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基于單片機的LCD時序圖的底層驅動編寫
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摘要: 一般來說,LCD 模塊的控制都是通過 MCU 對 LCD 模塊的內部寄存器、顯存進行操作來最終完成的;在此我們設計了三個基本的時序控制程序
Abstract:
Key words :

  一般來說,LCD 模塊的控制都是通過 MCU 對 LCD 模塊的內部寄存器、顯存進行操作來最終完成的;在此我們設計了三個基本的時序控制程序,分別是:

  寫寄存器函數(LCD_RegWrite)

  數據寫函數(LCD_DataWrite)

  數據讀函數(LCD_DataRead)

  這三個函數需要嚴格的按照 LCD 所要求的時序來編寫,下面可以看看 MzL02 模塊時序圖

  


  圖 3.2 MzL02 模塊的 6800 時序示意

  注意:上圖是該模塊的控制 IC 資料中的原版時序圖,其實有些示意不是太穩妥(少標出了RW 線信號的要求),或者說是不太嚴謹,不過這些不作討論,請看分析即可;而 EP 的有效觸發沿在圖中很有可能示意有誤,實測為上升沿。圖中 CS1B(CS2)的信號即為片選 CS,RS 即為數據/寄存器的選擇端口 A0 信號,E 為 EP;當作寫入寄存器數據操作時,首先要將 A0 置低,以通知 LCD 模塊即將進行的是對寄存器的操作;而 RW 線需要置低,以示即將要進行的是寫入的操作;然后片選 CS 信號置低,裝載數據至總線,然后在 EP 線上產生一個上升沿以觸發 LCD 模塊將總線上的數據最終載入;在前面的操作完成后一般都會將各個信號線的狀態恢復。而數據(顯存)寫入、數據讀出的操作時序也比較類似,這里就不多作介紹,直接參考例程即可。

  //======================================================

  // 函數: void LCD_RegWrite(unsigned char Command)

  // 描述: 寫一個字節的數據至 LCD 中的控制寄存器當中

  // 參數: Command 寫入的數據,低八位有效(byte)

  // 返回: 無

  //=====================================================

  void LCD_RegWrite(unsigned char Command)

  {

  LCD_A0 = 0; //A0 置低,示意進行寄存器操作

  LCD_RW = 0; //RW 置低,示意進行寫入操作

  LCD_EP = 0; //EP 先置低,以便后面產生跳變沿

  LCD_CS = 0; //片選 CS 置低

  DAT_PORT = Command; //裝載數據置總線

  LCD_EP = 1; //產生有效的跳變沿

  LCD_CS = 1; //片選置高

  }

  數據寫入以及讀出的函數源碼如下:

  //=======================================================

  // 函數: void LCD_DataWrite(unsigned char Dat)

  // 描述: 寫一個字節的顯示數據至 LCD 中的顯示緩沖 RAM 當中

  // 參數: Data 寫入的數據

  // 返回: 無

  //=======================================================

  void LCD_DataWrite(unsigned char Dat)

  {

  LCD_A0 = 1; //A0 置高,示意進行顯存數據操作

  LCD_RW = 0; //RW 置低,示意進行寫入操作

  LCD_EP = 0; //EP 先置低,以便后面產生跳變沿

  LCD_CS = 0; //片選 CS 置低

  DAT_PORT = Dat; //裝載數據置總線

  LCD_EP = 1; //產生有效的跳變沿

  LCD_CS = 1; //片選置高

  }

  //=====================================================

  // 函數: unsigned char LCD_DataRead(void)

  // 描述: 從 LCD 中的顯示緩沖 RAM 當中讀一個字節的顯示數據

  // 參數: 無

  // 返回: 讀出的數據,

  //=====================================================

  unsigned char LCD_DataRead(void)

  {

  unsigned char Read_Data;

  DAT_PORT = 0xff; //51 的端口想要輸入前,要先給端口全置 1

  LCD_A0 = 1; //A0 置高,示意進行顯存數據操作

  LCD_RW = 1; //RW 置高,示意進行讀出操作

  LCD_EP = 0; //EP 先置低,以便后面產生跳變沿

  LCD_CS = 0; //片選 CS 置低

  LCD_EP = 1; //產生有效的跳變沿

  LCD_EP = 0;

  Read_Data = DAT_PORT; //讀出數據

  LCD_CS = 1; //片選置高

  return Read_Data; //返回讀到的數據

  }

  以上便是要介紹的最基本的時序操作程序,它們幾乎是整個 LCD 驅動程序當中與底層硬件打交道的代碼了,這樣的話,當要改變驅動 LCD 的 MCU 端口時或者換用別的 MCU 來驅動 LCD 時,基本上只需要在這些代碼里作一下修改即可。

  關于讀 LCD 狀態

  而在一般的 LCD 模塊當中,還有一個功能同樣重要,就是讀 LCD 狀態;可以通過此操作獲取當前 LCD 模塊的忙狀態以及一些相關的狀態信息,當 LCD 模塊正處于忙狀態時,則不宜對它進行數據的寫入或讀出操作(有很多較老式的 LCD 控制器規定在忙的狀態下時不允許寫入或讀出數據)。

  所以在很多 LCD 的驅動程序當中,會在寄存器寫入、數據寫入/讀出的操作前加入讀取 LCD狀態并判別忙狀態的代碼;這點可以參考網上流傳的很多 LCD 驅動程序。不過,對于 MzL02這樣的較新出的 LCD 控制器來說,已經對忙狀態不是很在乎了,或者說影響已經很小甚至沒有了;所以我們在前面的代碼當中并沒有加入這樣的代碼。至于有沒有必要加讀狀態判忙的代碼,要視具體的 LCD 控制器而定。

  關于時序的時間要求

  時序的一個非常重要的數據就是類似上圖中標出的tAS88之類的時間長短要求,只是上圖中并沒有標出它們的具體最大最小值要求而已;但在編寫這類的時序接口程序時它們還是非常重要的,當然還要看 MCU 的端口操作速度以及 MCU 的指令執行速度。打個比方,有的時序里就會有要求某些信號的電平保持最小寬度,而如果 MCU 的指令執行速度以及端口操作速度非??斓脑?,就需要酌情在連續操作端口的代碼之間加入適量的延時(通用用空操作來代替,具體多少個多少時長視具體的 MCU 以及 LCD 控制器而定)以保證該信號的脈沖寬度滿足要求。

  在本文的所列出的源代碼當中,并沒有如前所述的為時序的要求而插入空操作或延時處理,因為 MCU 的速度并不是非??欤瑳r且現在的 LCD 控制器的總線速度都挺快的了,沒有必要加入而已。

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