第二讲 单片机C语言之12864液晶显示
前面一讲我们焊接了C51的最小系统。这讲里我们将继续焊接上液晶显示相关电路，并分别实现用12864显示一个汉字，字符串，数字，浮点数以及可调节的电子时钟。
概念
点阵式液晶显示模块（LCD）广泛应用于单片机控制系统，比数码管、段式液晶能模块显示更多、更直观的信息，如汉字、曲线、图片等。点阵液晶显示模块集成度很高，一般都内置控制芯片、行驱动芯片和列驱动芯片，点阵数量较大的LCD还配置RAM芯片，带汉字库的LCD还内嵌汉字库芯片，有负压输出的LCD还设有负压驱动电路等。单片机读写LCD实际上就是对LCD的控制芯片进行读写命令和数据。编程驱动LCD时，不需要对LCD的结构和点阵行列驱动原理深入了解，只要理解LCD接口的定义和LCD的控制芯片的读写时序和命令就可以了。
12864LCD属于点阵图形液晶显示模块，不但能显示字符，还能显示汉字和图形，分带汉字库和不带那字库两种，价格也有差别。带汉字库的12864LCD使用起来非常方便，不需要编写复杂的汉字显示程序，只要按时序写入两个字节的汉字机内码，汉字就能显示出来了，驱动程序简单许多。本文例程就是基于带汉字库的12864液晶显示模块。DM12864M 汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置 8192 个中文汉字（16X16 点阵）、128
个字符（8X16 点阵）及 64X256 点阵显示 RAM（GDRAM）。
12864有如下特点：
1. 128点X 64行＝8192点。
2. 12864有两种工作模式。
（1）文本工作模式
整屏平均分成32个显示区（每个显示区是16X16点阵），每个显示区可显示一个中文，每个显示区可显示两个英文ASCII字符。下图为汉字显示坐标即地址。
（2）绘图工作模式
整屏按水平方向每16个点分为一组，所以整屏共有8192/16＝512组，每次可控制任意一组的16个点。图形显示坐标：水平方向 X—以字节单位，垂直方向 Y—以位为单位。
3. 12864的硬件接口
总共20个引脚。其中引脚4-14是连接到MCU的。4.5.6引脚有两种功能，分别对应不同串并驱动模式。当为串行驱动时，4.5.6分别为CS，SID，CLK，且此时8位数据并行线无效；当为并行驱动时，4.5.6分别为RS,RW,E，且此时8位并行数据线有效。而15脚则是用于选择串并模式的。
汉字显示实验
好了现在我们来显示一个汉字。首先明确思路，初始化液晶屏，切换到文本模式，设置要显示汉字的地址，写入显示汉字。新建工程，分别建立三个文件main.c, 12864.c, 12864.h。
main.c
#include "12864.h"
void main()
{
LCD_Init();
LCD_SetAddText(0x93);
LCD_WriteDat(0XC4);
LCD_WriteDat(0Xe3);
LCD_SetAddText(0x94);
LCD_WriteDat(0XBa);
LCD_WriteDat(0XC3);
while(1)
{
}
}#include "12864.h"
sbit LCDRS_CS=P3^5;
sbit LCDWR_SID=P3^6;
sbit LCDE_CLK=P3^7;
/*
数据 0xFA
命令-地址0xF8
*/
void delay(u16 x)
{
while(x--);
}
void LCD_Send8bit(u8 dat) //向LCD发送一个字节
{
u8 i;
for(i=0;i<8;i++)
{
LCDE_CLK=0;
//LCDWR_SID=dat>>7;
LCDWR_SID=dat&(1<<7);
LCDE_CLK=1;
dat<<=1;
}
}
void LCD_EntryText() //LCD进入文本模式
{
LCD_WriteCmd(0x30);
}
void LCD_EntryDraw() //LCD进入绘图模式
{
}
voidLCD_SetAddText(u8 add) //设置LCD文本模式显示地址
{
LCDE_CLK=0;
LCDRS_CS=1;
LCD_Send8bit(0Xf8);
LCD_Send8bit(add&0xf0);
LCD_Send8bit(add<<4);
LCDE_CLK=0;
LCDRS_CS=0;
}
void LCD_SetAddDraw(u8 x, u8 y) //设置LCD绘图模式显示地址
{
x=y;
}
void LCD_WriteDat(u8 dat) //向LCD写入显示数据
{
LCDE_CLK=0;
LCDRS_CS=1;
LCD_Send8bit(0Xfa);
LCD_Send8bit(dat&0xf0);
LCD_Send8bit(dat<<4);
LCDE_CLK=0;
LCDRS_CS=0;
}
void LCD_WriteCmd(u8 cmd) //向LCD发送一条命令
{
LCDE_CLK=0;
LCDRS_CS=1;
LCD_Send8bit(0Xf8);
LCD_Send8bit(cmd&0xf0);
LCD_Send8bit(cmd<<4);
LCDE_CLK=0;
LCDRS_CS=0;
}
void LCD_Init()
{
LCD_EntryText();
delay(50);
LCD_WriteCmd(0x01); //清屏
delay(5000);
LCD_WriteCmd(0x0c); //开显示
delay(50);
}#ifndef _12864_
#define _12864_
#include "reg51.h"
#define u8 unsigned char
#define u16 unsigned int
void delay(u16 x);
void LCD_EntryText();
void LCD_EntryDraw();
void LCD_SetAddText(u8 add);
void LCD_SetAddDraw(u8 x, u8 y);
void LCD_WriteDat(u8 dat);
void LCD_WriteCmd(u8 cmd);
void LCD_Send8bit(u8 dat);
void LCD_Init();
#endif
如图SID总共发送了三个字节，其中第一个字节的RW位用来表明数据传送方向，1则为数据从LCD到MCU，0相反。显然我们这里是写数据到LCD所以这位为0。RS位则表明数据的类型，1表示数据是显示数据，0表示数据是控制指令。显然我们是发送指令因此这位为0。因此第一个字节就是0Xf8。第二个字节发送的是目标数据的高4位，如果发送的命令为cmd，那么取cmd的高4位构成这第二个字节，即为cmd&0xf0。同理第三个字节发的是目标数据低4位，cmd<<4。CS和SCLK的时序就不具体讲了。但是LCD_WriteCmd(u8 cmd)函数要完成，前面说的三个字节具体又是怎么发送的呢？因此我们还需要内嵌一个函数来发送一个字节。这样我们就又新建一个函数LCD_Send8bit(u8 dat)。根据前面的时序图，要发送一个位，首先当SCLK为低时，拉高CS并保持，准备好要发送的位（这里取要发送的字节dat的最高位，即右移7位），在SCLK由低跳变到高时，发送这位。然后再拉低SCLK，以此循环直到8个位都发完。
切换到文本模式后，我们就要选择显示的地址了。怎么选择地址呢，MCU就需要把一个地址数据发送给LCD，然后LCD就知道接下来要在这个地址上放MCU发来的显示数据。因此又新建一个函数LCD_SetAddText(u8 add)。前面我们讲了怎么发送命令，实际上发送地址也是使用相同的程序（液晶能识别命令和地址），这里就不再赘述了。
再接下来就是发送显示数据了。因此又新建一个函数 LCD_WriteDat(u8 dat)。显然还是跟发送命令和地址一个模式，唯一的区别就是第一个字节这时候变成了0xfa。好了讲解完毕。
引申：
如果是要发送数字和浮点数，我们可以在12864.c中引入如下函数，然后载主函数作相应调用即可。
void Show_String(u8 add, u8 *str) //lcd显示字符串
{
LCD_EntryText(); //lcd进入文本模式
LCD_SetAddText(add);
while(*str)
{
LCD_WriteDat(*str++);
}
}
void Show_Number(u8 add, u16 n) //lcd显示一个数字
{
char s[6];
sprintf(s,"%05d",n);
Show_String(add, s);
}
void Show_Float(u8 add, float n) //lcd显示一个浮点数
{
char s[6];
sprintf(s,"%03.2f",n);
Show_String(add, s);
}电子时钟实验
相关代码可查看我的代码片。