在单片机平台上建立规范化的液晶显示接口
简介根据平台设计思想,将单片机应用系统中大量使用的点阵式液晶显示模块进行了归纳、总结,推出了一个平台模式的通用液晶显示接口和MCS-51单片机使用的软件包。文中介绍了规范化的接口、时序、支持电路及基于宏汇编指令的软件库。
关键词单片机平台 液晶显示接口 应用软件包
在现代产品设计的理念上,首先使用某一种单片机类的智能IC,并以这个IC为核心搭建出一个芯系统,再外延出若干个功能接口,如显示接口、键盘接口、开关量信号输入/输出接口、模拟量输入/输出接口和打印接口等,最后再拼接各种所需的外围设备,形成产品。这样设计的优点是在芯系统不变的情况下,更改外围设备即可使产品升级、更新。在软件方面芯系统具有基础的功能函数以及外围设备应用所需的基础软件,从而形成良好的开发环境,这就是研发平台的设计思想。
点阵式液晶显示模块在迅速、广泛地应用于各行各业的电子产品中。其应用的最大特点是平板显示占空间小,CMOS电路功耗低,可显示汉字。为了配合研发平台概念的提出和推广,我们对标准液晶显示类产品作了归纳和总结,在此介绍适用于平台设计的通用液晶显示接口电路和MCS\ 51系列单片机的显示用软件包。
一、 通用液晶显示接口电路
所谓标准液晶显示类产品是指厂家自己设计并推向社会的液晶显示模块产品。它的种类、规格很多,从8×1个字符到40×4个字符的字符型液晶显示模块;从80×32点阵到640×480点阵的图形液晶显示模块。而且同一点阵数的产品还会根据点阵的大小、模块结构尺寸和控制器IC型号等的不同划分不同的系列。
但是,我们避开液晶显示模块产品繁多的型号,仅分析液晶显示模块的计算机接口特性,从而归纳出液晶显示模块与单片机接口的共有特性。纵观国内市场上的液晶显示模块,适用于单片机系统的液晶显示控制器无外乎是这么几种：HD44780及其替代品（字符型）、SED1520（控制122×32点阵以内）、HD61202U（控制192×64点阵以内）、HD61830A（控制240×128点阵以内）、T6963C（控制240×128点阵以内）、SED1335（控制640×200点阵以内）和QPYD系列（控制640×480点阵单色和彩色）等（注：用于计算机系统的液晶显示控制器不在本文的讨论范围之内）。
虽然这些液晶显示控制器的功能不同,但与单片机的接口时序关系可以归纳为两类。一是Intel 8080时序关系,如T6963C、SED1335和QPYD系列等;另一种是MC6800时序关系,如HD44780、HD61830、HD61202U和SED1520等。这两类的接口时序如图1和图2所示。
图1 Intel 8080时序图
图2 MC6800时序图
由于各种液晶显示模块与单片机的接口没有一个统一的规范,所以,各厂家设计的接口定义各不相同,这就很难提供一个规范的接口。如果能把所有液晶显示模块的接口统一到一种时序的标准接口特性上,或同一种时序关系的模块接口统一到一种规范的形式下,将对客户在自己产品上的显示升级、更新有相当的好处,也为研发平台设计液晶显示接口提供了统一的标准。
通过归纳对各种液晶显示模块的接口定义,我们设想按接口时序关系提出两种标准接口的定义,如表1所列,以此作为研发平台的液晶显示接口定义,设计出芯系统为液晶显示接口所提供的时序电路,如图3所示。该电路以Intel 8080时序的单片机为例,是由WR、RD、CS和地址线组成液晶显示控制所需的两种时序关系。图3所示电路可以通过短路插座JP1~JP5的设置转换成4种液晶显示控制所需的时序：① Intel 8080时序;② MC6800时序,单使能信号E,单片选信号CS;③ MC6800时序,单使能信号E,双片选信号CSA,CSB;④ MC6800时序,双使能信号E1,E2。
表1 液晶显示规范化接口
图3 液晶显示模块接口支持电路（参考图）
