51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)多級(jí)液晶顯示中文菜單

【摘要】以AT89C51單片機(jī)控制使用比較普遍的YM12864液晶顯示器為基礎(chǔ)，介紹了一種采用分頁(yè)原理實(shí)現(xiàn)多級(jí)中文菜單操作的方法。給出了YM12864主要技術(shù)參數(shù)、顯示特性和核心的程序。設(shè)計(jì)的中文菜單具有一定的通用性，只需更改其中的菜單項(xiàng)即可將此設(shè)計(jì)應(yīng)用到家電、儀器儀表等設(shè)備上，為操作者提供友好方便的中文操作界面。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；分頁(yè)；YM12864液晶；中文菜單

一、引言

目前小型的顯示器主要有LCD和LED，LED顯示器只能顯示數(shù)字和有限個(gè)英文字符，不能顯示漢字，顯示內(nèi)容不直觀，操作人員只能根據(jù)約定格式了解顯示內(nèi)容。而LCD則可顯示各種漢字和圖形，尤其能實(shí)現(xiàn)中文菜單顯示，為操作者提供方便友好的操作界面，并且功耗低，因此LCD得到廣泛應(yīng)用。而現(xiàn)在市面上帶中文字庫(kù)的LCD比比皆是，價(jià)格適中，且大部分具有與MCU統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口，為使用LCD實(shí)現(xiàn)中文菜單操作提供了很大的方便。相信更多的電子產(chǎn)品在提升性能的同時(shí)，設(shè)計(jì)更加人性化的中文菜單交互界面，將會(huì)使產(chǎn)品具有更廣闊的前景。

二、YM12864液晶顯示模塊簡(jiǎn)介

YM12864漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字（16X16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8X16點(diǎn)陣）及64X256點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）。

主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性：

電源：VDD 3.3V～+5V（內(nèi)置升壓電路，無需負(fù)壓）

顯示內(nèi)容：128列×64行

與MCU接口：8位或4位并行/3位串行

多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、自定義字符、睡眠模式等。

其引腳功能為通用20腳LCD接口，用戶指令集也為通用128*64LCD用戶指令集，相關(guān)資料很容易獲取。因其內(nèi)置中文字庫(kù)，省去了自己造字庫(kù)的工作量，而只需寫入相應(yīng)的漢字和字符內(nèi)碼即可顯示所需要的漢字和字符，這在許多程序開發(fā)軟件中很容易實(shí)現(xiàn)，如：WAVE、KEIL等。所以使用帶中文字庫(kù)的LCD來實(shí)現(xiàn)中文菜單操會(huì)更加簡(jiǎn)便。

三、原理分析

通常的人機(jī)交互界面有兩種方式，選擇菜單和輸入?yún)?shù)，為了便于分析，本文使用三級(jí)樹狀菜單結(jié)構(gòu)，如圖1所示，來闡述中文菜單的顯示原理。因YM12864滿屏能顯示四行、每行八個(gè)漢字，故將四個(gè)選擇或參數(shù)輸入菜單項(xiàng)編為一頁(yè)，不足一頁(yè)的補(bǔ)空格。補(bǔ)空格的目的是為了歸一化操作，可大大簡(jiǎn)化程序。每一個(gè)菜單、參數(shù)輸入、空格都為固定的八個(gè)漢字空間。圖1中頂級(jí)菜單1、頂級(jí)菜單2、頂級(jí)參數(shù)輸入3、頂級(jí)4構(gòu)成一級(jí)菜單，四個(gè)菜單項(xiàng)為一頁(yè)同時(shí)顯示在液晶屏幕上；一級(jí)菜單1-1、一級(jí)菜單1-2、一級(jí)參數(shù)輸入1-3、一級(jí)空格1-4構(gòu)成了頂級(jí)菜單1下的二級(jí)菜單，也組成一頁(yè)同時(shí)顯示在液晶屏幕上，三級(jí)菜單也是如此。使用4*4鍵盤進(jìn)行操作，其中“0-9”為數(shù)字鍵，“Esc”為刪除/返回鍵，“Down”為向下選擇健，“Enter”為確定健，剩余三個(gè)按鍵預(yù)留備用，為了不與其他程序的通用寄存器混淆，而使用89C51的第二組通用寄存器R0和R2來記錄菜單的頁(yè)碼和行碼（光標(biāo)所在的菜單行）。

現(xiàn)通過按鍵的功能來分析多級(jí)中文菜單的原理。當(dāng)按下“Down”鍵后，光標(biāo)移動(dòng)一行（光標(biāo)所在的行表示此行顯示的菜單處于激活狀態(tài)）行碼加1，即（R2）=（R2）+1；當(dāng)光標(biāo)已在本級(jí)菜單的最后一項(xiàng)，此時(shí)按下“Down”鍵，光標(biāo)回到本級(jí)菜單的首項(xiàng)，行碼為0，即（R2）=0。例如：光標(biāo)處于二級(jí)菜單1-1-1，按下“Down”鍵，則光標(biāo)移動(dòng)到二級(jí)菜單1-1-2。按下“Enter”，分兩種情況處理，如為選擇菜單，則根據(jù)頁(yè)碼和行碼的值：R0*4+R2調(diào)用下一級(jí)子菜單顯示，同時(shí)將子菜單的頁(yè)碼賦值給R0，得到子菜單的頁(yè)碼，并且使行碼R2=0，表示處于此級(jí)菜單的首項(xiàng)。例如：光標(biāo)處于頂級(jí)菜單1，按下“Enter”鍵，則液晶顯示屏上顯示一級(jí)菜單1-1、一級(jí)菜單1-2、一級(jí)參數(shù)輸入1-3、一級(jí)空格1-4。如為參數(shù)輸入菜單，則進(jìn)入相應(yīng)的參數(shù)輸入對(duì)話框。例如：光標(biāo)處于參數(shù)輸入1-3，按下“Enter”健，則液晶顯示屏上顯示對(duì)應(yīng)的要求輸入?yún)?shù)的對(duì)話框（一般為數(shù)字，為了簡(jiǎn)化程序，可采用統(tǒng)一的參數(shù)輸入對(duì)話框），此時(shí)輸入符合要求的參數(shù)，再按下“Enter”鍵，菜單將返回到上一級(jí)菜單，同時(shí)將輸入到Y(jié)M12864液晶顯示器的數(shù)據(jù)讀出，送到相應(yīng)的單元存儲(chǔ)，以備使用。“Esc”鍵起到返回上一級(jí)菜單和刪除參數(shù)輸入時(shí)的錯(cuò)誤輸入雙重功能，程序中只需使用一標(biāo)志位來區(qū)分選擇菜單和參數(shù)輸入菜單即可，同時(shí)修改頁(yè)碼和行碼值，即R0和R1的值。例如：液晶屏上顯示二級(jí)菜單1-1-1、二級(jí)菜單1-1-2、二級(jí)菜單1-1-3、二級(jí)空格1-1-4，此時(shí)按下“Esc”鍵，則返回到一級(jí)，屏幕上顯示一級(jí)菜單1-1、一級(jí)菜單1-2、一級(jí)參數(shù)輸入1-3、一級(jí)空格1-4。

四、硬件設(shè)計(jì)

使用89C51的P1口作為液晶顯示器的數(shù)據(jù)口，使用P0口作為鍵盤掃描端口，當(dāng)然這些端口也可以使用擴(kuò)展口，只需在程序的開頭修改端口的值便可。電路圖如圖1所示。

五、軟件設(shè)計(jì)

重點(diǎn)在于軟件的設(shè)計(jì)，而程序的關(guān)鍵又在于使用了分頁(yè)的操作方式。以下為菜單數(shù)據(jù)，按頁(yè)的方式存放，不足一頁(yè)的補(bǔ)空格。

TABLE00：

DB’頂級(jí)菜單1 ‘ ；第0頁(yè)，每頁(yè)為4行

DB’頂級(jí)菜單2 '

DB ‘頂級(jí)參數(shù)輸入3 '

DB ‘ ’ ；此為頂級(jí)空格4

TABLE10：

DB ‘一級(jí)菜單1-1 ‘ ；第1頁(yè)

DB ‘一級(jí)菜單1-2 ‘ DB ‘一級(jí)參數(shù)輸入1-3 ‘

DB ’ ‘ ；此為一級(jí)空格1-4

TABLE20：

DB ‘一級(jí)菜單2-1 ‘ ；第2頁(yè)

DB ‘一級(jí)參數(shù)輸入2-2 ‘ DB ‘ ‘ ；此為一級(jí)空格2-3

DB ‘ ‘ ； 此為一級(jí)空格2-4

…………………………

由于篇幅有限，不能將所有的程序都寫出，只是將程序的框架列出，其它程序如：按鍵掃描子程序、YM12864顯示子程序可參照其它資料。實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要根據(jù)具體情況加以補(bǔ)充。

六、結(jié)語(yǔ)

本方法設(shè)計(jì)的多級(jí)中文菜單易于實(shí)現(xiàn)、可靠性高，并且具有一定的通用性和使用價(jià)值，實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)產(chǎn)品的操作要求修改上述的菜單名稱即可。當(dāng)某級(jí)菜單的項(xiàng)目數(shù)有多頁(yè)時(shí)，為方便操作，可增加翻頁(yè)按鍵；所有菜單的頁(yè)數(shù)最大為256頁(yè)，共1024個(gè)菜單項(xiàng)，對(duì)于一般的系統(tǒng)完全夠用。采用此方法設(shè)計(jì)的全中文菜單操作的信號(hào)發(fā)生器曾獲得2007年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽三等獎(jiǎng)（江西賽區(qū)）。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：游雨云（1983—），男，江西贛州人，工程碩士，講師，現(xiàn)供職于上饒職業(yè)技術(shù)學(xué)院，主要從事單片機(jī)課程開發(fā)與教學(xué)工作，全面負(fù)責(zé)學(xué)院高職電子類專業(yè)競(jìng)賽，指導(dǎo)學(xué)生多次獲得國(guó)家、省級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)，深受學(xué)生好評(píng)。