使用规则如下：液晶显示器图形方式以光点为最小点阵显示单位，每个光点包含RGB三个色点；字符方式以8×16点阵为最小显示块单位，西文字符占一个显示块，16×16点阵的汉字点二个显示块。YD-611可显示16种颜色，其颜色的取值范围在0,15。表4为对应的颜色代码。表3 YD-611彩色液晶显示器标准命令集十六进制格式说 明1B 0dn回边换行1B 10光标称到行尾1B 11光标移到行首1B 18BMP文件直接显示1B 19满屏BMP文件调用1B 1E光标移到首行1B 1F光标移到尾行1B 20 07写入整幅BM

9、P文件1B 20 08特种字库传送1B 20 0A标准字库传送1B 23置汉字方式1B 24置西文字符方式1B 25n自动判别显示数据的属性1B 26 m,n设定特种字库1B 27 No显示特种字库的第No个字模1B 28(Block Page Num)写入单块BMP文件1B 29 Block Page X Y Wide High在指定位置显示指定大小的BMP文件1B 2A x y color1 color2用指定颜色填充闭合图形1B Nx ycolor 0<=n<8初始化曲线1B 38m n光标颜色1B 41color x1 y1 x2 y2画实心矩形1B 42color用指定的

10、颜色清屏1B 43color设置前景颜色1B 44光标下移1行1B 45 b0 b1 b2,，bn绘制曲线1B 46 color x1 y1 x2 y2画线1B 47x y光标移到（x y）位置1B 48x y光标定位到指定像素1B 4C光标左移一字符位1B 4Dn设置放大倍数1B 50n调用预置的第n页图像1B 52n光标右移n字符位1B 53n延时1B 55光标上移一行1B 56n md将预置画面写入用户Flash1B 57n光标显示控制1B 58n选择覆盖或重叠方式显示1B 59 color x y R画圆1B 5A color x1 y1 x2 y2画空心矩形表4 颜色代码放大显示时，

11、横向放大的占横向两倍位置，纵向放大的占纵向两    行位置。YD-611在图形操作命令中，X方向坐标值最大为320，用十六进制数表示时，必须占用2字节。因此凡命令中涉及到图形坐标的地方，X方向和Y方向均以2字节表示。低位字节在前，高位字节在后。4.2 常用命令说明为便于YD-611彩色液晶显示器在嵌入式系统中的应用，下面对嵌八式系统中常用的命令说明如下。（1）调用预置画面命令参数n为调用用户预置的第（n+1）页面，n的取值范围为（0，127。YD-611液晶显示器规定，对于用户ROM，每80H个单元为1页，每幅画面可能有1个或多个页面。图4 YD-611

12、与单片机的串行接口电路（2）置汉字显示方式YD-611彩色液晶显示器的汉字库字模均按照国标码的顺序排列。汉字内码为两个字节编码，利用字节的最高位置“1”作标志，而西文的内部码为七位编码。（3）置西文字符方式YD-611液晶字库的字模仅收录了ASCII码的前128个字符。置成西文? 欢迎您访问液晶显示器在嵌入式系统中的应用(3) 址绞?/p>                      

13、;         后，在未改变成汉字显示方式前，所有与命令无关的字节，都将作为西文字符显示。（4）重叠或覆盖显示方式显示汉字和字符时采用重叠或覆盖。n=1:表示重叠显示，此种状态下，汉字、西文字符的显示速度比较快。n=0：表示覆盖显示，即在显示汉字或字符之前，先用背景颜色清除一下该部位。此种状态下的显示速度慢，适用于在画面的固定位置上显示动态信息。（5）画线命令参数color：颜色代码。（x1 y1）：所画线段的起点坐标。（x2 y2）：所画线段的终点坐标，使用指定的颜色画线。如果x1=x2，则所画线段为垂线；如果y1=y

14、2，则所画线段为水平线段；如果x1=x2，y1=y2，则所画线段为一点；如果x1x2,y1y2，则所画线段为一斜线。（6）绘制曲线以b0,b1,b2，bm为一组方向数据绘制曲线。Bn为结束符，bn大于等于80H则画线结束。5 YD-611在嵌入式系统中的应用5.1 接口设计YD-611应用于嵌入式系统时，既可使用并行方式，也可使用串行方式与系统接口。下面以MCS-51系列单片机为例，分别叙述各种接口方式。并行接口方式1。当用户系统为总线扩展方式时，YD-611使用并行方式与系统接口较方便。即将YD-611的DATA0DATA7与单片机的数据总线相连，BUSY接P ( 液晶显示器在嵌入式系统中的

15、应用(4) ) 1.0，STB接P1.1即可。并行接口方式2。当用户系统为非总线扩展应用，而又有较多闲置的I/O口时，也可采用并行接口方式。如可将DATA0P1.7相连，BUSY接P3.2，STB接P3.3。串行接口方式1。当用户系统I/O口线资源较为紧张时，可使用单片 机的UART串口并转换为RS-232电平后与YD-611接口。由于YD-611只接收显示数据，数据传送为单工，故此时仅使用单片机串行数据发送端TXD即可；同时，还应点用单片机的一根口线，用于检查YD-611的接收缓冲区满信号。下面以串行接口方式1（即使用单片机的UART标准串口）为例，给出YD-611与单片机接口电路，如图4所示。图4中，AT89C52的TXD端经MAX232转换为RS-232电平后，与YD-611的RXD端相连。YD-611的缓冲区满，指示信号DTR经MAX232转换为RS-232电平后与AT89C52的P3.0端相连。5.2 显示程序这里以串行接口方式1为例，给出与力电路配套的显示程序。显示屏显示内容为红色汉字“液晶”，绿色亮字显示汉字“显示器”及英文字符“1A2B”。液晶屏显示的字符如图5所示。结语YD-611彩色液晶智能显示器可为嵌入式系统提供一个友好的彩色人机界面；同时，由于其内部具有显示管理MCU，大大降低了嵌放式系统使用彩色液晶显示器的门坎，使用普