摘?? 要: 介紹了EPSON EG7564C-RS點陣液晶和Motorola 16位單片機MC68HC16Z1的硬件連接電路以及在該液晶上的畫點程序和圖片顯示程序。該程序可以在液晶任意位置上顯示任意字符、圖片,其設計方案可應用于各種選用點陣液晶顯示的微型儀器的界面設計中。
關鍵詞: MC68HC16Z1單片機? EG7564-RS點陣液晶? C語言
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EG7564C-RS是一種高性能反射式點陣液晶(STN模式),具有體積小、單電源供電、超低功耗" title="超低功耗">超低功耗(1mA)等特點,非常適合作為微型儀器的顯示器。但是,相對于大屏幕的有源液晶(TFT模式),其設計要困難一些。
本文以MOTOROLA 16位單片機MC68HC16Z1對EG7564C-RS液晶的控制為例,在介紹硬件電路的基礎上,詳細介紹了畫點和圖片顯示程序,各程序都用C語言編寫成函數的形式以方便調用。
1 EG7564C-RS液晶簡介
EPSON EG7564C-RS為320×200(像素)黑白點陣液晶,其方框圖參見圖1[1]。它共有18個I/O" title="I/O">I/O引腳,其功能參見表1。
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EG7564C-RS液晶數據和屏幕的對應關系參見圖2,它決定顯示軟件的編寫。EG7564C-RS液晶支持20條指令,參見表2[1]。其中主要指令的用法在軟件設計" title="軟件設計">軟件設計中給出。
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2 MC 68HC16Z1簡介
MOTOROLA MC68HC16Z1是高速16位單片機,該單片機采用模塊化結構,各個模塊通過內部模塊總線連結起來。它包括16位中央處理單元(CPU16)、系統集成模塊(SIM)、8位或10位A/D" title="A/D">A/D轉換器(ADC)、隊列串行模塊(QSM,含有隊列串行外圍接口QSPI和串行通信接口SCI)、通用定時器(GPT)和1024字節靜態RAM(SRAM)。其方框圖參見圖3[2]。
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MC68HC16Z1的最大時鐘速率為16.78MHz,鎖相環(PLL)電路通過基準頻率產生系統時鐘" title="系統時鐘">系統時鐘,時鐘源可采用晶體(標稱頻率為32.768kHz)或外部時鐘信號。系統硬件和軟件支持在操作期間改變時鐘頻率。由于MC68HC16Z1為全靜態操作,所以改變時鐘速率不影響寄存器和存儲器的內容。
MC68HC16Z1采用高密度CMOS(HCMOS)工藝,功耗非常低。在使用中還可以采用低功耗停止指令(LPSTOP)使系統時鐘停止運行,功耗達到最小。
3 硬件設計
MC68HC16Z1單片機和EG7564C-RS液晶的硬件連接電路示意圖如圖4所示。由于MC68HC16Z1用的是5V電源,而EG7564C-RS液晶用的是3.3V電源,所以在它們之間加了4050電平轉換器,用于電平轉換。
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由前可知,MC68HC16Z1是16位數據線,而EG7564C-RS液晶是8位數據線。當MC68HC16Z1和8位外設通訊時,是高8位有效,所以將MC68HC16Z1的高8位與液晶的8位數據線相連。ADD0是MC68HC16Z1地址線的最低位,和液晶的A0相連。
4 軟件設計
要在液晶上顯示圖片和字符,首先要能在液晶上畫點。畫點程序是圖片和字符顯示程序的基礎。下面先介紹畫點程序,然后介紹圖片和字符顯示程序。
本畫點程序實現在(x,y)坐標處顯示一黑點或去掉一黑點,其流程圖如圖5所示。要在液晶上顯示一黑點,事實上就是將對應的數據字節的對應位設為“1”,而要去掉一黑點,就是將該位設為“0”。所以程序的重點是要找到(x,y)所對應的數據字節的列地址和頁地址。
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液晶的列地址有10位,由x值決定。將y除以8所得的商就是頁地址。列地址的設置命令如表3所示。
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由表3可知,在設置時,要求先送列地址的低5位,然后送列地址的高5位,每5位都是在一個字節的低5位上。所以,要將x值分解到DATA1和DATA2兩個字節中。這可用如下語句實現:
DATA1=x&0x001f;/*DATA1中是列地址的低5位*/
DATA2=x>>5;/*DATA2中是列地址的高5位*/
字符實際上也是一種圖片,所以字符和圖片的顯示程序是一樣的。本圖片顯示程序將寬為width(像素)、高為height(像素)的圖片顯示在(x,y)處。其流程圖如圖6所示。
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由于已經有了畫點程序,要顯示一圖片,只要計算出圖片的每一點在液晶屏幕上的坐標即可,而圖片最左上角的點在屏幕上的坐標就是(x,y)。
本圖片顯示程序由于是基于畫點程序,一個點一個點地顯示出來的,顯示速度較慢。如果采用一個字節一個字節地寫,速度將快8倍,但不能在任意位置顯示字符或圖片,其起始y坐標只能是8的整數倍,在界面設計時,將不利于界面的整體規劃和美觀。
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參考文獻
1 SPECIFICATION TCM-A0902-9.SEIKO EPSON CORPORATION,1997
1 齊秋群,剛寒冰.16位單片機及其應用.北京：機械工業出版社,1995