一種LCD顯示圖形編輯軟件的開發(fā)

杜 軍， 張丹瑞， 李彥卿

（上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所 軍品分 所 ，上海200135）

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展及液晶顯示技術(shù)的進(jìn)步，液晶顯示屏（Liquid Cr ystal Display，LCD）作為重要的人機(jī)接口被廣泛地應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)中，遍及儀器儀表、智能電表、水表、示波器、分析儀、手持設(shè)備、工業(yè)控制面板、通訊設(shè)備、藍(lán)牙、家用電器、醫(yī)療儀器、消費(fèi)數(shù)碼產(chǎn)品等顯示類產(chǎn)品。同樣，在艦船機(jī)艙自動(dòng)化領(lǐng)域也越來越多地應(yīng)用了LCD顯示模塊，例如主推進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)、電站監(jiān)控系統(tǒng)和油氣監(jiān)控系統(tǒng)均已開始大范圍使用LCD顯示模塊，作為控制、測(cè)量或報(bào)警顯示單元。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分技術(shù)人員在開發(fā)LCD圖形界面時(shí)，仍使用原始的開發(fā)方法，即直接用單片機(jī)語言或嵌入式軟件語言對(duì)LCD圖形進(jìn)行編程，程序編譯后運(yùn)行在LCD驅(qū)動(dòng)控制器中，然后在LCD上觀察圖形效果。因?yàn)樵诰幊糖安恢繪CD圖形顯示效果，要達(dá)到滿意的圖形顯示效果，往往要對(duì)程序進(jìn)行多次調(diào)整修改；而對(duì)于LCD動(dòng)態(tài)顯示的文字或數(shù)據(jù)，編程前必須知道LCD動(dòng)態(tài)顯示的坐標(biāo)，修改也很麻煩；用以上方法編程，LCD圖形顯示界面的編程時(shí)間占全部編程時(shí)間的1／2以上，效率非常低。為了提高LCD圖形編程效率，提出了一種在windows操作系統(tǒng)下通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)LCD圖形繪制的新方法，并自動(dòng)生成可應(yīng)用于單片機(jī)語言或嵌入式軟件語言的文件，從而快速實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣LCD圖形界面的開發(fā)。

1 設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)在windows操作系統(tǒng)下運(yùn)行的計(jì)算機(jī)繪圖及編譯軟件，可用鼠標(biāo)快速繪制LCD圖形仿真界面，效果與真實(shí)LCD顯示一致；編譯后產(chǎn)生特定格式的數(shù)據(jù)文件，包含顯示坐標(biāo)及顯示內(nèi)容等，能直接使用在各單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)語言中［4］；單片機(jī)或嵌入式系統(tǒng)不再需要對(duì)LCD具體顯示位置和內(nèi)容編程，只需要對(duì)軟件產(chǎn)生的格式編寫通用的子程序即可。隨著LCD的廣泛應(yīng)用，其規(guī)格也越來越多，按顯示點(diǎn)陣分有兩大類：字符點(diǎn)陣，可用于中西文字符顯示；圖形點(diǎn)陣，可用于點(diǎn)陣圖形顯示，除能顯示中西文字符外，還能顯示各種圖形［1］。我們研究的設(shè)計(jì)方法是專門針對(duì)圖形點(diǎn)陣LCD的，圖形點(diǎn)陣LCD一般有如下規(guī)格（即分辨率）：122×32、128×32、132×32、160×32、256×32、96×64、128×64、132×64、192×64、240×64、96×96、128×96、128×128、160×128、240×128、160×160、240×160、320×240等。

2 軟件設(shè)計(jì)

使用VC＋＋進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，完成以下功能：

1.可針對(duì)所有規(guī)格點(diǎn)陣的LCD，在軟件使用時(shí)應(yīng)可設(shè)置LCD的圖形點(diǎn)陣規(guī)格。

2.在設(shè)置的區(qū)域范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種畫圖操作，如畫線、畫矩形、畫圓和寫文字等，并可設(shè)置線寬和顏色。

3.在設(shè)置的區(qū)域范圍內(nèi)可進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和文字的設(shè)置，由于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和文字是根據(jù)不同情況顯示的，畫圖時(shí)不能確定內(nèi)容，所以在顯示動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和文字的地方用繪制帶標(biāo)號(hào)的矩形表示［3］（另外編寫1個(gè)文本文件，包含標(biāo)號(hào)要顯示的具體內(nèi)容，在編譯時(shí)直接調(diào)用）。

4.可對(duì)圖形進(jìn)行編譯，編譯規(guī)則見表1。

表1 圖形編譯規(guī)則

用戶針對(duì)不同的LCD控制器程序要求，可選擇保存為二進(jìn)制文件、單Byte文件和雙Byte文件，文件即可直接應(yīng)用于匯編語言、PL M語言和C語言等。

完成以上過程后，開發(fā)人員可把文件內(nèi)容拷貝入LCD控制程序中［2］，然后按圖形類型編寫通用子程序（只需開發(fā)1次）。該編輯軟件的實(shí)質(zhì)為應(yīng)用通用的圖形顯示編輯規(guī)則，扮演編譯器的作用，生成計(jì)算機(jī)可直接執(zhí)行的編碼。在應(yīng)用開發(fā)中，可嵌入到各個(gè)高級(jí)計(jì)算機(jī)語言程序中，顯著節(jié)約了編程時(shí)間，縮短LCD應(yīng)用開發(fā)周期，提高效率。

3 具體應(yīng)用

在某型船的主推進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)中，應(yīng)用了點(diǎn)陣式液晶顯示器DMF50174。該LCD的規(guī)格為320×240，使用80C196 KC系列單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LCD控制器。此LCD模塊的在系統(tǒng)中的主要功能是顯示車令、主機(jī)轉(zhuǎn)速、槳角命令和反饋等信息。

具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

1.在windows操作系統(tǒng)下打開自行開發(fā)的LCD畫圖及軟件編譯（可執(zhí)行文件名makelib.exe）。

2.設(shè)置LCD的點(diǎn)陣尺寸。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊軟件顯示欄中的工具按鈕“”，然后移動(dòng)鼠標(biāo)，使LCD的點(diǎn)陣尺寸為320×240（見圖1）。

3.根據(jù)實(shí)際需要在320×240區(qū)域畫各種圖形及寫文字。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊軟件上方顯示欄中的工具按鈕，“”為畫矩形按鈕、“”為畫直線按鈕，“”為畫圓／橢圓按鈕“”為寫文字按鈕（見圖2）。另外，工具按鈕“”可設(shè)置圖形的線寬和顏色（見圖3）。工具按鈕“”可設(shè)置各圖形的X、Y坐標(biāo)或矩形的標(biāo)號(hào)（見圖4）。

圖1 設(shè)置LCD點(diǎn)陣尺寸示意圖

圖2 畫圖及寫文字示意圖

圖3 設(shè)置線寬和顏色對(duì)話框圖

圖4 設(shè)置圖形坐標(biāo)對(duì)話框圖

4.對(duì)完成的圖進(jìn)行編譯，產(chǎn)生單片機(jī)需要的格式文件。點(diǎn)擊軟件上方的Buil d菜單，彈出選擇文件的對(duì)話框，選擇雙Byte文本文件（見圖5）。確認(rèn)后，會(huì)彈出保存文件名對(duì)話框，輸入合適的文件名（見圖6）。產(chǎn)生的文件部分內(nèi)容如下：

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，00024 H，／＊直線＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，00000 H，／＊直線＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，0003CH，／＊直線＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，00054 H，／＊直線＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，0006CH，／＊直線＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，0009CH，／＊直線＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，000CCH，／＊直線＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00054 H，00008 H，000D4 H，／＊直線＊／

0002 H，00001 H，00000 H，0006DH，000E8 H，0006 DH，00038 H，／＊直線＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00054 H，00008 H，0008CH，／＊直線＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，0006CH，00008 H，00054 H，／＊直線＊／

0003 H，00001 H，00000 H，00008 H，00008 H，00138 H，000E8 H，／＊矩形＊／

0003 H，00001 H，00000 H，00008 H，00084 H，00138 H，000B4 H，／＊矩形＊／

0003 H，00001 H，00000 H，0008CH，0006CH，000E4 H，000B4 H，／＊矩形＊／

圖5 保存文件格式對(duì)話框圖

圖6 保存文件名對(duì)話框圖

5.將上述產(chǎn)生的文件內(nèi)容拷貝到單片機(jī)程序中，并調(diào)用按規(guī)定格式編寫的圖形及文字子程序，編譯單片機(jī)程序并運(yùn)行，就可得圖7的效果。

圖7 圖形界面效果圖

4 結(jié) 語

目前此方法已成功應(yīng)用在多個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的LCD圖形設(shè)備中，相比傳統(tǒng)的開發(fā)方法，提高了工作效率，縮短了開發(fā)時(shí)間，使圖形的繪制和修改更為方便和直觀。

［1］ 張新強(qiáng).點(diǎn)陣LCD驅(qū)動(dòng)顯控原理與實(shí)踐［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010.

［2］ 郭強(qiáng).液晶顯示模塊應(yīng)用與調(diào)試［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2010.

［3］ 連悅.點(diǎn)陣式液晶顯示器DMF50174的應(yīng)用［J］.東北煤炭技術(shù)，1999（6）：39－41.

［4］ 劉建，夏勇軍.80C196KC與LCD模塊接口設(shè)計(jì)及其編程實(shí)現(xiàn)［J］.微處理器，2004，6（3）：61－63.