C51液晶显示模块市公开课一等奖省赛课获奖课件

第15章C51液晶显示模块在单片机人机交互系统中，经常需要显示系统运行中一些信息和数据，比如字符、汉字或者图形等。液晶显示器（LCD）恰好能够完成此项任务，它是一个功耗很低显示器，在电子表、计算器、数码相机、计算机显示器和液晶电视上都能够看到它身影。液晶显示器以优越性能，越来越受到各方面重视。在单片机系统中，为了应用方便，常使用另外一个集成度更高显示组件，即液晶显示模块。液晶显示模块将液晶显示器、控制器、背光源和外部连接端口等组装在一起，能够方便地用于需要液晶显示场所。液晶显示模块英文名称为“LCDModule”，能够简称为LCM。本章主要介绍液晶显示器以及液晶显示模块，并详细介绍了惯用液晶显示模块控制器及其控制子函数。最终经过两个实例，逐步详细讲解了怎样使用液晶显示模块显示汉字和图形。C51液晶显示模块第1页15.1液晶显示模块概述液晶显示是依靠液晶来进行数据或者图形显示。液晶显示器本身不发光，其经过调整背光亮度来到达显示效果，这是一个被动显示器。液晶显示模块是以液晶屏为关键，配合一定控制电路，以到达方便使用目标显示组件。当前在单片机系统中，液晶显示模块使用最为广泛。C51液晶显示模块第2页15.1.1液晶显示模块分类依据液晶显示模块显示功效不一样，液晶显示模块能够分为以下3种：1．段码数字型2．点阵字符型3．点阵图形型

段码数字型液晶显示模块 点阵字符型液晶显示模块

C51液晶显示模块第3页15.1.2液晶显示模块特点相比其它显示器件，液晶显示模块含有以下一些特点：显示内容丰富。能够显示多行汉字、字符以及图形等。体积小巧。在显示内容相同情况下，液晶显示模块体积要相对小巧，重量也轻。功耗低。液晶显示模块功耗主要消耗在其内部电极、背光电源和驱动芯片上。因而，相对于相同显示面积，液晶显示模块功耗比其它显示器件要小得多。显示质量高。液晶显示模块每一个点恒定发光，不需要不停刷新亮点。所以液晶显示模块显示画质高，且不会闪烁。无电磁辐射。液晶显示模块没有电磁辐射，正因为这个优点使得液晶电视和计算机液晶显示器得到广泛应用。控制简单方便。液晶显示模块内置控制器，而且均为数字式接口，操作十分方便。应用范围广。依据需要液晶显示模块能够显示数字、字符、汉字和图形等。所以液晶显示模块可依据实际需要适合用于各种场所。C51液晶显示模块第4页15.2液晶显示控制驱动器液晶显示模块（LCM）大部分都含有内置LCD控制驱动器。LCD控制驱动器主要用于控制液晶显示，其采取控制指令集进行控制显示。这类液晶显示模块和单片机接口都比较简单，控制起来也相对轻易，当前得到了广泛应用。普通而言，只要掌握一个液晶显示模块及其控制驱动器使用方法，就能够举一反三，掌握其它液晶显示模块使用。当前市场上常见LCD控制驱动器有ST7920、HD44780、KS0066U等型号。这里要介绍是当前使用较为广泛ST7920点阵图形液晶模块控制驱动器，其能够控制显示数字、字符、汉字和图形等，功效比较全方面。C51液晶显示模块第5页15.2.1液晶显示控制驱动器概述ST7920液晶显示模块控制驱动器是一个功效极强液晶控制模块，由台湾矽创电子企业生产，其主要包含以下几方面功效：芯片内置32个普通驱动器（common）及64个段驱动器segment。芯片内置128×64汉字图形点阵液晶显示控制模块。芯片内置8192个汉字汉字（16×16点阵），用于显示汉字。ST7920包含有两个型号，ST7920-BIG5内建BIG-5码繁体汉字字型库，ST7920-GB内建GB简体汉字字型库。芯片内置128个字符ASCII字符库（8×16点阵），用于显示惯用字符。芯片内置64×256点阵显示RAM（GDRAM），用于显示图形。芯片内置有2MB汉字字型CGROM和64×256点阵GDRAM绘图区域，便于简单、有效地显示汉字和图形。芯片内置4组可编程控制16×16点阵造字空间。芯片能够采取4位/8位并行、2线/3线串行等各种控制接口，能够实现灵活单片机接口。C51液晶显示模块第6页15.2.2液晶显示控制驱动器功效说明这里以内建简体汉字字型库ST7920-GB芯片为例，介绍液晶显示控制驱动器功效以及字符、汉字和图形等显示操作。1．基本读写操作 2．忙碌标志（BF）3．汉字字型ROM（CGROM） 4．半宽字型ROM（HCGROM）5．自定义字型RAM（CGRAM） 6．图标RAM（IRAM）7．显示数据RAM（DDRAM） 8．绘图显示RAM（GDRAM）9．地址计数器（AC） 10．LCD驱动电路11．硬件游标/闪烁控制电路C51液晶显示模块第7页15.3液晶显示控制器指令集液晶显示控制器经过控制指令来完成液晶显示操作。在液晶显示模块控制驱动器ST7920中，提供了两套控制指令：基本指令和扩充指令。这些指令都是用来控制液晶显示操作。下面分别对各指令使用进行介绍。C51液晶显示模块第8页15.3.1基本指令集液晶显示模块控制驱动器ST7920提供了11条基本指令。当RE=0时为基本指令集模式，下面分别介绍各基本指令使用。1．去除显示指令 2．地址复位指令3．进入设定点指令 4．显示状态开关指令5．游标或显示移位控制指令 6．功效设定指令7．设定CGRAM地址指令 8．设定DDRAM地址指令9．读取忙碌标志（BF）和地址指令10．写数据到RAM指令11．读取RAM值指令C51液晶显示模块第9页15.3.2扩充指令集液晶显示模块控制驱动器ST7920扩充指令集提供了更高级液晶显示控制。当RE=1时，为扩充指令集模式。ST7920提供了7种扩充指令，这些指令也是用来完成液晶显示控制。下面分别介绍各指令使用。1．待命模式指令2．卷动地址或RAM地址选择指令3．反白选择指令4．睡眠模式指令5．扩充功效设定指令6．设定IRAM地址或卷动地址指令7．设定绘图RAM地址指令C51液晶显示模块第10页15.3.3控制器指令操作方式液晶控制驱动器ST7920提供了并行和串行两类指令操作方式。这两种控制方式，由外部PSB引脚来选择：当PSB引脚输入高电平时，为并行操作方式。当PSB引脚输入低电平时，为串行操作方式。其中，并行操作方式又能够分为8位并行操作方式和4位并行操作方式两种。下面分别对这两种指令操作方式进行介绍。串行数据传输时序图

C51液晶显示模块第11页15.4点阵图形型液晶操作子函数液晶显示模块普通均内置控制器，其操作基本类似。这里以前面介绍点阵图形型液晶控制器ST7920为例，介绍液晶显示模块操作子函数。在下面介绍中，惯用到符号含义以下：E为液晶显示模块读写使能信号。R_W为液晶显示模块读写选择信号。RS为液晶显示模块数据/指令信号。D_I为液晶显示模块数据指令选择信号。C51液晶显示模块第12页15.4.1指令操作子函数指令操作子函数用于向液晶显示控制器写入各种操作指令。指令操作子函数程序示比如下：voidWCOM(unsignedchardcode) //写指令程序{unsignedcharq;R_W=1;D_I=0; //设置状态Loop:P1=0xFF;E=1; //使能有效q=P1; //将P1口状态读入E=0; //关闭使能信号if(q&0x80) //判断屏幕是否忙{gotoLoop; //若忙，循环等候}R_W=0;D_I=0; //写数据指令P1=dcode; //将数据送入P1口E=1; //使能信号开E=0; //使能信号关}C51液晶显示模块第13页15.4.2数据操作子函数数据操作子函数用于向液晶显示控制器写入各种操作数据。数据操作子函数程序示比如下：voidDat(unsignedcharddata){unsignedcharq;R_W=1;D_I=0; //读状态指令Loop:P1=0xFF;E=1; //使能q=P1;E=0;if(q&0x80) //判忙{gotoLoop;}D_I=1; //送数据指令R_W=0;P1=ddata; //写入数据E=1; //使能信号开E=0; //使能信号关}C51液晶显示模块第14页15.4.3初始化子函数初始化子函数用于初始化液晶显示控制器。初始化子函数程序示比如下：voidImim(){P0=0xFF; //初始化单片机端口P1=0xFF;P2=0xFF;P3=0xFF;E=0;WCOM(0x38); //功能设定WCOM(0x08); //关显示指令WCOM(0x06); //游标右移Clearlcd(); //清屏WCOM(0x0c); //开显示指令}C51液晶显示模块第15页15.4.4清屏子函数清屏子函数用于对液晶显示器进行清屏操作。在ST7920控制器中，提供了两种方式进行清屏操作。下面分别进行介绍：基本指令集清屏子函数，程序示比如下：voidClearlcd(){D_I=0;R_W=0;P1=0x01;WCOM(0x01); //去除显示}C51液晶显示模块第16页15.4.5汉字显示子函数汉字显示子函数用于在液晶屏上显示汉字。汉字显示子函数程序示比如下：voidHanz(){inti;WCOM(k); //设置起始点for(i=0;i<j;i++,p++){wbyte=*p;Dat(wbyte); //将汉字数组数据送入}}C51液晶显示模块第17页15.4.6图形显示子函数图形显示子函数用于在液晶显示器上进行绘图操作。程序中，使用了ST7920扩充指令集来进行绘图操作。首先，经过指令操作子函数WCOM设定ST7920处于扩充指令集模式，然后经过页循环和列循环来送入图形数据。这里变量p2为图形数组指针，Column和Page为图形显示起始列和行，z和y为图形数组页和列。C51液晶显示模块第18页15.5液晶汉字显示实例点阵图形型液晶显示模块除了能够显示基本数字和英文字符外，最大优势是还能够显示汉字信息。所以，这里首先介绍点阵图形型液晶显示模块字符及汉字显示。C51液晶显示模块第19页15.5.1电路设计这里采取Atmel企业AT89S52单片机，液晶显示模块选取内置ST7920NH12864M。整个电路电路图，如图所表示。电路图

C51液晶显示模块第20页15.5.2程序设计这里采取C51语言编写程序。详细操作步骤以下：液晶屏显示内容

C51液晶显示模块第21页15.6液晶图形显示实例点阵图形型液晶显示模块除了能够显示汉字信息外，另一个优势是能够显示图形。所以，这里介绍怎样提取自定义图形点阵信息以及图形显示。

C51液晶显示模块第22页15.6.1图形数组提取因为这里介绍均为单色液晶，其只能显示黑白图形，所以需要首先将图片转化为黑白图，如图所表示。图形点阵信息能够逐一查看像素点黑白值。为了更加快地得到图像点阵信息，得到任何一个图形点阵信息，能够选择一款字模提取程序。从中打开黑白图像，便能够得到该图点阵信息，如图所表示。蝴蝶图案 提取点阵信息

C51液晶显示模块第23页15.6.2图形显示程序设计这里依然采取前面电路原理图，使用液晶显示图形程序代码示比如下：在该程序中，定义图形数组Tu，其中存放了前面用字模提取程序得到蝴蝶图案对应点阵数据。在主函数中，首先初始化液晶屏，然后使用扩充指令集进行清屏操作。接着指定图像数