摘 要： 液晶顯示控制器" title="液晶顯示控制器">液晶顯示控制器" title="液晶顯示控制器">液晶顯示控制器T6963C的特點及其與單片機的接口電路。闡述了以模塊化為基礎的顯示軟件的設計，具體分析了狀態位檢測、顯示初始化、英文及漢字顯示等功能的程序設計。
關鍵詞： T6963C 接口 編程 顯示
液晶顯示器件（LCD）由于具有顯示信息多、體積小、重量輕、功耗低、壽命長、價格低、接口控制方便等優點，正在被測量及控制領域廣泛地推廣和應用。液晶顯示器按其功能可分為筆段式和點矩陣式液晶顯示器，后者又可以分為字符點陣式和圖形點陣式液晶顯示器。圖形點陣式液晶顯示器不僅可顯示數字、字符等內容，還能顯示漢字和任意圖形。
目前用于圖形液晶模塊的控制器很多，本文以T6963C為例，簡單地介紹液晶顯示模塊與CPU的接口以及軟件編程問題。
1 T6963C及其構成的液晶顯示模塊
液晶顯示控制器T6963C具有以下特點[1]：
(1)圖形點陣式液晶顯示控制器，能直接與80 系列的8 位微處理器接口。
(2)字符字體可由硬件或軟件設置，其字體有4 種：5×8、6×8、7×8、8×8。
(3)占空比為1/16～1/128。
(4)可以圖形方式、文本方式及圖形和文本合成方式進行顯示，以及文本方式下的特征顯示，還可以實現圖形拷貝操作等。
(5)具有內部字符發生器CGROM（共有128個字符），可管理64KB顯示緩沖區及字符發生器CGRAM，并允許MPU 隨時訪問顯示緩沖區，甚至可以進行位操作。
在內藏T6963C的液晶顯示模塊上已經實現了T6963C與行、列驅動器及顯示緩沖區RAM 的接口，同時也已用硬件設置了數據傳輸方式、顯示窗口長度和寬度等。內藏T6963C 的單屏點陣圖形液晶顯示模塊結構如圖1所示。該模塊的初始化設置一般均由管腳設置完成。所以初始化時，由軟件編寫的指令就集中在顯示功能的設置上。T6963C的指令可帶1～2個參數，或無參數。若指令中含有參數，則執行每條指令時均須先送入參數，再送入指令代碼。每次操作之前最好先進行狀態字檢測，因為狀態位的作用不同，因此執行不同指令必須檢測不同的狀態位。
2 液晶顯示模塊與單片機的接口電路
在本例中選用80C320作為CPU，且在此設計中，不是將CPU與液晶顯示模塊直接相連，而是通過PSD813F1來連接。PSD813F1是由WSI公司研制的新一代可編程微控制器系統外圍器件，具備完整的在系統可編程特性[2]。PSD813F1的功能比較強大，通過它還可以連接其他的器件和模塊，如數據采集模塊、鍵盤等，便于在原有基礎上進行功能擴展。
將CPU的地址/數據線AD0～AD7、A8～A15與PSD813F1的AD0～AD15連接起來，由PSD813F1的PB口輸出信號來選擇和控制芯片。也就是說利用這些輸出信號來片選LCD和數據緩沖器74LS245。同時CPU的地址/數據線AD0～AD7也接到74LS245的A端(A0～A7)上，而74LS245的B端(B0～B7)的輸出連接到液晶顯示模塊的數據輸入端DB0～DB7。這樣，數據就可以先在CPU內完成處理，然后通過PSD813F1來選擇74LS245，將數據轉入74LS245完成緩沖，根據需要由PSD813F1選擇LCD，此時數據就可以從74LS245送到LCD中顯示了。液晶顯示模塊與單片機的接口電路如圖2所示。
3 軟件設計
3.1 狀態位檢測與數據/指令讀寫程序
在本例中用C語言編程[3]。
(1)狀態位檢測。由于LCD指令的執行是一個不斷地檢測狀態、寫指令和數據及讀寫數據的過程，因此可把指令編寫成通用的函數，以便隨時調用。
在進行分模塊設計以前，首先必須了解各個模塊中都要用到的狀態位檢測的編程。液晶顯示控制器T6963C的狀態位一共有8位，從低到高分別是STA0～STA7，其功能如下：
STA0——指令讀寫狀態，1：準備好；0：忙。
STA1——數據讀寫狀態，1：準備好；0：忙。
STA2——數據自動讀狀態，1：準備好；0：忙。
STA3——數據自動寫狀態，1：準備好；0：忙。
STA4——未用。
STA5——控制器運行檢測可能性，1：可能；0：不能。
STA6——屏讀/拷貝出錯狀態，1：出錯；0：正確。
STA7——閃爍狀態檢測，1：正常顯示；0：關。
進行狀態位檢測時，先從T6963C的狀態寄存器中讀取狀態字，然后提取對應的狀態值，通過判斷決定下一步的操作。
(2)數據/指令的讀寫程序。讀寫數據和命令可以分為自動和非自動2種。由于非自動寫命令或數據的步驟基本類似，均是在檢測狀態字的STA0和STA1二位是否準備好的情況下來決定寫命令或數據到輸出口，因此可把非自動寫命令或數據流程圖綜合在一起，即如圖3所示。非自動讀數據的流程圖如圖4所示，也是在檢測STA0和STA1已經準備好的基礎上由輸入口讀取數據，然后將此數據返回，以便于其他程序調用。圖5是自動寫數據的程序流程圖，它僅需要檢測狀態字的STA3即可。自動讀數據時只須檢測STA2，但自動讀數據在本例中用得較少，故其流程圖在此省略。
3.2 模塊化設計
根據T6963C的特點，設計中采用模塊化結構。這里主要介紹初始化、英文字符顯示及漢字顯示等模塊。
(1)初始化模塊。在T6963C中內嵌有128種字符點陣的CGROM(字符發生器ROM)，同時T6963C還可管理一定大小的顯示緩沖區。顯示緩沖區RAM的具體大小由不同顯示尺寸的模塊決定，點陣越大， RAM越多。本設計采用的240×128模塊是帶有16KB的RAM。該顯示緩沖區分為文本顯示區、圖形顯示區和CGRAM區。文本顯示區和圖形顯示區是2個不同性質的使用區域，是本設計的重點。CGRAM區是用戶為方便制作特殊符號而在顯示緩沖區內任意設置的一個區域，它可作為外擴的字符發生器。另外，對于文本顯示區，如果需要特征顯示，則需要同樣大小的文本特征區，其中每個字節對應著文本區相同位置的那個字符，并可以控制該字符的特征顯示。
初始化流程圖如圖6所示。從圖中可以看到，對T6963C初始化時，在關顯示后應該先確定采用哪種方式顯示(文本/圖形)，再來設置顯示緩沖區中圖形區的首地址、寬度和文本區的首地址、寬度，然后再選擇光標的形狀，繼而進行顯示開關設置。
(2)英文顯示模塊。初始化時已經定義了文本區的首地址，此地址存放的是顯示屏左上角(第1行第1列)的字符代碼，每個字符位置對應1個字節，逐行對應至屏幕右下角。英文顯示模塊程序編制的任務就是把想要顯示的字符代碼送入與行列位置對應的文本顯示緩沖區中。只需定位首字符地址，設置使LCD控制器的地址指針自動增1，然后連續向LCD的數據口送入顯示數據即可。
英文顯示程序比較簡單，寫單個字符時，只需確定顯示字符的坐標位置（X，Y），然后按照T6963C的特點將此坐標寫入控制器，接著寫要顯示的英文字符即可（顯示的英文字符可以從T6963C自帶的CGROM或外擴的CGRAM中選取）。但要注意使用的“寫1次，地址不變”的方式。其程序流程如圖7所示。
(3)漢字顯示模塊。液晶顯示控制器T6963C可以按圖形方式、文本方式及圖形和文本合成方式進行顯示。文本方式下可以顯示字符等內容；圖形方式下不僅可以顯示圖形，還能顯示字符和漢字。本例采用直接在圖形方式下顯示漢字的方式。顯示字符可以直接從T6963C自帶的CGROM中選取。如要顯示漢字則要建立漢字字模。字模建立方法有多種，可采用從UCDOS的漢字點陣字庫中提取所需要漢字的16點陣字模，進而生成漢字庫以備選取漢字之用。漢字字模在此漢字庫中以一定的順序存放，每一個漢字有其對應的一個順序號，這個順序號以變量HZH表示。
本例采用的240×128模塊的漢字顯示液晶屏幕,橫向為240點，分成30個字節，縱向則是128行。若要顯示16×16點陣的漢字，需占用32個字節，因而每行可顯示15個漢字，共8行。下面是顯示1個漢字的過程。
漢字顯示的程序流程如圖8所示。在計算要顯示的漢字在漢字庫中的位置HZADD時，首先把漢字庫的地址賦給變量HZKADD，即HZADD=HZH×32+HZKADD。該漢字的顯示位置即縱橫坐標記為（X，Y），將此坐標換算成其在液晶顯示屏幕上的地址并保存。在設置顯示地址后，程序通過循環把1個漢字的32個字節一一寫到輸出口，就可以顯示漢字了。
4 結束語
T6963C液晶顯示控制器在應用中可以與各種型號的微控制器接口，實現控制和現場過程的動態顯示。在本系統開發中，顯示模塊采用了T6963C液晶顯示控制器來實現，上位接口電路采用了可編程微控制器系統外圍器件PSD813F1，使系統易于進一步擴展功能。實踐證明該系統具有良好的顯示界面，同時也提高了液晶顯示系統的可操作性。在軟件設計中采用了模塊化結構，使程序可占用較少的代碼空間，提高了編程效率，便于開發。
本系統可靈活地嵌入各種大型設備或大規模系統中，用于顯示必要的數據或執行參數設定。
參考文獻
1 北京精電蓬遠顯示技術有限公司.內藏T6963C液晶顯示模塊使用手冊(第二版).1999
2 武漢力源電子股份有限公司.可編程單片機外圍器件PSD8XXF系列使用手冊.1998
3 馬忠梅.單片機的C語言應用程序設計.北京：北京航空航天大學出版社，2001