LCM12832ZK型串／并行图形点阵液晶显示模块及其应用

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摘要：LCMl2832ZK是一种具有8位／4位并行、2线／3线串行多种接口方式，内带8000多种GB2312简体中文字库的图形点阵液晶显示模块。它具有体积小、功耗低、价格便宜、使用方便等特点，因而广泛应用于许多领域。文中介绍了LCMl2832ZK的性能特点、引脚说明、操作指令以及接口方式，并以AT89C52单片机及2线串行接口方式为例，给出了相应的硬件电路及软件程序代码。关键词：串／并行接口； 单片机； 液晶显示；LCMl2832ZK引言液晶显示模块(LCD Module，简称LCM)是一种将液晶显示器件、连接件、集成电路、PCB线路板、背光源、结构件装配在一起的组件，由于其具有显示内容丰富、体积小、重量轻、寿命长、使用方便、安全省电、无辐射等优点，因此广泛应用于移动通讯、仪器仪表、电子设备、家用电器等各个领域。文中介绍了一种具有串／并多种接口方式，且内部含有GB2312一级、二级简体中文字库的图形点阵液晶模块LCMl2832ZK，该模块是由北京青云创新科技发展有限公司推出的。1 性能特点LCMl2832ZK是具有串／并行接口、内部含有中文字库的图形点阵液晶显示模块，其内置的控制／驱动器采用台湾矽创电子公司生产的ST7920[2]．因而具有较强的控制显示功能。LCMl2832ZK的液晶显不屏为128×32点阵，可显示2行，每行8个汉字。该模块具有2MB的中文字型ROM(CGROM)，共提供8192个16×16点阵中文字型；同时，为了便于英文和其它常用字符的显示，具有16KB半宽字型ROM(HCGROM)，提供128个16×8点阵的字母符号字型；另外，绘图显示画面还提供一个64×256点阵的绘图区域(GDRAM)及240点的ICONRAM，可以和文字画面混合显示．且内含CGRAM可提供4组软件可编程的16×16点阵造字功能。LCMl2832ZK模块采用LED背光，工作电压／电流分别为3V／1.2mA或5V／2mA，具有2.7～5.5V的宽工作电压范围，还具有睡眠、正常及低功耗工作模式，可满足系统各种工作电压及便携式仪器低功耗的要求。为了适应多种微处理器和单片机接口的需要，模块提供了4位／8位并行、2线／3线串行多种接口方式。另外，模块还提供了画面清除、光标显示／隐藏、显示打开／关闭、显示字符闪烁、光标移位、显示移位、反白显示、睡眠模式等操作指令。该模块可实现汉字、ASCII码、点阵图形的同屏显示，广泛用于各种仪器仪表、家用电器及通信产品中。2 模块引脚定义和用户命令为了更好地阐述L,CMl2832ZK的接口方式及控制方法，先介绍该模块的引脚定义及用户命令。2.1模块引脚定义LCMl2832ZK模块的引脚定义如表1所列。表1 LCM12832ZK的引脚定义2.2用户命令说明LCMl2832ZK的指令集包括基本指令集(RE=0)和扩充指令集(RE=1)两大类，用户可以通过这些命令使模块执行相应的显示或控制功能。下面简要介绍部分常用的操作命令：(1)设定DDRAM(I)isplay Data RAM)地址：设定DDRAM地址到地址计数器(AC)。第一行AC范围为：80H～8’7H；第二行AC范围为90H。9’7H。(2)设定CGRAM((]haracter Generator RAM)地址：设定CGRAM地址到地址计数器(AC)。(3)进入点设定(Enter Mode Set)在数据的读取与写入时，指定光标的移动方向及显示的位移。I/D：位地上计数器递增递减选择。当I/D=1，光标右移，DDRAM的位地址计数器+1；当I/D=0，光标左移，DDRAM的位地址计数器-1；S：显示画面整体位移(4)显示状态开/关控制整体显示、光标、显示、光标位置反白的ON／0FF。D=1，整体显示ON；D：0，整体显示OFFC=1，光标显示ON；C=0，光标显示OFFB=1，光标位置显示反白0N；B=0，光标位置显示反白OFF(5)清除显示将DDRAM添满“20H”(sPACe code)，并设定DDRAM的地址计数器(AC)到“00H”。(6)功能设定DL=l，为8_bit MPU控制界面；DL=O，为4一BITMPU控制界面；RE=1，为扩充指令集；R：E=0，为基本指令集。(7)光标或显示移位控制设定光标的移动与显示的移位控制，该指令并不改变：DDRAM的内容。(8)读取忙碌标志(BF)和位址计数器读取忙碌标志(BF)可以确认内部动作是否完成，同时可以读出位址计数器(AC)的值。(9)写入资料到RAM写入资料到内部RAM，写入后会使AC改变。(10)读取RAM的值从内部RAM：读取数据，读取后会使．AC改变。3 接口方式与时序LCMl2832ZK具有串／并行多种接口方式，易与各种型号单片机、微处理器连接。3.1并行接口数据传输当LCMl2832ZK的PSB脚接高电平时(或模块背面S／P的短路电阻在“P”侧)，模块将进入并行传输模式。在并行传输模式下，可由指令位(DL FLAG)来选择8位或4位接口方式，主控制系统将配合“RS”、“Rw”、“E”、D0"D7来完成指令／数据的传送。在4位传输模式中，每一个8位的指令或数据都将被分为两组：较高4位(D7～D4)的数据会被放在第一组的D7"D4部分，而较低4位(D3。DO)的数据则会被放在第二组的D7～D4部分，在4位传输模式中，D3～。DO界面未使用。3.2串行接口数据传输当PSB脚接低电平时(或模块背面S／P的短路电阻在“S”侧)，模块将进入串行接口模式。在串行模式下将使用2条线作串行数据的传输，主控系统将配合传输同步时钟线(SCLK)和接收串行数据线(SID)来完成串行传输的动作。当片选CS为高电位时，同步时钟线(SCLK)输入的讯号才会被接收，否则数据传输将被终止，并且将待传输的串行数据计数重设为第一位。LCM12832ZK还允许同时接人多个液晶显示模块以完成多路信息显示功能。此时，要利用片选端CS构成3线串行接口方式。通常情况下，当系统仅使用一个液晶显示模块时，模块片选脚CS可固定接高电平。LCMl2832ZK模块的串行工作时序如图l所示。从图1可知，单片机与液晶模块之间传送1字节的数据共需24个时钟脉冲。首先传输起始位元组，即模块在起始位元组需先接收到5个连续的“1”(同步位元字串)，此时传输计数将被重置并且串行传输将被同步．紧接着的2个位元字串分别指定数据传输方向(读或写)位元“RW”以及数据寄存器或指令寄存器选择位元“RW”，最后的第8位固定为“0”。在接收到同步位元及“RW”和“RW”起始位元组后，每一个八位元指令将被分为2个位元组接收，其中较高4位(D7一D4)的指令会被放在第1个位元组的高4位，而较低4位(D3～D0)的指令则会被放在第2个位元组的高4位．至于相关其他4位则都为0，如此完成一个字节指令或数据的传送。4 字符显示及模块使用说明4.1字符显示LCMl2832ZK按照每个中文字符16x16点阵将显示屏分为2行8列．共16个区，每个区可显示1个中文字符或2个16x8点阵全高ASCII码字符。LCMl2832ZK内部提供128×2字节的字符显示RAM缓冲区(DDRAM)。字符显示是通过将字符显示编码写入该字符显示RAM实现的。根据写入内容的不同，可分别在液晶屏上显示CGROM(中文字库)、HCGROM(ASCII码字库)及CGRAM(自定义字型)的内容。三种不同字符／字型的编码选择范围为：0000～0006H显示自定义字型．02H～7FH显示半宽ASCII码字符．A1AOH—F7FFH显示8192种GB2312中文字库字型。4.2模块使用说明使用LCMl2832ZK显示模块时，应注意以下几点。①引脚RST和PSB可悬空，不接时，为并行接口方式：引脚VR和 V0之间必须接可变电阻(2.2kΩ～10kΩ)，该可变电阻一端接VR，调整端接V0，另一端悬空。②模块在接收指令前，单片机必须先确认模块内部处于非忙状态，即读取BF标志时BF为“0”，方可接受新的指令。如果在送出一个指令前不检查BF标志，则在前一个指令和该指令中间必须延迟一段较长的时间，即等待前一个指令确定执行完成。③RE为基本指令集与扩充指令集的选择控制位。当变更RE后，以后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更RE位，否则使用相同指令集时，无需每次均重设RE位。④串行传输时，如果有多个数据或指令要传送，必须要等到一个指令完成执行完毕后再传送下一个指令或数据，否则会造成指令或数据的丢失。这是因为液晶模块内部没有发送／接收缓冲区。⑤若要在某一个位置显示中文字符，应先设定显示字符的位置，即先设定显示地址，再写入中文字符编码。5 LCMl2832ZK应用实例将引脚PSB接地，片选CS固定接高电平。使用LCMl2832ZK的2线串行接口方式可大大简化液晶显示模块与单片机之间的接口设计。同时，也使液晶显示模块显示汉字变得极为容易，从而改变过去单片机系统人机界面不够友好的弊端。AT89C52单片机与LCMl2832ZK模块的2线串行接口电路如图2所示，下面给出相应的软件程序代码。；；口线定义：：CS一一一一将CS接固定高电平SID EQU P1.0SCLK EQU P1.1：液晶模块初始化子程序_INIT_LCM：；；延时>40msMOV R7,#00110000B ；使用8位控制界面LCALL_WRITE_COMMAND；；延时>100μsMOV R7,#00110000B ；使用基本指令集LCALL-WRIrI'E-COMMAND；；延时>37μsMOV R7，#00001 100B ；整体显示ONLCALL _WRITE-COMMAND；；延时>100μsMOV R7，#00000001B ；清屏LCALL -WRITE-COMMAND；；延时>10msMOV R7．加00001 10B ：进入点设定LCALL．WRITE COMMANDRET；；字符显示子程序MOV R7，#80H ：设定DDRAM位址MOV DPTR．#STRINGlLCALL—PUT_STRING ；在第一行显示字符串1MOV R7。#90H ：设定DDRAM位址MOV DPTR．}}STRING2LCALL_PUT_STRING ；在第二行显示字符串2_PUT_STRING：MOV A，R7ORL A，#80HMOV R7，ALCALL_WRITE_COMMANDDISP_STR_LOOP：MOV A，加MOVC A．@A+DPTRCJNE A，#o，CONT_STR_DISPRETCONT STR DISP：MOV R7，ALCALL_WRITE_DATAINC DPTRSJMP DISP_STR_LOOPSTRINGl：D B ’海军航空工程学院’，0；；汉字代码STRING2：DB’中文图形液晶显示’．0；；串行字节数据发送子程序_WRITE_DATA：MOV A，R7：：发送起始位元组”11111010"；；发送第1个位元组的高4位即串行指令的高4位D7"D4CLR SCLKMOV C，ACC，7MOV SID，CSETB SCLKCLR SCLK，MOV C，ACC，6MOV SID，CSETB SCLKCLR SCLKMOV C，ACC，5MOV SID，CSETB SCLKCLR SCLKMOV C，ACC，4MOV SID，CSETB SCLK；；发送第1个位元组的低4位”0 0 0 0”；；发送第2个位元组的高4位即串行指令的低4位D3"D0CLR SCLKMOV C，ACC，3MOV SID，CSETB SCLKCLR SCLKMOV C，ACC，2MOV SID，CSETB SCLKCLR SCLKMOV C，ACC，1MOV SID，CSETB SCLKCIJR SCLKMOV C，ACC，OMOV SID，CSETB SCLK；；发送第2个位元组的低4位“0 0 0 0”；；当有连续多个指令被执行时，指令执行时间必须被考虑RET6 结束语分析了LCM12832ZK的性能特点、操作指令、接口方式以及使用注意事项等，并以AT89C52单片机及2线串行接口方式为例，给出了相应的硬件电路及软件程序。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的液晶显示模块相比，不论是硬件电路结构的设计还是软件程序的编制都要简洁得多，并且价格也略低于相同点阵的其它同类模块。因此，该模块将会在众多领域得到更广泛的应用。（《国外电子元器件》张文广 史贤俊 周绍磊 李 新）