基于T6963C控制器的液晶模塊顯示技術(shù)

王永忠，韓潤萍

(北京服裝學(xué)院 信息工程學(xué)院，北京100029)

T6963C［1］是一種點(diǎn)陣式液晶圖形顯示控制器，可直接與8位微處理器接口。T6963C的字符字體格式由硬件設(shè)置，具體格式為:5×8，6×8，7×8，8×8等4種。T6963C能以圖形方式、文本方式及圖形和文本合成方式進(jìn)行顯示［2］。較多廠家的液晶圖形顯示器采用了該控制器。下面以北京青云創(chuàng)新科技發(fā)展有限公司的圖形液晶顯示模塊LCM2401286［3］為例介紹了基于T6963C［4］控制器的液晶顯示模塊圖形方式下字符漢字顯示技術(shù)。LCM2401286是黃綠模式的240×128點(diǎn)陣式LCD圖形顯示器，可顯示15×8行16×16點(diǎn)陣的漢字，其主控芯片為T6963C。正確使用該種顯示器需了解其硬件結(jié)構(gòu)和軟件編程特點(diǎn)。

1 基于液晶模塊的硬件技術(shù)

1.1 引腳說明

由于基于T6963C控制器液晶模塊的諸多功能設(shè)置均是通過硬件來實(shí)現(xiàn)的，即通過不同引腳的電平狀態(tài)來設(shè)置，但基于T6963C控制器的各廠家的液晶模塊，由于各自的特點(diǎn)不同，故各廠家或各型號的液晶模塊主要引出腳也各不相同，因此要對這些重要引腳加以說明。T6963C的QFP封裝共有67個(gè)引腳，以LCM2401286顯示器為例，在T6963C控制器上的復(fù)位引腳，在LCM2401286顯示器引出腳中表示為，在T6963C控制器上的單雙屏顯示模式選擇引腳DUAL，在LCM2401286顯示器中DUAL端直接接高電平，設(shè)置為單屏結(jié)構(gòu)。在T6963C控制器上的顯示窗口長度設(shè)置引腳MD2、MD3，通過兩引腳不同的電平狀態(tài)可設(shè)置不同的顯示窗口長度，如表1所示，在LCM2401286顯示器中MD2，MD3端均接高電平，設(shè)置為每行字符數(shù)為32。

表1 顯示窗口的長度設(shè)置表

在T6963C控制器上的顯示窗口寬度(行)設(shè)置引腳MDS、MD1、MD0，其組合功能如表2所示，在LCM2401286顯示器中MDS，MD1，MD0設(shè)置100，即字符行16，總行數(shù)為128，占空比為1/128。

表2 顯示窗口的寬度設(shè)置表

在T6963C控制器上顯示字符的字體選擇引腳FS1，F(xiàn)S0，通過這兩個(gè)引腳不同電平狀態(tài)的組合可選擇不同的字體模式，如表3所示［6］。

表3 顯示字符的字體選擇表

1.2 電源和對比度調(diào)節(jié)端的連接方式

LCM2401286顯示器的電源連接和對比度調(diào)節(jié)端有兩種接線方式，如圖1所示。調(diào)節(jié)圖1中的電位器，可改變液晶顯示器的對比度，從而使背景色和圖形文字的色比達(dá)到最佳。

圖1 LCM2401286顯示器的兩種電源連接方式圖

1.3 LCM2401286顯示器接口電路

LCM2401286顯示器接口電路如圖2所示，其中，電位器W3=20 kΩ可調(diào)節(jié)顯示器的底色，顯示器的背光電源A、K直接為有效。對比度調(diào)節(jié)端接線方式采用圖1(b)的方法。

圖2 系統(tǒng)顯示器實(shí)際接口電路圖

2 液晶模塊的軟件設(shè)計(jì)

2.1 T6963C的狀態(tài)字和指令集

由于T6963C為可編程芯片，因此要求編程控制LCM2401286顯示器正常顯示，首先需掌握T6963C的狀態(tài)字和指令集。由于T6963C控制器指令集模塊的初始化通常由硬件設(shè)置完成，因此其指令系統(tǒng)將集中于顯示功能的設(shè)置上。T6963C的指令可帶一個(gè)或兩個(gè)參數(shù)或無參數(shù)，每條指令的執(zhí)行均是先送入?yún)?shù)，再送入指令代碼，每次操作前先檢測狀態(tài)字，以確保指令的正確執(zhí)行。T6963C的狀態(tài)字如表4所示，其中，STA0為指令讀寫狀態(tài)，STA1為數(shù)據(jù)讀寫狀態(tài)，STA2為數(shù)據(jù)自動讀狀態(tài)，STA3為數(shù)據(jù)自動寫狀態(tài)。由于各狀態(tài)位的作用不同，所以執(zhí)行不同指令時(shí)必須檢測不同的狀態(tài)位。在MPU每次讀寫指令和數(shù)據(jù)時(shí)，STA0和STA1要同時(shí)有效。當(dāng)MPU讀寫數(shù)組時(shí)，需判斷STA2或STA3狀態(tài)。屏讀、屏拷貝指令應(yīng)使用STA6。而STA5和STA7則反映T6963C內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)。

表4 T6963C的狀態(tài)字定義表

T6963C的指令包括指針設(shè)置指令、顯示區(qū)域設(shè)置指令、顯示開關(guān)指令、光標(biāo)形狀選擇指令、數(shù)據(jù)自動讀/寫方式設(shè)置指令、數(shù)據(jù)一次讀/寫方式指令和位操作指令等。指針設(shè)置指令主要用于設(shè)置光標(biāo)指針、CGRAM偏置地址和地址指針。顯示區(qū)域設(shè)置指令主要用于設(shè)置文本區(qū)和圖形區(qū)首地址以及文本區(qū)和圖形區(qū)的寬度。文本區(qū)和圖形區(qū)首地址對應(yīng)顯示屏左上角字符位或字節(jié)位，修改該地址可產(chǎn)生卷動效果。文本區(qū)寬度設(shè)置和圖形區(qū)寬度設(shè)置用于調(diào)整一行顯示所占顯示RAM的字節(jié)數(shù)，從而確定顯示屏與顯示RAM單元的對應(yīng)關(guān)系。顯示開關(guān)指令主要用于設(shè)置光標(biāo)閃爍、光標(biāo)顯示、文本顯示及圖形顯示的開啟。正確使用上述指令可保證顯示正常進(jìn)行。

2.2 圖形方式下字符、漢字顯示技術(shù)

在編寫顯示程序時(shí)，首先要編寫一些預(yù)處理程序和液晶顯示器的初始化程序。預(yù)處理程序包括:狀態(tài)字中的狀態(tài)位判斷程序、寫無參數(shù)指令程序、寫雙參數(shù)指令程序、寫數(shù)據(jù)指令程序、設(shè)置當(dāng)前地址程序和設(shè)置當(dāng)前顯示行列程序。液晶顯示器初始化程序包括:工作狀態(tài)初始化程序和清屏程序。工作狀態(tài)初始化程序即設(shè)置顯示器為圖形顯示方式，同時(shí)關(guān)閉文本顯示，設(shè)置圖形顯示區(qū)首地址為00H，設(shè)置圖形顯示區(qū)寬度為20 H(即32 Byte)，設(shè)置光標(biāo)的形狀為8點(diǎn)1行。顯示器清屏程序是通過程序?qū)︼@示緩沖區(qū)寫零來達(dá)到清屏目的。

上述工作完成后便可編寫字符、漢字顯示程序。字符、漢字顯示程序流程如圖3所示。為適應(yīng)顯示內(nèi)容長度不固定的情況，可設(shè)置和使用可變長參數(shù)。使用可變參數(shù)步驟如下:(1)為了訪問變長參數(shù)列表中的參數(shù)，必須聲明va_list類型的一個(gè)對象，首先在函數(shù)里定義一個(gè)va_list型的變量，即arg_ptr，這一變量是指向參數(shù)的指針。(2)用va_start宏初始化這一變量arg_ptr，這個(gè)宏的第2個(gè)參數(shù)是第一個(gè)可變參數(shù)的前一個(gè)參數(shù)，是一個(gè)固定參數(shù)，使arg_ptr指向第一個(gè)可選參數(shù)，以固定參數(shù)的地址為起點(diǎn)確定變參的內(nèi)存起始地址。va_start是訪問變長參數(shù)列表中的參數(shù)前所使用的宏，其初始化用va_list聲明的對象，初始化結(jié)果供宏va_arg和va_end使用;va_arg:展開成一個(gè)表達(dá)式的宏，該表達(dá)式具有變長參數(shù)列表中下一個(gè)參數(shù)的值和類型。每次調(diào)用va_arg均會修改用va_list聲明的對象，從而使該對象指向參數(shù)列表中的下一個(gè)參數(shù);然后用va_arg返回可變的參數(shù)，并賦值給整數(shù)變量。va_arg的第2個(gè)參數(shù)是要返回參數(shù)的類型。(3)va_end將arg_ptr指針清為NULL，函數(shù)體內(nèi)可多次遍歷這些參數(shù)，但必須以va_start開始，并以va_end結(jié)尾。va_end宏使程序能夠從變長參數(shù)列表用宏va_start引用的函數(shù)中正常返回。va在此是variable argument(可變參數(shù))的意思。

圖3 字符、漢字顯示程序流程圖

為確保輸出顯示的內(nèi)容尤其是數(shù)字能按照格式化方式顯示，可采用函數(shù)vsprintf()將格式化字符串和數(shù)字值輸出到指定的內(nèi)存緩沖區(qū)內(nèi)，該函數(shù)類似于sprintf()函數(shù)，但其只接受一個(gè)指向變量表的指針而不是一個(gè)變量表。返回值為實(shí)際寫入到輸出字符串中的字符數(shù)。

字符、漢字顯示程序又分成字符部分和漢字部分，其流程圖如圖3所示。由標(biāo)準(zhǔn)的ASCII字符表可知，字符的ASCII值在0～127范圍內(nèi)，而漢字內(nèi)碼的ASCII值均處于128以上。因此可通過判斷要顯示內(nèi)容的ASCII值是否＜128來區(qū)分要顯示的內(nèi)容是字符或是漢字。

若要顯示的內(nèi)容是字符(ASCII值≤128)，則又分為非顯示字符和顯示字符。非顯示字符包括控制字符和通訊專用字符。顯示字符包括符號、字母和數(shù)字。

由標(biāo)準(zhǔn)ASCII字符表可看出，非顯示字符的ASCII值在0～31范圍內(nèi)，因此可通過判斷顯示內(nèi)容的ASCII值是否＜32來區(qū)分非顯示字符和顯示字符。

若是非顯示字符(ASCII值＜32)，則執(zhí)行相應(yīng)的控制功能，若是顯示字符(ASCII值≥32)則送顯相應(yīng)的字符。顯示字符按16×8點(diǎn)陣顯示，即一個(gè)可顯示字符占16個(gè)點(diǎn)陣行，每行1 Byte，每個(gè)可顯示字符的字模為16 Byte。

若要顯示的內(nèi)容是漢字(ASCII值＞128)，則按16×16點(diǎn)陣顯示，即一個(gè)漢字占16個(gè)點(diǎn)陣行，每行2 Byte，每個(gè)漢字字模為32 Byte。字符、漢字的字體及大小是由其字模決定的，其字模由專門的字模生成軟件生成。字符和漢字的字庫分開造，無論字符或漢字，若其字體或大小不同，則字庫需分開造，顯示時(shí)分別調(diào)用。

3 結(jié)束語

文中介紹的基于T6963C控制器的液晶顯示模塊圖形方式下的字符漢字顯示技術(shù)，具有通用性和普遍性，適于所有采用T6963C控制器的液晶顯示模塊，其基本思想也適合于采用其他控制器的液晶顯示模塊。

［1］ 北京精電蓬遠(yuǎn)顯示技術(shù)有限公司.內(nèi)藏T6963C控制器點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊使用手冊［M］.北京:北京精電蓬遠(yuǎn)顯示技術(shù)有限公司，2001.

［2］ 王永忠.自動喂毛機(jī)測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究［D］.北京:北京服裝學(xué)院，2009.

［3］ 北京青云創(chuàng)新科技發(fā)展有限公司.圖形液晶顯示模塊LCM2401286使用說明書［M］.北京:北京青云創(chuàng)新科技發(fā)展有限公司，2006.

［4］ 袁滿.基于T6963C的LCD液晶顯示的實(shí)現(xiàn)［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用，2007(9):110－111.

［5］ 梁漢鈞，韓清濤.點(diǎn)陣式液晶顯示模塊中T6963C的應(yīng)用與分析［J］.東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2007(3):66－70.

［6］ 司徒錫康.關(guān)于LCD控制器T6963C應(yīng)用的幾個(gè)問題［J］.電子技術(shù)，2000(1):54－56.