論液晶顯示應用控制系統設計與實現

章明喆 李小波

摘 要 目前，液晶顯示器已經在工業生產的控制系統當中得到了較為廣泛的應用。而比較常用的液晶顯示器可以分成字符液晶顯示器以及圖像液晶顯示器這兩個類別。本文主要就液晶顯示的應用控制系統在硬件以及軟件設計方面進行了簡要的探討。

關鍵詞 液晶顯示器；控制系統；圖像液晶顯示器

1 液晶顯示應用控制系統硬件設計

1.1 硬件結構設計

為了顯示當前溫度值和繪制實時溫度曲線，系統硬件主要采用單片機、字符液晶顯示器、圖形液晶顯示器和A/D轉換器等組成一個單片機控制系統。當調整滑動變阻器（模擬溫度的變化）時，字符液晶顯示器能夠顯示溫度的當前值及變化過程，而圖形液晶顯示器能夠自動以打點方式繪出溫度曲線并顯示漢字等。

1.2 Proteus電路原理圖設計

8255A的PA、PB和PC口分別接LCDl602和LCDl2864的數據總線及控制端。單片機的P0、P2口接8255A的數據總線，因Po口驅動負載能力較弱，故必須接上拉排阻；P0口作為8255A的低八位地址數據線，P2口作為8255A的高八位地址。P1口接ADl674的高8位數據線DB4-DBll，ADl674的低4位數據線DBO～DB3接單片機的P1.4～P1.7。P3口用來控制A/D轉換器和液晶顯示器。其中，P3.0接ADl674的轉換結束標志位STS，當STS輸出為高電平時表明轉換正在進行，當STS輸出為低電平時表明轉換結束；P3.1～P3.2分別接ADl674的位尋址/短周期轉換選擇輸入端A0和ADl674的操作使能端CE；P3.3接ADl674的讀/轉換狀態輸入端R/C；P3.4～P3.5接LCDl2864左、右半屏的片選信號/CSl、/CS2，選中左半屏時，/CSl為低電平，/cs2為高電平；選中右半屏時，/cs2為低電平，/CSl為高電平；P3.6～P3.7分別接8255A的寫入信號WR和讀信號線RD。滑動變阻器用來模擬變化的溫度量，通過電壓跟隨緩沖器接至模/數轉換器ADl674。8255A的PA口接字符液晶顯示器（Proteus中為LM01 6L）的8位并行總線，PB口接圖形液晶顯示器（Proteus中為LGMl2641BSlR）的8位并行總線。PC0～PC2接圖形液晶顯示器的控制端，PC5～PC7接字符液晶顯示器的控制端。LCDl2864的GND接地，VCC接+5 V電源，VO通過10KΩ變阻器接+5 V電源，調節滑動變阻器可以調節液晶屏亮度。RST為復位端，低電平有效。LCDl602的VD。接+5 V電源，VSS接地，VEE通過10KΩ變阻器接+5V電源，調節滑動變阻器可以調節液晶屏亮度[1]。

2 液晶顯示應用控制系統軟件設計與實現

2.1 主程序流程

在系統上電之后，先要對液晶顯示器加以初始化，其中包含顯示的方式、首地址以及字體的格式等。繼而啟動十二位的A/D轉換器，利用單片機針對轉換的結果加以處理，對字符式的液晶顯示器（LCD1602）以及圖像式的液晶顯示器（LCD12864）加以控制，繼而分別對目前的溫度加以顯示，并且構成溫度的曲線圖。

2.2 子程序

A/D轉換程序，該程序包含數據的采集以及轉換這兩個部分。AD1674的STS主要是A/D轉換器工作狀態的一個指示信號，如果對A/D

轉換加以啟動，STS就會變成高電平，而在轉換結束之后，STS就會變成低電平。單片機不光能夠利用中斷的形式，還能夠利用查詢的形式對AD1674所處的工作狀態加以確認。因為AD1674是一種高速A/D的轉換器，它從啟動轉換指導對轉換結果加以獲取的這段時間不會超過十微秒，所以利用查詢方式不會對程序執行的效率產生影響。而數據轉換是將所采集到的那些二進制數據一一轉換成為十進制的數據，需要保留到一位小數，繼而分別供給給字符以及圖形式的液晶顯示器加以調用和顯示。

2.3 液晶顯示程序液晶顯示程序主要包含LCD1602以及LCD12864顯示程序

其中LCD1062型的夜景顯示控制器當中的CGROM已然存儲了一百九十多個不同點陣字符的圖形（大多數都是8*8的點陣）。每個字符都具備固定顯示代碼，在顯示的時候，單片機主要將相互對應的顯示代碼傳送給液晶顯示的控制器當中的顯存就可以了。同樣的道理，在對實時溫度加以顯示的時候，將A/D轉換的結果從單片機內存當中取出，然后直接利用數據的接口傳送到LCD顯存當中也就可以了。LCD12864顯示程序主要包含實時溫度的曲線顯示、圖形顯示以及漢字顯示。LCD12864所對應的溫度曲線顯示呈現出了動態的顯示過程，要對溫度的變化加以實時的呈現。其中包含兩個關鍵點：①單片機當中A/D轉換的數據要按照相應的順序存放，也就是依據轉換時間向存儲器當中進行連續的存儲。②在單片機朝著LCD12864按照次序傳輸數據的時候，主要是根據所顯示數據大小確定LCD縱坐標的實際位置，而且橫坐標會自動加一。這樣一來，實時的電壓數據就能夠點亮LCD當中的坐標點，一群連續的點也就能夠顯示出實施溫度的變化，繼而形成曲線。LCD12864當中所顯示的漢字是三個字——曲線圖，每個漢字都是16*16的點陣漢字。一般可以將16*16的點陣漢字劃分成為四個部分，只要是確定了顯示的頁、起始列以及行的地址，就能夠在程序的字模數據塊當中連續獲得十六個字節顯示數據，也就是顯示出一個字的上半部分。而要是在這個時候繼續從數據塊當中取出十六個字節，不過部隊顯示地址加以變更，這個字下半部分也就會顯示在上半部右側，也就是說列地址會自動加一。在對所顯示的數據加以顯示的時候，必須要對頁地址以及起始列地質加以重新設置。這樣，完整的漢字也就呈現了出來。

讓兩種較為常用的液晶顯示的控制器相互配合，利用A/D轉換器以及單片機I/O口的擴展單元，針對系統的硬件以及軟件進行了系統性的分析、設計以及仿真，對液晶顯示器的圖片、文字以及實施數據顯示等各個方面的功能進行了綜合性的應用。利用Proteus仿真以及電路加以實現，證明系統設計所具備的正確性以及可實現性。

參考文獻

[1] 張友德.單片微型機原理、應用與實驗[M].上海：復旦大學出版社，1992：201.