浅谈用单片机控制12864液晶

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简介:12864液晶,从字面意思上来理解,就是一块分辨率为128*64的液晶屏幕,和电脑中提到的显示器分辨率是一样的。只不过12864是一块单色的液晶屏,市面上最常见的为蓝绿色和蓝色。我们采用的是蓝色液晶屏,内有中文字库,使用起来方便很多。

从现在开始,慢慢的写一写自己在学习过程中的感想,作为一个系列吧,没有什么固定顺序,学到哪写到哪。给它起个统一的名字叫做《我的学习笔记:*****》,话不多说,第一记开始:话说起来12864,有爱有恨。

先引出一段背景话:前段时间做电子大赛,题目是《无线遥控绘图小车》,意思即为制作一个A端,作为远程遥控部分;制作一个B端,作为绘图主体部分。每个部分均由主控IC来控制,我们采用的是增强型51单片机STC12C5A32S2,选择它的原因无非有两个:一是普通51单片机无论从主频、RAM上来讲均不能满足要求;二是在大赛前突然得知AVR系列的128停产了,市面上仅剩的128于是身价倍增,已经达到45~55元/片,成本过高。于是惊呼:AVR的时代已经马上就要过去了。最后我们选用了STC12C5A32S2单片机,主频选用24M,不分频,相当于传统51单片机的288M频率,速度够用;32K+28K的存储器,相比51的4K、8K存储空间够用了;而它的价格仅仅为7元/片(从芯片商直接购进)。这样无论从性能和价格上均满足要求,可谓性价比相当高的一款单片机了。好了,主控介绍完毕。因为本次主要想说说12864液晶,所以主要介绍A端及其控制。

A端主要有五部分组成:电源模块、主控芯片及其工作电路、欧姆龙非编码4*4矩阵键盘、nrf24L01无线传输模块、12864液晶显示模块。下面主要介绍在使用12864液晶中遇到的一些问题及其解决方案:(抛砖引玉,欢迎高手指点)

12864液晶,从字面意思上来理解,就是一块分辨率为128*64的液晶屏幕,和电脑中提到的显示器分辨率是一样的。只不过12864是一块单色的液晶屏,市面上最常见的为蓝绿色和蓝色。我们采用的是蓝色液晶屏,内有中文字库,使用起来方便很多。关于汉字和ASCII码:汉字在12864中占用16*16的屏幕空间,ASCII码字符占用16*8的屏幕空间。于是我们可以知道:一块12864使用内部字库,最多可以显示32个汉字或者64个ASCII码字符。如果我们感觉这样屏幕显示的东西太少,可以舍弃液晶内部字库,自己制作一个字库,其中汉字和ASCII码均可以占用8*8的屏幕空间,这样我们的12864最多可以显示128个汉字或ASCII码字符。所以在显示内容较多时可以采用这种方法。

作为背景,下面说一下12864的驱动。关于液晶的驱动电路是相当复杂的,一个有几年工作经验的工程师也不一定能自己独立设计出一个12864驱动,但是比较好的是,我们一般在买12864的时候,制造商都已经将驱动做好了,我们要做的就是通过制造商留给我们的20P接口去使用它(这也就是术业有专攻吧,我们不必关心它的内部驱动,只要会用就行了),关于制造商留给我们的这20P引脚的具体名称和功能我就不赘述了,网上一把一把的。将单片机的I/O、电源线与液晶焊接完毕后,硬件也就搭建好了。下面开始软件编程来控制12864液晶让它显示。

说到软件编程,首先我们需要准备一下平台:第一:给单片机焊接一个下载电路,51单片机最常用的就是串口下载,需要串口头一个、104电容5个、max232芯片一个、串口线/USB转串口连接线(后者主要为笔记本等没有串口的电脑设计)一条、导线若干。这个下载电路在网上也是一把一把的,我也不赘述了。第二:需要一台电脑(编程用)。第三:需要相应的开发平台,51单片机最常用的是keil,现在比较流行的是keil2和keil3,各有特点,可以根据自己的习惯选择,我个人选用的是keil3平台。有了以上3点,软硬件开发平台就已经搭建好了,下面介绍一下程序编写。

首先,打开keil软件,建立一个工程,并添加一个文件到工程里面,然后就可以写程序了。首先把基本程序架构写好:头文件、主函数、while循环。为了让程序比较好理解,采用编写函数在主函数中调用的形式。下面介绍一下各种功能函数的编写。

首先是最基本的初始化操作,需要参考制造商给出的操作时序图(这里不赘述,只列出代码)

void init_12864()

{

lcd12864_psb=1;//选择并行模式

write_cmd(0x30);//选择基本指令

write_cmd(0x0C);//把显示打开,关闭游标

write_cmd(0x01);//清屏,地址归零

}

接下来是基本的读写操作:参考制造商给出的操作时序图(这里不赘述,只列出代码)

//往12864内部写入一个命令字节

void write_cmd(uchar cmd)

{

lcd12864_rs=0;//把rs引脚拉低,表示命令

lcd12864_rw=0;//表示写,而非读

P0=cmd;//把命令字节送到数据线上

lcd12864_en=0; //给en引脚一个高脉冲

delay_ms(5);

lcd12864_en=1;

delay_ms(5);

lcd12864_en=0;

}

//往12864内部写入一个字节的数据

void write_dat(uchar dat)

{

lcd12864_rs=1;//表示写数据

lcd12864_rw=0;//表示写

P0=dat;//把数据送到数据线上

lcd12864_en=0; //给en引脚一个高脉冲

delay_ms(5);

lcd12864_en=1;

delay_ms(5);

lcd12864_en=0;

}

这样基本的函数便写好了,关于12864的操作是这样的:首先需要对其进行配置,即执行初始化函数,然后就可以进行进行显示字符了。如果我们要在屏幕上显示汉字“好”,需要这样操作:首先写入命令,内容为显示地址(第一行首空间为0x80),然后写入数据,内容为我们要显示的字符(内容为“好”),于是我们的代码这样写:

init_12864();

write_cmd(0x80);

write_dat(“好”);

这样我们进行代码编译,将文件下载到单片机就可以在12864上看见在屏幕最左上角的“好”字了。下面进行一些更加复杂一点的操作。即在屏幕任意的地方显示任意的字符串(当然需要的显示空间要够,不然会没有地方显示的),代码如下:

void set_xy(uchar row,uchar line) //设置显示地址为第x行y列

{

switch(row) //对行进行判断

{

case 1: {write_cmd(0x80|line);break;} //第一行,则设定列位置

case 2: {write_cmd(0x90|line);break;} //第二行,则设定列位置

case 3: {write_cmd(0x88|line);break;} //第三行,则设定列位置

case 4: {write_cmd(0x98|line);break;} //第四行,则设定列位置

}

}

void write_xy(uchar row,uchar line,uchar *string) //在坐标为x行y列的地方显示出字符串string

{

uchar lcd_temp; //定义显示数据暂存变量

set_xy(row,line); //设定显示地址为第x行y列

lcd_temp=*string; //将string的内容赋给lcd_temp

while(lcd_temp!=0x00) //判断字符串截止标志

{

write_dat(lcd_temp); //写入字符串的相应内容

lcd_temp=*(++string); //读取字符串下一位字符

}

}

这样,一个函数就编写好了,如果我们想在第三行第二列的位置显示“我爱电子”,则这样进行操作:行x=3,列y=2,字符串为“我爱电子”,于是我们在主函数里面写这样的代码:

unsigned char string=“我爱电子”;

write_xy(3,2,uchar *string);

这样我们进行代码编译,将文件下载到单片机就可以在12864上看见在屏幕第三行第二列的位置显示“我爱电子”。下面介绍一下在12864上进行局部显示图片,在显示图片之前我们需要获得所显示图片的二进制编码。这个可以借助<字模提取软件>来进行,然后在函数中定义一下(我定义为logo[ ]={ }),下面是局部显示图片的函数

void lcd12864_display(uchar code *img)/*显示函数*/

{

uchar x,y;

uint i=0;//不可定义为uchar,数量不够用

for(y=24;y<=31;y++) //我们可以更改y的最小值和最大值来控制显示区域

{

for(x=1;x<3;x++)//每个x对应于2个字节,我们可以更改x的最小值和最大值来控制显示区域

{

write_cmd(0x36); //扩充指令,同时开通图形显示

write_cmd(0x80+y);//垂直地址

write_cmd(0x80+x);//水平地址

write_cmd(0x30);//改为基本指令,进而进行基本输入

write_dat(img[i++]); //数据写入

write_dat(img[i++]);

}

}

for(y=0;y<=23;y++) //我们可以更改y的最小值和最大值来控制显示区域

{

for(x=1;x<3;x++) //我们可以更改x的最小值和最大值来控制显示区域

{

write_cmd(0x36);//扩充指令,同时开通图形显示

write_cmd(0x80+y);//垂直地址

write_cmd(0x88+x); //显示下半屏,y的坐标不变,x的坐标加8(看datasheet上的图)

write_cmd(0x30);//改为基本指令,进而进行基本输入

write_dat(img[i++]); //数据写入

write_dat(img[i++]);

}

}

}

这样,一个函数就编写好了,如果我们就可以在任意区域显示自己想要的图片了(当然写入的区域不要有汉字或字符内容,不然会重叠到一起的,关于这部分的解决方案,下面即将介绍)

笔者在应用12864的时候,由基本模式切换到绘图模式时,会出现屏幕花屏的情况,始终无法解决,最后编写了一段清除图片内容的函数,其代码如下:

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);

}

}

仔细研究一下这段代码,其实大家可以发现没有什么特别的东西,主要是为了给图片区域的部分全部写入0,屏蔽其显示内容,由此便可以解决模式切换后的花屏现象。然后在主函数中,调用初始化函数后,执行上面的clear_img()函数即可避免模式切换后的花屏现象。效果还是不错的,只是占用的时间比较长。笔者最初用普通51单片机时候选用11.05926M晶振,经12分频后清屏速度还是很慢的(接近8秒钟时间),后换用24M不分频的51单片机,清屏速度加快了很多(大概在0.4秒左右),所以这种方法并不适用普通51,否则光清屏的时间就会让人抓狂的。只建议不分频的单片机使用这种方法。

做比赛之前从来没有用过12864液晶,从头学起,最后在12864液晶上做出了一个简单的操作界面,花了整整两天时间。其中图像清屏的问题占用了很多时间,所以在此写下此文,为后来者提供问题的解决方案。最后欢迎大家多多交流~~

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