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        淺談用單片機控制12864液晶

        作者:佚名   來源:本站原創   點擊數:  更新時間:2014年03月31日   【字體:

        從現在開始,慢慢的寫一寫自己在學習過程中的感想,作為一個系列吧,沒有什么固定順序,學到哪寫到哪。給它起個統一的名字叫做《我的學習筆記:*****》,話不多說,第一記開始:

        話說起來12864,有愛有恨。


        先引出一段背景話:前段時間做電子大賽,題目是《無線遙控繪圖小車》,意思即為制作一個A端,作為遠程遙控部分;制作一個B端,作為繪圖主體部分。每個部分均由主控IC來控制,我們采用的是增強型51單片機STC12C5A32S2,選擇它的原因無非有兩個:一是普通51單片機無論從主頻、RAM上來講均不能滿足要求;二是在大賽前突然得知AVR系列的128停產了,市面上僅剩的128于是身價倍增,已經達到45~55元/片,成本過高。于是驚呼:AVR的時代已經馬上就要過去了。最后我們選用了STC12C5A32S2單片機,主頻選用24M,不分頻,相當于傳統51單片機的288M頻率,速度夠用;32K+28K的存儲器,相比51的4K、8K存儲空間夠用了;而它的價格僅僅為7元/片(從芯片商直接購進)。這樣無論從性能和價格上均滿足要求,可謂性價比相當高的一款單片機了。好了,主控介紹完畢。因為本次主要想說說12864液晶,所以主要介紹A端及其控制。


        A端主要有五部分組成:電源模塊、主控芯片及其工作電路、歐姆龍非編碼4*4矩陣鍵盤、nrf24L01無線傳輸模塊、12864液晶顯示模塊。下面主要介紹在使用12864液晶中遇到的一些問題及其解決方案:(拋磚引玉,歡迎高手指點)


        12864液晶,從字面意思上來理解,就是一塊分辨率為128*64的液晶屏幕,和電腦中提到的顯示器分辨率是一樣的。只不過12864是一塊單色的液晶屏,市面上最常見的為藍綠色和藍色。我們采用的是藍色液晶屏,內有中文字庫,使用起來方便很多。關于漢字和ASCII碼:漢字在12864中占用16*16的屏幕空間,ASCII碼字符占用16*8的屏幕空間。于是我們可以知道:一塊12864使用內部字庫,最多可以顯示32個漢字或者64個ASCII碼字符。如果我們感覺這樣屏幕顯示的東西太少,可以舍棄液晶內部字庫,自己制作一個字庫,其中漢字和ASCII碼均可以占用8*8的屏幕空間,這樣我們的12864最多可以顯示128個漢字或ASCII碼字符。所以在顯示內容較多時可以采用這種方法。


        作為背景,下面說一下12864的驅動。關于液晶的驅動電路是相當復雜的,一個有幾年工作經驗的工程師也不一定能自己獨立設計出一個12864驅動,但是比較好的是,我們一般在買12864的時候,制造商都已經將驅動做好了,我們要做的就是通過制造商留給我們的20P接口去使用它(這也就是術業有專攻吧,我們不必關心它的內部驅動,只要會用就行了),關于制造商留給我們的這20P引腳的具體名稱和功能 我就不贅述了,網上一把一把的。將單片機的I/O、電源線與液晶焊接完畢后,硬件也就搭建好了。下面開始軟件編程來控制12864液晶讓它顯示。


        說到軟件編程,首先我們需要準備一下平臺:第一:給單片機焊接一個下載電路,51單片機最常用的就是串口下載,需要串口頭一個、104電容5個、max232芯片一個、串口線/USB轉串口連接線(后者主要為筆記本等沒有串口的電腦設計)一條、導線若干。這個下載電路在網上也是一把一把的,我也不贅述了。第二:需要一臺電腦(編程用)。第三:需要相應的開發平臺,51單片機最常用的是keil,現在比較流行的是keil2和keil3,各有特點,可以根據自己的習慣選擇,我個人選用的是keil3平臺。有了以上3點,軟硬件開發平臺就已經搭建好了,下面介紹一下程序編寫。


        首先,打開keil軟件,建立一個工程,并添加一個文件到工程里面,然后就可以寫程序了。首先把基本程序架構寫好:頭文件、主函數、while循環。為了讓程序比較好理解,采用編寫函數在主函數中調用的形式。下面介紹一下各種功能函數的編寫。

        首先是最基本的初始化操作,需要參考制造商給出的操作時序圖(這里不贅述,只列出代碼)
            void init_12864()
            {
              lcd12864_psb=1;//選擇并行模式
             write_cmd(0x30);//選擇基本指令
             write_cmd(0x0C);//把顯示打開,關閉游標
             write_cmd(0x01);//清屏,地址歸零
            }


        接下來是基本的讀寫操作:參考制造商給出的操作時序圖(這里不贅述,只列出代碼)
            //往12864內部寫入一個命令字節
            void write_cmd(uchar cmd)
            {
             lcd12864_rs=0;//把rs引腳拉低,表示命令
             lcd12864_rw=0;//表示寫,而非讀
             P0=cmd;//把命令字節送到數據線上
         
             lcd12864_en=0; //給en引腳一個高脈沖
             delay_ms(5);
             lcd12864_en=1;
             delay_ms(5);
             lcd12864_en=0;
            }

            //往12864內部寫入一個字節的數據
            void write_dat(uchar dat)
            {
             lcd12864_rs=1;//表示寫數據
             lcd12864_rw=0;//表示寫
             P0=dat;//把數據送到數據線上
             lcd12864_en=0; //給en引腳一個高脈沖
             delay_ms(5);
             lcd12864_en=1;
             delay_ms(5);
             lcd12864_en=0;
            } 
        這樣基本的函數便寫好了,關于12864的操作是這樣的:首先需要對其進行配置,即執行初始化函數,然后就可以進行進行顯示字符了。如果我們要在屏幕上顯示漢字“好”,需要這樣操作:首先寫入命令,內容為顯示地址(第一行首空間為0x80),然后寫入數據,內容為我們要顯示的字符(內容為“好”),于是我們的代碼這樣寫:
            init_12864();
            write_cmd(0x80);
            write_dat(“好”);


        這樣我們進行代碼編譯,將文件下載到單片機就可以在12864上看見在屏幕最左上角的“好”字了。下面進行一些更加復雜一點的操作。即在屏幕任意的地方顯示任意的字符串(當然需要的顯示空間要夠,不然會沒有地方顯示的),代碼如下:
            void set_xy(uchar row,uchar line) //設置顯示地址為第x行y列
            {
                 switch(row) //對行進行判斷
                 {
                      case 1: {write_cmd(0x80|line);break;} //第一行,則設定列位置
                      case 2: {write_cmd(0x90|line);break;} //第二行,則設定列位置
                      case 3: {write_cmd(0x88|line);break;} //第三行,則設定列位置
                      case 4: {write_cmd(0x98|line);break;} //第四行,則設定列位置
                 }
            }    
            
            void write_xy(uchar row,uchar line,uchar *string) //在坐標為x行y列的地方顯示出字符串string
            {
                 uchar lcd_temp;  //定義顯示數據暫存變量
                 set_xy(row,line);  //設定顯示地址為第x行y列    
                 lcd_temp=*string; //將string的內容賦給lcd_temp    
                 while(lcd_temp!=0x00) //判斷字符串截止標志
                 {
                      write_dat(lcd_temp); //寫入字符串的相應內容
                      lcd_temp=*(++string); //讀取字符串下一位字符
                 }
            }


        這樣,一個函數就編寫好了,如果我們想在第三行第二列的位置顯示“我愛電子”,則這樣進行操作:行x=3,列y=2,字符串為“我愛電子”,于是我們在主函數里面寫這樣的代碼:
            unsigned char string=“我愛電子”;
            write_xy(3,2,uchar *string);   

         
        這樣我們進行代碼編譯,將文件下載到單片機就可以在12864上看見在屏幕第三行第二列的位置顯示“我愛電子”。下面介紹一下在12864上進行局部顯示圖片,在顯示圖片之前我們需要獲得所顯示圖片的二進制編碼。這個可以借助<字模提取軟件>來進行,然后在函數中定義一下(我定義為logo[ ]={ }),下面是局部顯示圖片的函數
            void lcd12864_display(uchar code *img)/*顯示函數*/
            {
             uchar x,y;
             uint i=0;//不可定義為uchar,數量不夠用
             for(y=24;y<=31;y++) //我們可以更改y的最小值和最大值來控制顯示區域
             {
                  for(x=1;x<3;x++)//每個x對應于2個字節,我們可以更改x的最小值和最大值來控制顯示區域
                  {
                       write_cmd(0x36); //擴充指令,同時開通圖形顯示
                       write_cmd(0x80+y);//垂直地址
                       write_cmd(0x80+x);//水平地址
                       write_cmd(0x30);//改為基本指令,進而進行基本輸入
                       write_dat(img[i++]); //數據寫入
                       write_dat(img[i++]);
                  }
             }
             for(y=0;y<=23;y++) //我們可以更改y的最小值和最大值來控制顯示區域
             {
                  for(x=1;x<3;x++) //我們可以更改x的最小值和最大值來控制顯示區域
                  {
                       write_cmd(0x36);//擴充指令,同時開通圖形顯示
                       write_cmd(0x80+y);//垂直地址
                       write_cmd(0x88+x); //顯示下半屏,y的坐標不變,x的坐標加8(看datasheet上的圖)
                       write_cmd(0x30);//改為基本指令,進而進行基本輸入
                       write_dat(img[i++]); //數據寫入
                       write_dat(img[i++]);
                  }
             }
            }


        這樣,一個函數就編寫好了,如果我們就可以在任意區域顯示自己想要的圖片了(當然寫入的區域不要有漢字或字符內容,不然會重疊到一起的,關于這部分的解決方案,下面即將介紹)
        筆者在應用12864的時候,由基本模式切換到繪圖模式時,會出現屏幕花屏的情況,始終無法解決,最后編寫了一段清除圖片內容的函數,其代碼如下:
            void clear_img()
            {
             uchar p,q;
             write_cmd(0x34);
             write_cmd(0x36);
             for(p=0;p<32;p++)
             {
              write_cmd(0x80|p);
              write_cmd(0x80);
              for(q=0;q<32;q++)
              write_dat(0);
             }
            } 


        仔細研究一下這段代碼,其實大家可以發現沒有什么特別的東西,主要是為了給圖片區域的部分全部寫入0,屏蔽其顯示內容,由此便可以解決模式切換后的花屏現象。然后在主函數中,調用初始化函數后,執行上面的clear_img()函數即可避免模式切換后的花屏現象。效果還是不錯的,只是占用的時間比較長。筆者最初用普通51單片機時候選用11.05926M晶振,經12分頻后清屏速度還是很慢的(接近8秒鐘時間),后換用24M不分頻的51單片機,清屏速度加快了很多(大概在0.4秒左右),所以這種方法并不適用普通51,否則光清屏的時間就會讓人抓狂的。只建議不分頻的單片機使用這種方法。


        做比賽之前從來沒有用過12864液晶,從頭學起,最后在12864液晶上做出了一個簡單的操作界面,花了整整兩天時間。其中圖像清屏的問題占用了很多時間,所以在此寫下此文,為后來者提供問題的解決方案。最后歡迎大家多多交流~~

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