基于Proteus仿真的12864液晶的显示.docx
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基于Proteus仿真的12864液晶的显示
Proteus实验报告
课程题目:
基于Proteus仿真的12864液晶的显示
班级:
XXX
姓名:
XXX
学号:
XXX
完成时间:
XXX
一、概述…………………………………………………3
1、1LCD简介…………………………………………………3
1、2LCD引脚说明……………………………………………3
1、3LCD原理简图..................................................................4
1、4LCD主要功能介绍……………………………………..4
1、5指令说明………………………………………………...6
二、液晶显示原理………………………………………8
2.1汉字和英文显示原理………………………………………8
2.2图形显示……………………………………………………9
三、软件仿真……………………………………10
3.1汉字显示……………………………………………………10
3.2向上滚动显示………………………………………………11
3.3PCB图………………………………………………………11
四、部分实验代码………………………………12
五、总结…………………………………………18
一、概述
1、LCD简介
在Protues仿真软件中,AMPIRE12864是一种图形点阵液晶显示器。
它主要采用动态驱动原理由行驱动—控制器和列驱动器两部分组成了128(列)×64(行)的全点阵液晶显示。
软件中不提供中文字库,但可完成图形显示,也可以通过汉字取模软件显示8×4个(16×16点阵)汉字。
2、LCD引脚说明
管脚名称
LEVER
管脚功能描述
3VSS
0
电源地
4VDD
+5.0V
电源电压
5V0
-
液晶显示器驱动电压
6D/I(RS)
H/L
D/I=“H”,表示DB7∽DB0为显示数据
D/I=“L”,表示DB7∽DB0为显示指令数据
7R/W
H/L
R/W=“H”,E=“H”数据被读到DB7∽DB0
R/W=“L”,E=“H→L”数据被写到IR或DR
8E
H/L
R/W=“L”,E信号下降沿锁存DB7∽DB0
R/W=“H”,E=“H”DDRAM数据读到DB7∽DB0
9DB0
H/L
数据线
10DB1
H/L
数据线
11DB2
H/L
数据线
12DB3
H/L
数据线
13DB4
H/L
数据线
14DB5
H/L
数据线
15DB6
H/L
数据线
16DB7
H/L
数据线
1CS1
H/L
H:
选择芯片(右半屏)信号
2CS2
H/L
H:
选择芯片(左半屏)信号
17RET
H/L
复位信号,低电平复位
18VOUT
-10V
LCD驱动负电压
19LED+
-
LED背光板电源
20LED-
-
LED背光板电源
3、LCD原理简图
4、LCD主要功能介绍
1)显示数据RAM(DDRAM)
DDRAM(64×8×8bits)是存储图形显示数据的。
此RAM的每一位数据对应显示面板上一个点的显示(数据为H)与不显示(数据为L)。
DDRAM的地址与显示位置关系对照图(见附录一)
2)I/O缓冲器(DB0~DB7)
I/O缓冲器为双向三态数据缓冲器。
是LCM(液晶显示模块)部总线与MPU总线的结合部。
其作用是将两个不同时钟下工作的系统连接起来,实现通讯。
I/O缓冲器在片选信号/CS有效状态下,I/O缓冲器开放,实现LCM(液晶显示模块)与MPU之间的数据传递。
当片选信号为无效状态时,I/O缓冲器将中断LCM(液晶显示模块)部总线与MPU数据总线的联系,对外总线呈高阻状态,从而不影响MPU的其他数据操作功能。
3)输入寄存器
输入寄存器用于接收在MPU运行速度下传送给LCM(液晶显示模块)的数据并将其锁存在输入寄存器,其输出将在LCM(液晶显示模块)部工作时钟的运作
下将数据写入指令寄存器或显示存储器。
4)输出寄存器
输出寄存器用于暂存从显示存储器读出的数据,在MPU读操作时,输出寄存器将当前锁存的数据通过I/O缓冲器送入MPU数据总线上。
5)指令寄存器
指令寄存器用于接收MPU发来的指令代码,通过译码将指令代码置入相关的寄存器或触发器。
6)状态字寄存器
状态字寄存器是LCM(液晶显示模块)与MPU通讯时唯一的“握手”信号。
状态字寄存器向MPU表示了LCM(液晶显示模块)当前的工作状态。
尤其是状态字中的“忙”标志位是MPU在每次对LCM(液晶显示模块)访问时必须要读出判别的状态位。
当处于“忙”标志位时,I/O缓冲器被封锁,此时MPU对LCM(液晶显示模块)的任何操作(除读状态字操作外)都将是无效的。
7)X地址寄存器
X地址寄存器是一个三位页地址寄存器,其输出控制着DDRAM中8个页面的选择,也是控制着数据传输通道的八选一选择器。
X地址寄存器可以由MPU以指令形式设置。
X地址寄存器没有自动修改功能,所以要想转换页面需要重新设置X地址寄存器的容。
8)Y地址计数器
Y地址计数器是一个6位循环加一计数器。
它管理某一页面上的64个单元。
Y地址计数器可以由MPU以指令形式设置,它和页地址指针结合唯一选通显示存储器的一个单元,Y地址计数器具有自动加一功能。
在显示存储器读/写操作后Y地址计数将自动加一。
当计数器加至3FH后循环归零再继续加一。
9)Z地址计数器
Z地址计数器是一个6位地址计数器,用于确定当前显示行的扫描地址。
Z地址计数器具有自动加一功能。
它与行驱动器的行扫描输出同步,选择相应的列驱动的数据输出。
10)显示起始行寄存器
显示起始行寄存器是一个6位寄存器,它规定了显示存储器所对应显示屏上第一行的行号。
该行的数据将作为显示屏上第一行显示状态的控制信号。
11)显示开/关触发器
显示开/关触发器的作用就是控制显示驱动输出的电平以控制显示屏的开关。
在触发器输出为“关”电平时,显示数据锁存器的输入被封锁并将输出置“0”,从而使显示驱动输出全部为非选择波形,显示屏呈不显示状态。
在触发器输出为“开”电平时,显示数据锁存器被控制,显示驱动输出受显示驱动数据总线上数据控制,显示屏将呈显示状态。
12)复位端/RES
复位端/RES用于在LCM(液晶显示模块)上电时或需要时实现硬件电路对LCM(液晶显示模块)的复位。
该复位功能将实现:
A设置显示状态为关显示状态
B显示起始寄存器清零。
显示RAM第一行对应显示屏上的第一行。
C在复位期间状态字中RESET位置1。
5、指令说明
1.指令表指令名称
控制信号
控制代码
RS
R/W
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
显示开关设置
0
0
0
0
1
1
1
1
1
D
显示起始行设置
0
0
1
1
L5
L4
L3
L2
L1
L0
页面地址设置
0
0
1
0
1
1
1
P2
P1
P0
列地址设置
0
0
0
1
C5
C4
C3
C2
C1
C0
读取状态字
0
1
BUSY
0
ON/OFF
RESET
0
0
0
0
写显示数据
1
0
数据
读显示数据
1
1
数据
详细解释各个指令功能
1)读状态字格式
BUSY
0
ON/OFF
RESET
0
0
0
0
状态字是MPU了解LCM(液晶显示模块)当前状态,或LCM向MPU提供其部状态的唯一的信息渠道。
BUSY表示当前LCM接口控制电路运行状态。
BUSY=1表示LCM正在处理MPU发过来的指令或数据。
此时接口电路被封锁,不能接受除读状态字以外的任何操作。
BUSY=0表示LCM接口控制电路已外于“准备好”状态,等待MPU的访问。
ON/OFF表示当前的显示状态。
ON/OFF=1表示关显示状态,ON/OFF=0表示开显示状态。
RESET表示当前LCM的工作状态,即反映/RES端的电平状态。
当/RES为低电平状态时,LCM处于复位工作状态,标志位RESET=1。
当/REST为高电平状态时,LCM为正常工作状态,标志位RESET=0。
在指令设置和数据读写时要注意状态字中的BUSY标志。
只有在BUSY=0时,MPU对LCM的操作才能有效。
因此MPU在每次对LCM操作之前,都要读出状态字判断BUSY是否为“0”。
若不为“0”,则MPU需要等待,直至BUSY=0为止。
2)显示开关设置格式
0
0
1
1
1
1
1
D
该指令设置显示开/关触发器的状态,由此控制显示数据锁存器的工作方式,从而控制显示屏上的显示状态。
D位为显示开/关的控制位。
当D=1为开显示设置,显示数据锁存器正常工作,显示屏上呈现所需的显示效果。
此时在状态字中ON/OFF=0。
当D=0为关显示设置,显示数据锁存器被置零,显示屏呈不显示状态,但显示存储器并没有被破坏,在状态字中ON/OFF=1。
3)显示起始行设置格式
1
1
L5
L4
L3
L2
L1
L0
该指令设置了显示起始行寄存器的容。
LCM通过/CS的选择分别具有64行显示的管理能力,该指令中L5~L0为显示起始行的地址,取值在0~3FH(1~64行)围,它规定了显示屏上最顶一行所对应的显示存储器的行地址。
如果定时间隔地,等间距地修改(如加一或减一)显示起始行寄存器的容,则显示屏将呈现显示容向上或向下平滑滚动的显示效果。
4)页面地址设置格式
1
0
1
1
1
P2
P1
P0
该指令设置了页面地址—X地址寄存器的容。
LCM将显示存储器分成8页,指令代码中P2~P0就是要确定当前所要选择的页面地址,取值围为0~7H,代表第1~8页。
该指令规定了以后的读/写操作将在哪一个页面上进行。
5)列地址设置格式
0
1
C5
C4
C3
C2
C1
C0
该指令设置了Y地址数计数器的容,LCM通过/CS的选择分别具有64列显示的管理能力,C5~C0=0~3FH(1~64)代表某一页面上的某一单元地址,随后的一次读或写数据将在这个单元上进行。
Y地址计数器具有自动加一功能,在每一次读/写数据后它将自动加一,所以在连续进行读/写数据时,Y地址计数器不必每次都设置一次。
页面地址的设置和列地址的设置将显示存储器单元唯一地确定下来,为后来的显示数据的读/写作了地址的选通。
6)写显示数据格式
数
据
该操作将8位数据写入先前已确定的显示存储器的单元。
操作完成后列地址计数器自动加一。
7)读显示数据格式
数
据
该操作将LCM接口部的输出寄存器容读出,然后列地址计数器自动加一。
二、液晶显示原理
1汉字和英文显示原理
在数字电路中,所有的数据都是以0和1保存的,对LCD控制器进行不同的数据操作,可以得到不同的结果。
对于显示英文操作,由于英文字母种类很少,只需要8位(一字节)即可。
而对于中文,常用却有6000以上,于是我们的DOS前辈想了一个办法,就是将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字,即汉字的码。
而剩下的低128位则留给英文字符使用,即英文的码。
那么,得到了汉字的码后,还仅是一组数字,那又如何在屏幕上去显示呢?
这就涉及到文字的字模,字模虽然也是一组数字,但它的意义却与数字的意义有了根本的变化,它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状,如英文的'A'在字模的记载方式如图1所示:
图1“A”字模图
而中文的“你”在字模中的记载却如图2所示:
图2“你”字模图
根据芯片的不同取模的方式不同,有多种取模方式:
单色点阵液晶字模,横向取模,字节正序,单色点阵液晶字模,横向取模,字节倒序,单色点阵液晶字模,纵向取模,字节正序,单色点阵液晶字模,纵向取模,字节倒序等等。
而PROTUES中的AMPIRE12684为纵向取模,字节倒序液晶。
2.2图形显示
先设页地址再设列地址
页地址围0xb8~0xbf
列平地址围0x40~0x7f
绘图RAM的地址计数器(AC)只对列地址自动加一,当列地址=0x7F时会重新设为0
DDRAM的坐标地址与资料排列顺序如下图:
三、软件仿真
1汉字显示
在Protues软件中选择所需元件,搭建的电路图如图1所示。
将编写的代码烧写到单片机里,运行液晶显示正常
2向上滚动显示
3、PCB图
四、部分实验代码(向上滚动显示)
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineLCDLCDDisp_Off0x3e
#defineLCDLCDDisp_On0x3f
#definePage_Add0xb8//页地址
#defineLCDCol_Add0x40//列地址
#defineStart_Line0xC0//行地址
/*****液晶显示器的端口定义*****/
#definedata_oraP0/*液晶数据总线*/
sbitLCDMcs=P2^1;/*片选1*/
sbitLCDScs=P2^2;/*片选2*/
sbitRESET=P2^3;/*复位信号*/
sbitLCDDi=P2^4;/*数据/指令选择*/
sbitLCDRW=P2^5;/*读/写选择*/
sbitLCDEnable=P2^6;/*读/写使能*/
ucharcodeHz_guang[]=
{
/*--文字:
广--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x00,0x00,0xF8,0x08,0x08,0x08,0x08,0x09,0x0E,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x00,0x00,
0x80,0x60,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
};
ucharcodeHz_xi[]=
{
/*--文字:
西--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x02,0x02,0xE2,0x22,0x22,0xFE,0x22,0x22,0x22,0xFE,0x22,0x22,0xE2,0x02,0x02,0x00,
0x00,0x00,0xFF,0x48,0x44,0x43,0x40,0x40,0x40,0x43,0x44,0x44,0xFF,0x00,0x00,0x00
};
ucharcodeHz_ke[]={/*--文字:
科--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x24,0x24,0xA4,0xFE,0xA3,0x22,0x00,0x22,0xCC,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x08,0x06,0x01,0xFF,0x00,0x01,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0xFF,0x02,0x02,0x02,0x00};
ucharcodeHz_ji[]={/*--文字:
技--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x10,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x90,0x08,0x88,0x88,0x88,0xFF,0x88,0x88,0x88,0x08,0x00,
0x04,0x44,0x82,0x7F,0x01,0x80,0x80,0x40,0x43,0x2C,0x10,0x28,0x46,0x81,0x80,0x00
};
ucharcodeHz_da[]={/*--文字:
大--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0xFF,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00,
0x80,0x80,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x03,0x00,0x03,0x0C,0x10,0x20,0x40,0x80,0x80,0x00
};
ucharcodeHz_xue[]={/*--文字:
学--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x40,0x30,0x11,0x96,0x90,0x90,0x91,0x96,0x90,0x90,0x98,0x14,0x13,0x50,0x30,0x00,
0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x44,0x84,0x7E,0x06,0x05,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00
};
ucharcodeHz_chen[]={/*--文字:
--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x00,0xFE,0x22,0x5A,0x86,0x08,0x88,0x68,0x18,0x0F,0xE8,0x08,0x08,0x08,0x08,0x00,
0x00,0xFF,0x04,0x08,0x07,0x20,0x11,0x0D,0x41,0x81,0x7F,0x01,0x05,0x09,0x30,0x00
};
ucharcodeHz_jing[]={/*--文字:
竞--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x20,0x20,0x24,0xA4,0xAC,0xB4,0xA5,0xA6,0xA4,0xB4,0xAC,0xA4,0x24,0x20,0x20,0x00,
0x80,0x80,0x40,0x47,0x24,0x1C,0x04,0x04,0x04,0x7C,0x84,0x87,0x80,0x80,0xE0,0x00
};
ucharcodeHz_xiong[]={/*--文字:
雄--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x00,0x08,0xC8,0x38,0x8F,0x08,0x28,0x10,0xFC,0x4B,0x48,0xF9,0x4A,0x48,0x08,0x00,
0x04,0x23,0x70,0x2C,0x23,0x28,0x70,0x00,0xFF,0x22,0x22,0x3F,0x22,0x22,0x20,0x00
};
ucharcodeHz_tong[]={/*--文字:
通--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x40,0x42,0xCC,0x00,0x00,0xE2,0x22,0x2A,0x2A,0xF2,0x2A,0x26,0x22,0xE0,0x00,0x00,
0x80,0x40,0x3F,0x40,0x80,0xFF,0x89,0x89,0x89,0xBF,0x89,0xA9,0xC9,0xBF,0x80,0x00
};
ucharcodeHz_xin[]={/*--文字:
信--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x00,0x80,0x60,0xF8,0x07,0x00,0x04,0x24,0x24,0x25,0x26,0x24,0x24,0x24,0x04,0x00,
0x01,0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0xF9,0x49,0x49,0x49,0x49,0x49,0xF9,0x00,0x00
};
ucharcodeHz_1[]={/*--文字:
1--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00
};
ucharcodeHz_0[]={/*--文字:
0--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
ucharcodeHz_ban[]={/*--文字:
班--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x84,0x84,0xFC,0x84,0x84,0x00,0xF8,0x00,0xFF,0x00,0x84,0x84,0xFC,0x84,0x84,0x00,
0x10,0x30,0x1F,0x08,0x88,0x42,0x21,0x18,0x07,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00};
ucharcodeHz_wo[]={/*--文字:
我--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x20,0x24,0x24,0x24,0xFE,0x23,0x22,0x20,0x20,0xFF,0x20,0x22,0x2C,0xA0,0x20,0x00,
0x00,0x08,0x48,0x84,0x7F,0x02,0x41,0x40,0x20,0x13,0x0C,0x14,0x22,0x41,0xF8,0x00
};
ucharcodeHz_ai[]={/*--文字:
爱--*/
/*--宋体12;此字体下对应的点阵为:
宽x高=16x16--*/
0x80,0x64,0x2C,0x34,0x24,0x24,0xEC,0x32,0x22,0x22,0x32,0x2E,0x23,0xA2,0x60,0x00,
0x00,0x41,0x21,0x91,0x89,0x87,0x4D,0x55,0x25,0x25,0