第三章3液晶显示控制及接口

SED1520驱动部的工作原理是： 在显示时序发生器的作用下，扫描行计数器被清零，行 驱动器第一行扫描输出COM0； 显示起始行寄存器的内容被置入显示行计数器作为其初 始值； 通过显示行地址译码器选通显示存储器中初始行，该行 显示数据被传入（显示数据锁存器》列驱动器输入）； 列驱动器与行驱动器同步输出相应的驱动波形，驱动相 应的液晶显示点阵； 在显示时序发生器和FR的作用下，扫描行计数器加一， 显示行计数器同步加一，实现下一行的驱动输出。
指令名称 复位 显示开关设置 地址排序设置 休闲状态设置 占空比设置 显示起始行设置 页面地址设置
控制信号 A0 R/W 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
D7 1 1 1 1 1 1 1
D6 1 0 0 0 0 1 0
D5 1 1 1 1 1 0 1
D4 0 0 0 0 0 L4 1
显示存储器管理电路是由页地址指针、列地址指针、数 据输入/输出缓冲器和显示行地址指针组成。 页地址指针是一个两位的寄存器，其输出控制着显示 存储器的4个页面的选择。 列地址指针由列地址寄存器、列地址计数器和列地址 译码器组成。 数据输入/输出缓冲器是显示存储器的存取通道，它 与接口部的数据总线连接，传输着计算机存取的显示数 据。 显示行地址指针包括有显示起始（首）行寄存器、 显示行地址计数器和显示行地址译码器等。
一、液晶显示模块的分类
根据液晶显示模块显示功能的不同，液晶显示 模块可以分为如下3种： 段码数字型 点阵字符型 点阵图形型
1、段码数字型，
2、字符型液晶显示模块
是一类专门用于显示字母、数字、符号等的点阵型 液晶显示模块，它是由若干个5×7或5×11等点阵字符组 成。每一个点阵字符位都可以显示一个字符，点阵字符位 之间的一个点距的间隔起字符间距和行距的作用。目前市 面上常用的有16字×1行、16字×2行、20字×2行和40字 ×2行等字符模型，这些LCD虽然显示的字数各不相同，但 是都具有相同的输入输出界面。 TC1602A是一种16字×2行的字符型液晶显示模块
接口部主要作用是衔接计算机与片内功能寄存器和显示 存储器数据通的联系道，实现计算机对SED1520的控制。它 包括I/O缓冲器、复位电路、指令译码器和状态字寄存器等。 I/O缓冲器是SED1520片内功能寄存器和显示存储器与计 算机连接的结合部，其作用在于将两个不同时钟下工作的 系统连接起来，实现通信。 指令译码器接收计算机发来的指令代码，将其译成相应 的电平设置片内各功能寄存器和触发器。 状态字寄存器提供了SED1520与计算机之间的“握手”信 号，它有四个状态位，表示着控制器当前的工作状态。 这四个状态位是：BUSY、ADC、ON/OFF、RESET
3.3
液晶显示控制及接口
在单片机的人机交互系统中，常常需要显示 系统运行中的某些信息和数据，例如字符、汉字 或者图形等。液晶显示器（LCD :liquid crystal display)可以完成此项任务，它是一种功耗很低 的显示器。 液晶显示器以优越的性能，越来越受到各方 面的重视。常被应用在数字或微处理器控制的系 统，做为简易的人机接口。
IR为指令寄存器（Instruction Register，简称IR），
负责存储MCU要写给LCD的指令码，当RS及R／W引脚信号为
0且Enable引脚信号由1变为0时，D0～D7引脚上的数据便 会存入到IR寄存器中；
DR为数据寄存器（Data Register，简称DR），它们
负责存储微机要写到CGRAM或DDRAM的数据，或者存储MCU 要从CGRAM或DDRAM读出的数据。因此，可将DR视为一个数 据缓冲区，当RS及R／W引脚信号为1且Enable引脚信号由1 变为0时，读取数据；当RS引脚信号为1，R／W引脚信号为 0且Enable引脚信号由1变为0时，存入数据；
2.1
TC1602A的引脚功能和内部结构 TC1602A的引脚功能 TC1602A的引脚排列如图1所示，它有16个引脚可与外界 相连，各引脚功能如下：
1脚VSS：接地；
2脚Vdd：接＋5V电源； 3脚VO：对比度调整端，LCD驱动电压范围为Vdd～VO。 当VO接地时，对比度最强； 4脚RS：寄存器选择端，RS为0时，选择命令寄存器IR； RS为1时，选择数据寄存器DR；
显示存储器：这是SED1520的核心部分。
SED1520具有2560位显示存储器。
按8位数据总线长度（一个字节宽）分成4个页面，每个 页面都有80个字节。 页地址指针选择计算机所要操作的显示存储器的页面， 列地址指针确定了页面上80个单元之一。 与SED1520配套使用的列驱动器SED1521为80列驱动输出， 正好与显示存储器单元一一对应。注意：SED1520的列 驱动仅有61路驱动输出。 为了在驱动输出与液晶显示器件列电极连接布线方便， 把显示存储器列地址计数器设计成双向加一功能。
SED1520是以8位数据总线DB0-DB7形式与计 算机接口的。 A0用于SED1520识别计算机传输的数据的性 质，是通道选择信号。
A0
X
/RD
1
/WR
1
DB7-DB0
高阻
功能
数据总线释放
0 0 1
1
0 1 0
1
1 0 1
0
输出 输入 输出
输入
读状态字 写指令代码 读显示数据
写显示数据
SED1520的指令集
D5 C5 1 1
控制代码 D4 D3 D2 C4 0 0 C3 0 1 C2 0 1
0
D1 0 1
0
D0 0 0
0
C1 C0
BUSY ADC ON/OFF RES 0
写显示数据
读显示数据
1
1
0
1
数据
数据
SED1520的指令说明
SED1520的13条指令从作用上可分为两大类： 一类为显示方式设置指令，前6条指令为这一类 指令，它们只需在初始化程序中写入一次就可 以了。 另一类为显示数据读/写操作的指令，从第七条 往下（包括读状态字）都是这类指令，它们需 要经常地使用。
LCD MODULE KNY12232C-2A液晶显示模块
12232C-2A是一种图形点阵液晶显示器， 它主要由行驱动器/列驱动器及122x32全点 阵液晶显示器组成，可完成图形显示，也 可以显示(16X16点阵)汉字。
该显示模块 由2片 SED1520实现 控制驱动
SED1520结构
SED1520是集行、列驱动器和控制器于一体的液晶显示 控制驱动器, 可广泛用于小规模液晶显示模块。 SED1520液晶显示驱动控制器具有以下特性： 内置显示RAM区，RAM 容量为2560位。 RAM中的1个数据位控制液晶屏上一个点的亮灭状态：“1” 表示亮，“0”表示不亮。 具有16个行驱动口和61个列驱动口。 可直接与80系列或68系列微处理器相连。 驱动占空比为1/16 或1/32。 可以与SED1520配合使用，以便扩展列驱动口数目。
5脚：读写控制端，为1时，选择读出；为0时， 则选择写入； 6脚： Enable使能控制端，Enable为1时，使 能；Enable为0，禁止； 7脚～14脚D0～D7：数据总线；Байду номын сангаас15脚LED＋：背景光源，接＋5V； 16脚LED－：背景光源，接地。
TC1602A的内部结构
主要由DDRAM、CGROM、CGRAM、IR、DR、BF、AC等大 规模集成电路组成。 DDRAM为数据显示用的RAM（Data DisplayRAM，简称DDRAM），用以存放要LCD显示的数据， 只要将标准的ASCII码放入DDRAM，内部控制线路就会自动 将数据传送到显示器上，并显示出该ASCII码对应的字符； CGROM为字符产生器ROM（Character GeneratorROM，简 称CGORM），它存储了192个5×7的点阵字型，但只能读出 不能写入； CGRAM为字型、字符产生器的RAM（CharacterGenerator RAM，简称CGRAM），可供使用者存储特殊造型的造型码， CGRAM最多可存8个造型；
为了应用的方便，常使用另外一种集成度更高 的显示组件，即液晶显示模块。液晶显示模块将液
晶显示器、驱动与控制电路、背光源和外部连接端
口等组装在一起，可以方便地用于需要液晶显示的 场合。液晶显示模块的英文名称为(1iquid crystal display module ) ，简称为LCM。 人们一般还是习惯称之为LCD显示器。
BF为忙碌信号（Busy Flag，简称BF），当BF为1时， 不接收微机送来的数据或指令；当BR为0时，接收外部数 据或指令，所以，在写数据或指令到LCD之前，必须查看 BF是否为0；
AC为地址计数器（Address Counter，简称AC），负 责计数写入／读出CGRAM或DDRAM的数据地址，AC依照MCU 对LCD的设置值而自动修改它本身的内容。 TC1602A可分2行共显示32个字符，每行显示16个字符。
2.2、TC1602A的控制指令
TC1602A的控制指令共11条，其中9条是 针对命令寄存器IR的，另外2条是针对数据 寄存器DR的，具体指令如表1所列。需要说 明的是：表中＊表示可以为0或1，表中的 相关命令字设置如下： 指令表：
3、点阵式液晶显示
DB 000H,040H,020H,0F8H,007H,040H,020H,018H DB 00FH,008H,0C8H,008H,008H,028H,018H,000H DB 000H,000H,000H,0FFH,000H,000H,008H,004H DB 043H,080H,07FH,000H,001H,006H,00CH,000H
2、复位
R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 该指令为复位指令，执行该指令后，使显示起始行置这第 0 行，列地 址置为 0，页地址置为 3。