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1．引言
液晶顯示器（LCD）具有顯示信息豐富、功耗低、體積小、重量輕、超薄等許多其他顯示器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，近幾年來(lái)被廣泛用于單片機(jī)控制的智能儀器、儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。LCD可分為段位式LCD、字符式LCD和點(diǎn)陣式LCD。其中，段位式LCD和字符式LCD只能用于字符和數(shù)字的簡(jiǎn)單顯示，不能滿足圖形曲線和漢字顯示的要求；而點(diǎn)陣式LCD不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及漢字，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕上下左右滾動(dòng)、動(dòng)畫(huà)、分區(qū)開(kāi)窗口、反轉(zhuǎn)、閃爍等功能，用途十分廣泛。本文介紹點(diǎn)陣式液晶顯示器HS12232-1、HS12232-9與單片機(jī)的接口及編程的方法，同時(shí)給出兩種顯示器常用的字符顯示和漢字顯示程序。
2．不帶漢字庫(kù)的HS12232-1下的漢字顯示
2.1 顯示原理
利用PC上的16×16點(diǎn)陣漢字庫(kù)，提取后將點(diǎn)陣文件存入ROM，直接利用PC中漢字內(nèi)碼作為單片機(jī)系統(tǒng)的編碼（不再形成新的漢字編碼）。
2.2 硬件組成
首先要采用點(diǎn)陣圖形液晶顯示器。（例如一行為240點(diǎn)，總列數(shù)為128點(diǎn)，可以容納16×16點(diǎn)陣的漢字15個(gè)[因?yàn)?40/16=15]，128列可以顯示8行[因?yàn)?28/16=8]），廣州市千喜科技開(kāi)發(fā)有限公司的HS12232-1內(nèi)置SED1520驅(qū)動(dòng)控制器的點(diǎn)陣為122×32點(diǎn)，每行7個(gè)半漢字，共2行。如果要擴(kuò)展存儲(chǔ)器，全部國(guó)標(biāo)16×16點(diǎn)陣漢字、8×16點(diǎn)陣的ASCII碼點(diǎn)陣數(shù)據(jù)及漢字語(yǔ)句編碼數(shù)據(jù)要使用1片512KB的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)，多出部分可以留作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。本文只探討液晶顯示器與單片機(jī)的接口部分，擴(kuò)展存儲(chǔ)器部分略。下面給出HS-12232-1與單片機(jī)8031的一種接口，如圖1所示（VDD=+5V）。
2.3 漢字顯示原理
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字字符集GB 2312-80共收錄了漢字、圖形符號(hào)等共7445個(gè)，其中漢字6763個(gè)，按照漢字使用的頻度分為兩級(jí)，其中一級(jí)漢字3755個(gè)，二級(jí)漢字3008個(gè)。漢字、圖形符號(hào)根據(jù)其位置將其分為94個(gè)“區(qū)”，每個(gè)區(qū)包含94個(gè)漢字字符，每個(gè)漢字字符又稱為“位”。其中“區(qū)”的序號(hào)由01區(qū)至94區(qū)，“位”的序號(hào)也由01位至94位。若以橫向表示“位”號(hào)，縱向表示“區(qū)” 號(hào)，則“區(qū)”和“位”構(gòu)成一個(gè)二維坐標(biāo)。給定一個(gè)“區(qū)”值和“位”值就可以確定一個(gè)惟一的漢字或圖形符號(hào)。即4位阿拉伯?dāng)?shù)字就可以惟一地確定一個(gè)漢字或符號(hào)。如“北”字的區(qū)位碼是“1717”，而京字的區(qū)位碼是“3009”。前兩位是“區(qū)”號(hào)，后兩位是“位”號(hào)。其中1至15區(qū)是各種圖形符號(hào)、制表符和一些主要國(guó)家的語(yǔ)言字母，16區(qū)至87區(qū)是漢字，其中16區(qū)至55區(qū)是一級(jí)漢字，56至87區(qū)是二級(jí)漢字。
UCDOS軟件中的文件HZK16和文件ASC16分別為16×16的國(guó)際漢字點(diǎn)陣文件和8×16的ASCII碼點(diǎn)陣文件，HZK16中按漢字區(qū)位碼從小到大依次存放國(guó)標(biāo)區(qū)位碼表中的所有漢字，每個(gè)漢字占用32字節(jié)，每個(gè)區(qū)為94個(gè)漢字。而asc16文件中按ascii碼從小到大依次存有8×16的ASCII碼點(diǎn)陣，每個(gè)ASCII碼占用16字節(jié)。
PC的文本文件中，漢字是用機(jī)內(nèi)碼的形式存儲(chǔ)的，每個(gè)漢字占2字節(jié)，其中第一個(gè)字節(jié)為機(jī)內(nèi)碼的區(qū)碼，漢字機(jī)內(nèi)碼的區(qū)碼范圍是從0A1H（十六進(jìn)制）開(kāi)始，對(duì)應(yīng)區(qū)位碼中區(qū)碼的第一區(qū)；而機(jī)內(nèi)碼的第二個(gè)字節(jié)為機(jī)內(nèi)碼的位碼，范圍也是從0A1H（十六進(jìn)制）開(kāi)始，對(duì)應(yīng)某區(qū)中的第一個(gè)位碼。就是說(shuō)將漢字機(jī)內(nèi)碼減去0A0AH就得到該漢字的區(qū)位碼。例如漢字“北”的機(jī)內(nèi)碼是十六進(jìn)制的“B1B1”，其中前兩位“B1”表示機(jī)內(nèi)碼的區(qū)碼，后兩位“B1”表示機(jī)內(nèi)碼的位碼。所以“北”的區(qū)位碼為0B1B1H－0A0A0H=1111H，將區(qū)碼和位碼分別轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，得漢字“北”的區(qū)位碼為“1717”。即“北”的點(diǎn)陣位于第17區(qū)的第17個(gè)字的位置，在文件HZK16中的位置為第32×[（17-1）×94+（17－1）]=48640D以后的32個(gè)字節(jié)為“北”的顯示點(diǎn)陣。用RF-1800編程器讀入二進(jìn)制文件hzk16j.bin后利用其編輯功能中的緩沖區(qū)編輯查找到BE00 H （48640D是十進(jìn)制，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制后得BE00 H）開(kāi)始的32個(gè)字節(jié)：04 80 04 80 04 88 04 98 04 A0 7C C0 04 80 04 80 04 80 04 80 04 80 04 80 1C 82 E4 82 44 7E 00 00（以上全為下十六進(jìn)制），將其寫(xiě)在16×16點(diǎn)陣方格紙上，即得圖2。由此可以理解其相互邏輯關(guān)系。
在單片機(jī)系統(tǒng)中，連續(xù)取32個(gè)字節(jié)送到LCD的相應(yīng)位置，就能正確顯示漢字后的圖形符號(hào)。從HS-12232-1使用的SED1520的控制原理得知，字模送顯示前要旋轉(zhuǎn)90°，例如“逢”的區(qū)位碼是3778，在HZK16中的位置為第32*[（37－1）*94+（78－1）]=110752D以后的32個(gè)字節(jié)：04 44 FF FE 05 40 41 F8 33 10 14 E0 01 18 F6 46 1B F8 10 40 13 F8 10 40 17 FC 10 40 28 46 47 FC , 旋轉(zhuǎn)90°后上16個(gè)字節(jié)：82 8A 92 B2 02 A7 92 5E 2A AF 2A 5A 4A 83 82 00，下16個(gè)字節(jié)；00 80 40 3F 04 90 95 95 95 FF 95 95 95 D0 40 00。
2.4 ASCII碼的顯示原理
ASCII碼的顯示與漢字的顯示基本原理相同，在ASC16文件中不存在機(jī)內(nèi)碼的問(wèn)題，其顯示點(diǎn)陣直接按ASCII碼從小到大依次排列，不過(guò)每個(gè)ASCII碼在文本文件中只占1個(gè)字節(jié)并且小于80 H, 每個(gè)ASCII碼為8×16點(diǎn)陣，即在ASCII16文件中，每個(gè)ASCII碼的點(diǎn)陣也只占16個(gè)字節(jié)。
3．帶漢字庫(kù)的HS12232-9下的漢字顯示
廣州市千喜科技開(kāi)發(fā)有限公司陣的HS12232-9內(nèi)置ST7920A驅(qū)動(dòng)控制器，點(diǎn)陣為122×32點(diǎn)，每行7個(gè)半漢字，共2行。內(nèi)部字型ROM 包括8192個(gè)16×16點(diǎn)陣的中文字型和126個(gè)16×8點(diǎn)陣的字母符號(hào)字型，另外還提供一個(gè)64×256點(diǎn)的繪圖區(qū)域（GDRAM）及240點(diǎn)的ICON RAM，可以和文字畫(huà)面混合顯示。內(nèi)含的CGRAM有4組可編程的1616點(diǎn)陣的造字功能。與單片機(jī)的接口有8位并行、4位并行、2/3線串行。它采用低功率電源消耗，電壓范圍2.7～5.5V，功能齊全，漢字、點(diǎn)陣圖形、ASCII碼、曲線同屏顯示；上下左右移動(dòng)當(dāng)前顯示屏幕、清屏、光標(biāo)顯示、閃爍、睡眠、喚醒、關(guān)閉顯示功能齊備，適合許多場(chǎng)合應(yīng)用。上面使用了并行方式，現(xiàn)在研究串行方式。
3.1 串行時(shí)序與硬件接口電路
HS12232-9與單片機(jī)的串行接口時(shí)序如圖3所示，即24個(gè)時(shí)鐘脈沖傳送一個(gè)字節(jié)。單片機(jī)首先發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸起始位5個(gè)“1”，HS12232-9收到連續(xù)的5個(gè)“1”，內(nèi)部傳輸被重置，同時(shí)串行傳輸被同步，緊接著RW位用于決定數(shù)據(jù)的傳輸方向（讀還是寫(xiě)），RS用來(lái)選擇是內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器還是指令寄存器，第8位固定為“0”。收到起始位、RW、RS、“0”組成的第一個(gè)字節(jié)后，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)或指令被分成兩個(gè)字節(jié)來(lái)串行傳送或接收。數(shù)據(jù)或指令的高4位被放在第二個(gè)字節(jié)串行數(shù)據(jù)的高4位，低4位補(bǔ)4個(gè)“0”，數(shù)據(jù)或指令的低4位被放在第三個(gè)字節(jié)串行數(shù)據(jù)的高4位，低4位補(bǔ)4個(gè)“0”，這樣完成一個(gè)字節(jié)或數(shù)據(jù)的傳送。HS12232-9內(nèi)部沒(méi)有發(fā)送/接收緩沖區(qū)，傳送節(jié)奏要注意，否則要丟指令或數(shù)據(jù)。
PIC16C5X單片機(jī)與HS12232-9接口電路如圖4所示，只占用RA0、RA1兩根I/O口，或者用16f877的RD6、RD7兩根I/O口，RS（CS）引腳是片選，只有一片時(shí)固定接高電平使片選始終有效，SID引腳作數(shù)據(jù)線，SCLK引腳作時(shí)鐘線。單片機(jī)通過(guò)SID數(shù)據(jù)線在SCLK同步時(shí)鐘線配合下完成數(shù)據(jù)（指令）傳輸?shù)娜蝿?wù)。接口電路十分簡(jiǎn)單。
4．結(jié)束語(yǔ)
利用自帶字庫(kù)的中文液晶圖形點(diǎn)陣模塊串口接口方式的優(yōu)勢(shì)比并口明顯，節(jié)省I/O了口，不占用ROM，接口電路簡(jiǎn)單，解決了顯示漢字字符數(shù)量有限的瓶頸問(wèn)題和小體積非總線結(jié)構(gòu)單片機(jī)的漢字顯示問(wèn)題。筆者相信今后其使用率將逐步提高，對(duì)照本文的串并口兩種方式，希望對(duì)廣大同行在使用液晶圖形點(diǎn)陣模塊時(shí)有所啟發(fā)和幫助。
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