第三章3液晶显示控制及接口

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。
3、占空比选择
R/W A0 D7 0 0 1 D0=0 占空比为 为 1；驱动 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 1 0 1 0 0 0/1 1/16，D0=1 为 1/32。 驱动 32 行液晶显示时，使 D0 16 行时，使 D0=0。
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
/WRBaidu Nhomakorabea
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
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。
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。
指令代码 D3 D2 D1 0 1 0 0 1 L3 1 0 1 0 1 0 L2 0 1 1 0 0 0
D0 0 Di A S Du
L1 L0 P1 P0
指令名称 行地址设置 自动改写方式 结束改写方式 读取状态字
控制信号 A0 R/W 0 0 0 0 0 0 0 1
D7 0 1 1
D6 C6 1 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
4、显示起始行设置
R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 0 显示起始行（0 － 31） 该指令设置了对应显示屏上首行的显示 RAM 中的行号。有规律地修改 该行号，可实现滚屏功能。
5、终止驱动选择
R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0/1 该指令用软件终止 SED1520 的 LCD 驱动的输出。使系统在不显示状态 下停止对 LCD 的驱动输出，从而降低系统的功耗。终止驱动指令须 在关显示状态下输入。 D0=1 为终止驱动，D0=0 为正常驱动。
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；
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。
1、读状态字
R/W A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 BUSY ADC OFF/ON RESET 0 0 0 0 当 SED1520 处于 “忙” 状态时,除了读状态指令,其它指令均不起任 何作用,因此在访问 SED1520 时,都要先读 一下状态,判断是否“忙”。 BUSY： 1：忙状态 0：准备好状态 ADC： 1：正常输出（右向） 0：反向输出（左向） OFF/ON： 1：显示关闭 0：显示打开 RESET： 1：复位状态 0：正常状态
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； 15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；
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。
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。
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。
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
SED1520显示存储器的结构原理图
SED1520驱动部具有16路行驱动输出和61路列驱动输出， 单片SED1520可以驱动61x16点阵的液晶显示器件，级连两片 SED1520可以驱动122x32点阵的液晶显示器件。 驱动部是由扫描行计数器、显示数据锁存器、液晶显示 行驱动电路、液晶显示列驱动电路以及相关的外引脚组成。 扫描行计数器及行驱动器：扫描行计数器是5位计数器， 可由计算机设为16次或32次计数循环（对应于1/16或1/32 占空比）；行驱动器具有16路驱动输出。 显示数据锁存器及列驱动器：显示数据锁存器是用于锁 存当前显示行的列显示数据的；列驱动器具有61路驱动输出。
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；
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
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