51单片机实现SMG12864液晶显示器操作
网络游戏 2017-05-23
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SMG12864液晶显示器
- 128*64个点位，可以显示图形或8*4个汉字
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引脚功能：
基本结构：
- 行驱动器：IC3
- 列驱动器：IC1，IC2
- 128*64全点阵液晶显示器
内部结构：IC1，IC2，IC3含有的主要功能器件
- 指令寄存器IR：写指令时将指令存入IR
- 数据寄存器DR：写数据时将数据存入DR
- 忙标志BF：BF=1表示模块在内部操作，此时不接收外部指令和数据。BF=0时为准备状态，可以接收指令和数据
- 显示控制触发器DDF：屏幕显示开和关的控制，DFF=1开，DFF=0关
- 显示数据内存DDRAM：存储图形显示数据
- XY地址计数器：9位计数器（高3位为X，低6位为Y）作为DDRAM指针，X只能通过指令设置，Y地址计数器具有指令循环功能，读写数据完成后Y地址自动+1
- Z地址计数器：6位计数器，用于显示行扫描同步，完成一行扫描后Z地址自动+1，向下一行扫描。RST复位后，Z地址归零。显示屏幕的起始行由此指令控制。此模块的DDRAM共64行，屏幕可以循环滚动显示64行。
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操作时序：
读操作时序图：
写操作时序图：
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操作指令：
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DDRAM与地址、显示位置的关系 p.s.CS2对应左屏，CS1对应右屏
DDRAM与页地址的对应关系
在图中可以看到每个CS由8页（64行）*64列组成
DDRAM与地址显示位置的对应关系
DDRAM与起始行对应关系
| DDRAM行 | 62 | 63 | 0 | 1 | ... | 29 |
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SMG12864液晶显示器使用实例
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设计要求：一行显示八个字，滚动显示
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实现思路：
- 动态显示：利用余晖效应循环显示八个汉字
- 滚动显示：每次显示完毕后在下一次循环中显示在下一行（建立新的初始行，每次循环将初始行+1）
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主体模块：
初始化LCD，清屏 动态显示
滚动控制
- 开始行建立
- 开始行+1
- 第一个字
- 第二个字
- ...
- 第八个字
- 全屏显示
子模块：
初始化
- 清屏
选择左右屏（前四个字在左屏，后四个字在右屏） 显示字的上半部分
- 建立行（页）
- 建立列
- 遍历写入字库对应位置
- 同上半部分
LCD基本操作：
读状态
rs=0;rw=1; do循环（BUSY为1忙碌时）
- P0置空
- 打开使能
- 读入P0
- 关闭使能
- 检测BF标志位状态（引脚DB7）
- 读状态
- rs=0;rw=0;
- 写入指令
- E负跳变沿
- 读状态
- rs=0;rw=1;
- 写入数据
- E负跳变沿
- 全屏显示：CS1/2=0;
- 右屏显示（CS1控制）：CS2高电平，CS1低电平
- 左屏显示（CS2控制）：CS1高电平，CS2低电平
选择全屏 循环遍历8页
- 建立该页
- 建立第0行
- 遍历该页的所有列写入内容
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清屏过程：
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字显示过程：
第1个字（对应字库1~2行）
上半部分，第0页（字库第1行）
- 逐列显示0,1,2,3,4,5,6,7（字库第0,1,2,3,4,5,6,7位）
- 逐列显示0,1,2,3,4,5,6,7（字库第8,9,10,11,12,13,14,15位）
第0页（字库第3行）
- 逐列显示17,18,19,20,21,22,23,24
- 逐列显示25,26,27,28,29,30,31,32
第0页(字库第i*2-1行)
- 字库第(i-1)*32,(i-1)*32+1,(i-1)*32+2,(i-1)*32+3...,(i-1)*32+7位
- 字库第(i-1)*32+16,(i-1)*32+17,(i-1)*32+18,(i-1)*32+19...,(i-1)*32+31位
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实现代码：
1 #include <reg52.h>
2 #include <intrins.h>
3 #define DATA P0
4 typedef unsigned char uchar;
5 sbit rs = P2 ^ 2;
6 sbit rw = P2 ^ 1;
7 sbit en = P2 ^ 0;
8 sbit cs1 = P2 ^ 4;
9 sbit cs2 = P2 ^ 3;
10 uchar code zhCN[] =
11 {
12 //每个位置占据1列8行
13 //第1个字
14 //上半部分:第1列,第2列,第3列...第8列
15 0x00, 0x04, 0x04, 0xC4, 0xB4, 0x8C, 0x87, 0x84, 0xF4, 0x84, 0x84, 0x84, 0x84, 0x04, 0x00, 0x00,
16 //下半部分
17 0x00, 0x00, 0x20, 0x18, 0x0E, 0x04, 0x20, 0x40, 0xFF, 0x00, 0x02, 0x04, 0x18, 0x30, 0x00, 0x00,
18 //第2个字
19 0x20, 0x20, 0x2A, 0x2A, 0xAA, 0x6A, 0x3E, 0x2B, 0xAA, 0xAA, 0xEA, 0xAA, 0x2A, 0x22, 0x20, 0x00,
20 0x82, 0x82, 0x45, 0x45, 0x25, 0x15, 0x0D, 0xFF, 0x04, 0x0C, 0x14, 0x24, 0x65, 0xC2, 0x42, 0x00,
21 //第3个字
22 0x00, 0x00, 0xF8, 0x48, 0x48, 0x48, 0x48, 0xFF, 0x48, 0x48, 0x48, 0x48, 0xF8, 0x00, 0x00, 0x00,
23 0x00, 0x00, 0x0F, 0x04, 0x04, 0x04, 0x04, 0x3F, 0x44, 0x44, 0x44, 0x44, 0x4F, 0x00, 0x70, 0x00,
24 //第4个字
25 0x00, 0x00, 0x02, 0x02, 0x02, 0x02, 0x02, 0xE2, 0x12, 0x0A, 0x06, 0x02, 0x00, 0x80, 0x00, 0x00,
26 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x41, 0x81, 0x7F, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x01, 0x00,
27 //第5个字
28 0x40, 0x20, 0xD0, 0x4C, 0x43, 0x44, 0x48, 0xD8, 0x30, 0x10, 0x00, 0xFC, 0x00, 0x00, 0xFF, 0x00,
29 0x00, 0x00, 0x3F, 0x40, 0x40, 0x42, 0x44, 0x43, 0x78, 0x00, 0x00, 0x07, 0x20, 0x40, 0x3F, 0x00,
30 //第6个字
31 0x20, 0x24, 0x2C, 0x35, 0xE6, 0x34, 0x2C, 0x24, 0x00, 0xFC, 0x24, 0x24, 0xE2, 0x22, 0x22, 0x00,
32 0x21, 0x11, 0x4D, 0x81, 0x7F, 0x05, 0x59, 0x21, 0x18, 0x07, 0x00, 0x00, 0xFF, 0x00, 0x00, 0x00,
33 //第7个字
34 0x00, 0x04, 0x04, 0x04, 0xFF, 0x54, 0x54, 0x54, 0x54, 0x54, 0xFF, 0x04, 0x04, 0x04, 0x00, 0x00,
35 0x11, 0x51, 0x49, 0x4D, 0x4B, 0x49, 0x49, 0x7D, 0x49, 0x49, 0x4B, 0x45, 0x4D, 0x59, 0x09, 0x00,
36 //第8个字
37 0x10, 0x10, 0x10, 0xFE, 0x10, 0x50, 0x40, 0xFE, 0x20, 0x20, 0xFF, 0x10, 0x10, 0xF8, 0x10, 0x00,
38 0x20, 0x20, 0x10, 0x1F, 0x08, 0x08, 0x00, 0x3F, 0x40, 0x40, 0x4F, 0x42, 0x44, 0x43, 0x70, 0x00
39 };
40 void Delay(uchar m)
41 {
42 uchar i;
43 for (; m > 0; --m)
44 for (i = 0; i < 110; ++i)
45 ;
46 }
47 /* 检查忙碌状态 */
48 void CheckState()
49 {
50 //通过读取BF标志位(引脚9,对应P0^7)状态判断模块是否繁忙
51 uchar dat;
52 //读状态下RS=0,R/W=1,E=1
53 rs = 0;
54 rw = 1;
55 do
56 {
57 DATA = 0x00; //RST=0正常,BUSY=0准备状态,ON/OFF=0显示关,
58 en = 1;
59 _nop_(); //打开使能后检测模块状态
60 dat = DATA; //状态读入dat
61 en = 0;
62 dat = 0x80 & dat; // 1000 0000 & dat 通过与操作隔离后7位,仅判断最高位
63 }
64 while(dat != 0x00); //P0^7为0时跳出循环,BUSY=0准备状态
65 }
66 /* 选择要显示的屏幕 */
67 void SelectScreen(uchar screen)
68 {
69 //CS为低电平时亮
70 switch(screen)
71 {
72 case 0: //全屏显示
73 cs1 = 0; //IC1控制右半屏
74 _nop_();
75 _nop_();
76 _nop_();
77 cs2 = 0; //IC2控制左半屏
78 _nop_();
79 _nop_();
80 _nop_();
81 break;
82 case 1: //右屏显示
83 cs1 = 0;
84 _nop_();
85 _nop_();
86 _nop_();
87 cs2 = 1;
88 _nop_();
89 _nop_();
90 _nop_();
91 break;
92 case 2: //左屏显示
93 cs1 = 1;
94 _nop_();
95 _nop_();
96 _nop_();
97 cs2 = 0;
98 _nop_();
99 _nop_();
100 _nop_();
101 break;
102 }
103 }
104 /* 写命令操作 */
105 void SendCommandToLCD(uchar com)
106 {
107 //p.s.在CS1或CS2低电平情况下才能写入命令
108 CheckState();
109 rs = 0;
110 rw = 0;
111 DATA = com;
112 en = 1;
113 _nop_();
114 _nop_();
115 en = 0;
116 }
117 /* 显示开闭 */
118 void SetOnOff(uchar onoff)
119 {
120 //传入0,关显示,00111110|00000000 = 00111110
121 //传入1,开显示,00111110|00000001 = 00111111
122 onoff = 0x3E | onoff;
123 SendCommandToLCD(onoff); //写指令onoff
124 }
125 /* 行(页)建立 */
126 void SetLine(uchar page)
127 {
128 //10111000|00000000 = 10111000
129 //10111000|00000001 = 10111001
130 //10111000|00000010 = 10111010
131 //...
132 //10111000|00000111 = 10111111
133 //共8页,设置页地址
134 page = 0xb8 | page;
135 SendCommandToLCD(page);
136 }
137 /* 列建立 */
138 void SetColumn(uchar column)
139 {
140 //01xxxxxx 后六位为列地址
141 //先通过与操作屏蔽前2位,将地址范围限制在0-63之间
142 //再通过或操作将列操作指令前两位代入
143 column = column & 0x3F; //00000000 & 00111111 = 00000000
144 column = 0x40 | column; //01000000 | 00000000 = 01000000
145 SendCommandToLCD(column);
146 }
147 /* 写入数据 */
148 void WriteByte(uchar dat)
149 {
150 CheckState();
151 rs = 1;
152 rw = 0;
153 DATA = dat;
154 en = 1;
155 _nop_();
156 _nop_();
157 en = 0;
158 }
159 /* 清屏 */
160 void ClearScreen(uchar screen)
161 {
162 uchar i, j;
163 SelectScreen(screen);
164 for (i = 0; i < 8; ++i) //书上源码建立16页,此处建立8页正常运行
165 {
166 SetLine(i); //建立行
167 SetColumn(0); //建立列
168 for (j = 0; j < 64; ++j) //通过遍历该行的64列写入内容,列地址自动+1
169 WriteByte(0x00);
170 }
171 }
172 /* 设置开始行 */
173 void SetStartLine(uchar startline)
174 {
175 //设置开始行时前两位为11
176 startline = 0xC0 | startline;
177 SendCommandToLCD(startline);
178 }
179 /* 初始化 */
180 void InitLCD()
181 {
182 CheckState(); //检查LCD状态,是否繁忙,每次操作前都要进行检查
183 SelectScreen(0); //全屏显示,将要显示的屏幕部分置为低电平
184 SetOnOff(0); //关显示,1为开显示,0位关显示
185 SelectScreen(0);
186 SetOnOff(1); //开显示
187 SelectScreen(0);
188 ClearScreen(0); //0清全屏,1清左屏,2清右屏
189 SetStartLine(0); //从第0行开始
190 }
191 /* 显示汉字 */
192 void Display(uchar screen, uchar page, uchar column, uchar num)
193 {
194 uchar i;
195 SelectScreen(screen); //选择对应要亮的屏
196 /* 显示字的上半部分 */
197 SetLine(page); //建立行(页)
198 column = column & 0x3F; // column & 00111111 屏蔽前两位
199 SetColumn(column); //建立列
200 //写入字库第32*num~32*num+16位的数据
201 //第1个字:0~15,对应字库第1行
202 //第2个字:32~47,对应字库第3行
203 //第3个字:64~79,对应字库第5行
204 //...
205 for (i = 0; i < 16; ++i)
206 WriteByte(zhCN[i + 32 * num]);
207 /* 显示字的下半部分 */
208 SetLine(page + 1);
209 SetColumn(column);
210 //写入字库第32*num+16~32*num+32位的数据
211 //第1个字:16~31,对应字库第2行
212 //第2个字:48~63,对应字库第4行
213 //第3个字:80~95,对应字库第6行
214 //...
215 for (i = 0; i < 16; ++i)
216 WriteByte(zhCN[i + 32 * num + 16]);
217 }
218 /* 主函数 */
219 int main()
220 {
221 uchar i;
222 /* 初始化LCD,书上进行了一系列初始化操作,仅清屏的话不影响运行结果 */
223 // InitLCD();
224 ClearScreen(0); //清屏
225 /* 动态显示 */
226 while(1) //余晖效应
227 {
228 for (i = 0; i < 64; ++i) //如果此处改成10,则在向上移动10行后重新出现在第0行,此处使用64的倍数来实现无限循环(无间断),书上源码循环128次,64次也无影响
229 {
230 /* 滚动控制 */
231 SetStartLine(i); //循环建立开始行,每一次循环都上移1行
232 /* 汉字显示 */
233 Display(2, 0, 0 * 16, 0); //左屏,第0页, 0列,第0个字
234 Display(2, 0, 1 * 16, 1); //左屏,第0页, 16列,第1个字
235 Display(2, 0, 2 * 16, 2); //左屏,第0页, 32列,第2个字
236 Display(2, 0, 3 * 16, 3); //左屏,第0页, 48列,第3个字
237 Display(1, 0, 4 * 16, 4); //右屏,第0页, 64列,第4个字
238 Display(1, 0, 5 * 16, 5); //右屏,第0页, 80列,第5个字
239 Display(1, 0, 6 * 16, 6); //右屏,第0页, 96列,第6个字
240 Display(1, 0, 7 * 16, 7); //右屏,第0页,128列,第7个字
241 SelectScreen(0); //由于显示后四个字符时左屏处于关显示状态,需要打开全屏
242 Delay(50);
243 }
244 }
245 }
