液晶显示模块FM12232C的原理及其在数控切割系统中的应用.pdf
Principal and Application of GraphicsLatticeL iquid CrystalM odule FM 12232CYA N G H ui2x ian,YA N G S ui,W A N G Z i2han,TA O X ia(Faculty of m aterial and photoelectronic physical,X iangT an U niversity,H uN an411105,China)Abstract:The article introduces the construction of FM 12232C model Graphics lattice liquid crystalmodule and its application in the numberical control incising system,and the interface methods w iththe m icrocomputer through extend of I?O interface.Through building2up the self2made word librarythe author realizes the displaying of digits and wordsw ith m icrocomputer.The graphics lattice liquidcrystalmodule has the characters such as small,cheap,convenient,etc.A nd the interface circuit isvery si mple to set up to them icrocomputer.So it suits to bew ide spread in the fields such as some nu2merical control incising system,automatic control apparatus,supervisory control apparatus and testmeters,etc.Key words:graphics lattice liquid crystal module;expand I?O interface;self2made word library;dis2playing shinese ideographEEACC:4150D;7200液晶显示模块FM 12232C的原理及其在数控切割系统中的应用杨恢先,杨穗,王子菡,陶霞(湘潭大学材料与光电物理学院,湖南 湘潭411105)摘要:本文介绍通过扩展I?O口实现FM 12232C液晶模块与单片机的接口。通过自制字库,用单片机实现汉字和数字的显示。在数控切割系统中,应用该液晶模块实现人机界面的正确显示。该图形点阵液晶显示模块具有功耗低,体积小、价格低、使用方便、接口简单等特点,适于推广,能广泛使用于一些小型的数控系统、自动控制、监控和测量仪器中。关键词:图形点阵液晶显示模块;扩展I?O接口;自制字库;汉字显示中图分类号:TP36811文献标识码:A文章编号:100529490(2004)0320443205液晶显示模块都是由显示驱动控制器和全点阵液晶显示屏组成。不同的图形显示模块主要由于其自带的控制器不同,使得显示功能有所区别。图形点阵液晶显示模块FM 12232C是集显示、控制驱动于一体的显示器件,接口简单。具有功耗低、体积小、价格低、寿命长、可编程驱动且能提供丰富的显示内容,被广泛地应用于各种智能仪器仪表中。该型号的液晶显示模块的图形点阵显示器是由行驱动器和列驱动器以及12232全点阵液晶显示屏组成。可完成图形显示,也可以显示两第27卷第3期2004年9月电子器件Chinese Journal of Electron DevicesVol.27No.3Sep.2004收稿日期:2004205202作者简介:杨恢先(19632),男,湖南益阳人,副教授,湖南湘潭大学材料与光电物理学院副院长,从事计算机语言、电路、单片机教学与嵌入式系统应用与开发研究,;杨穗(19772),女,湖南益阳人,讲师,从事计算机语言、传感器设计与应用、单片机系统应用开发研究。行,每行显示七个半汉字(1616点阵)。1简介FM 12232C液晶显示模块1)芯片管脚介绍如图1所示,该模块的引脚有8条数据线DB0DB7,4条控制线:命令?数据选择线D?I,主驱动器片选线E1,从驱动器片选线E2,读?写控制线R?W。液晶显示模块各引脚特性说明如表1所示。图1FM 12232C模块引脚图表1FM 12232C各引脚特性说明管脚号管脚名称LEVER管脚功能描述1VDD+35 V电源电压2VSS0 V电源地3VLCD-LCD外接驱动负电压4RESH?L复位信号(低电平有效)5E1H?L主驱动器读写使能信号6E2H?L从驱动器读写使能信号7R?WH?L读写选择信号8D?IH?LD?I=“H”,表示DB7DB0为显示数据D?I=“L”,表示DB7DB0为显示命令9DB0H?L数据线10DB1H?L数据线11DB2H?L数据线12DB3H?L数据线13DB4H?L数据线14DB5H?L数据线15DB6H?L数据线16DB7H?L数据线17BAH背光源电源端18BKL背光源接地端2)液晶显示模块的指令该模块有14条指令,通过D?I端口的高低电平来区分读写数据与写命令和读模块状态,通过DB0DB7数据线来传送数据和指令。进行读写显示RAM的数据时置D?I为高电平;进行写指令和读模块状态时置D?I为低电平。该模块的初始化设置都通过传送相应的显示功能指令来实现。指令可分为四类。一是显示功能设置指令,用于设置是否全部显示,静态驱动开关,刷新率,显示方式和数据的读写方式;二是设置显示地址的指令,用于设置显示行地址,列地址,页地址;三是读状态指令,通过判断状态字的相应位来确定单片机对显示模块的访问是否有效;四是数据的读写指令,用来读写显示屏上的内容。该显示模块各指令的详细资料见资料1。3)液晶显示模块的结构如图2所示。图2FM 12232C的模块结模块的显示区分为四页,每页有122列,8行。同时每页又都是由主、从驱动器控制,所以两个驱动控制器分别控制了61列,32行。该液晶显示模块内置显示RAM区容量为12232=3 904位。RAM中的1位数据控制液晶屏上的一个点的亮灭状态:“0”表示无显示,“1”表示显示。RAM的位置由页地址和列地址确定,它的排列如图3所示。图3FM 12232C的显示RAM位444电子器件27卷2FM 12232C与单片机的扩展I?O接口方法单片机与图形点阵液晶模块的接口方式有两种。一种为直接控制方式,另一种为间接控制方式。直接控制方式是采用单片机自身I?O口直接访问I?O口设备,液晶模块直接挂在系统的总线上,如图4(a)所示;间接控制方式是利用单片机外部扩展的I?O口,实现对液晶显示模块的控制,如图4(b)所示,通过软件编程控制时序匹配,用这种方法能节省M CU的I?O口资源。选用W 78E58B的单片机,通过8255A扩展I?O口,将8255A的PA口与显示模块的数据线相连,用8255A的PB10,PB11,PB12来控制模块的D?I端和主、从两个驱动器的片选端。3FM 12232C在数控切割系统中的应用在研制的数控切割系统中采用了FM 12232C液晶显示模块,配合键盘控制数控切割系统来显示数控切割系统当前的状态。因为该模块没有自带字模,所以通过自建字库来实现显示汉字和数字。在数控切割系统中用W 78E58B作为微控制器,液晶模块与微控制器的接口方式同图4(b)。下面就如何自建字库和显示汉字的方法进行介绍。(a)液晶模块与单片机直接接口方法(b)液晶模块与单片机扩展I O的接口方法图4液晶模块与单片机的接口方法1)自制字库利用VB提取标准字模生成字库一般汉字是由1616点阵构成,数字由816点阵构成。本文利用VB从字库中提取标准汉字字模代码。存放16点阵汉字的字库在中文操作软件(例UCDOS)中可以找到现成的文件。在汉字系统中使用机内码形式存储汉字。国标码和区位码都是由两个字节组成。将汉字的机内码最高位置为0即为国标码。国标码的高字节表示区,低字节表示位。国标码和区位码都有94个区,每个区又都有94个位。国标码和区位码的关系是:国标码高字节=区码+20H国标码低字节=位码+20H所以机内码与国标码和区位码的关系是:机内码高字节=国标码高字节+80H=区码+A 0H机内码低字节=国标码低字节+80H=位码+A 0H字模代码按照区位码的顺序在字库以二进制格式存储,每个汉字占用32个byte。因此只要找到汉字代码的起始位置,就可正确提取汉字点阵信息。对于不同的字库,汉字代码起始位置的计算方 法 可 能 存 在 差 异,例 如HZK16和CCL I B1DOT。若以ADD表示首地址,Q表示区码,W表示位码,经分析和实践得出HZK16中汉字首址计算公式为:ADD=323(Q-1)394+(W-1),CCL I B1DOT中汉字首址计算公式为:当1=Q =9时,ADD=323(Q-1)394+(W-1);当16=Q =87时,ADD=323(Q-7)394+(W-1)。在VB中,用A sc()函数获取汉字区位码,当汉字作为它的参数时,返回的是汉字机内码,经Hex()函数转换即可得到汉字机内码的十六进制数,再通过机内码、国标码和区位码之间的关系就可以得到汉字的首地址。在字库文件中从汉字的首地址开始到第32个byte就是该汉字的代码。本文采用VB从字库中提取标准汉字字模代码。为了能在FM 12232C显示模块中显示汉字,就需要将提取的数据的排列顺序转换为显示模块中RAM的点阵结构。提取出来的代码是横排的代码,先要将它转换为竖排。因为在FM 12232C模块中按页显示,先要将汉字点阵按两页数据分开,分别分到第1页和第0页。下面举列说明。比如“液”字所生成的代码为图5(a)所示,转换后的数据结构为图5(b)所示。544第3期杨恢先,杨穗等:液晶显示模块FM 12232C的原理及其在数控切割系统中的应用(a)(b)图5“液”字代码转换到数据结构将所有字库中的汉字或数字所生成的数据放在一个数组中,每个数字对应16个byte,前8个byte为0页或2页,后8个byte为1页或3页;每个汉字对应32个byte,前16byte个为0页或2页,后16个byte对应1页或3页。在显示子程序中有一个参数yuansu用来指定字所在字库的位置,根据这个参数得到显示数据在数组中的起始位置,在子程序中还有两个参数给定显示的页和列地址,再通过判断数字或汉字,就能将所要显示的字在指定的位置进行显示。数字数据的起始位置为:yuansu316;汉字数据的起始位置为:(yuansu-14)332+224。字库结构为了能方便的显示所有需要显示的数字和汉字,在自建字库中要将常用的数字和汉字放在前面,若要增加汉字,只需在已建的字库数据后面增加汉字数据即可。在本字库中将029数字的数据放在前面,汉字放在后面。显示频率高的汉字放在前边,使用频率低的字放在后面,这样可提高程序运行效率。2)液晶显示模块上显示汉字在本数控系统中的主程序,中断0和中断1的流程图是图6 图8。本数控系统中,在无键按下时,针对当前的状态FM 12232C显示相应的提示内容。譬如,在上位机无数据传输时,显示“欢迎使用本数控切割机”;当在接收上位机传送来的数据时,显示“正在接收数据”;当在进行切割时,显示“正在处理数据”。有键按下时,通过判断相应的键值执行相应的子程序并显示相应的内容。譬如,按下暂停键,数控切割机暂停处理数据,并显示“暂停”。该数控切割系统软件由主程序、中断0程序和中断1程序组成。主程序先初始化各芯片,对FM 12232C设置显示功能,包括设置是否全部显示,静态驱动开关,刷新率,显示方式和数据的读写方式等。中断0程序用于串行数据接收,判断到图6主程序流程图7外部中断0服务程序流程图图8外部中断1服务程序流程图644电子器件27卷有数据来,液晶显示“正在接收数据”;中断1程序用于键盘中断。主程序,中断0和中断1的程序流程图如图6,图7和图8所示。显示模块的显示子程序流程图如图9所示。图9显示子程序流程图具体编程如下:void display(uchar ye,uchar lie,uchar yuansu,bit suorzi,bitzhuorcong)uchar c0,c1,c2;c1=ye;页地址c2=lie列地址if(zhuorcong=0)在从区中显示 if(suorzi=1)在从区中显示数字 for(c0=0;c0 2;c0+)OU TSI(c1);OU TSI(c2);for(c2=0;c2 8;c2+)OU TSD(allwordsyuansu316+c038+c2);c1+;else在从区显示汉字 for(c0=0;c0 2;c0+)OU TSI(c1);OU TSI(c2);for(c2=0;c2 16;c2+)OU TSD(allwords(yuansu214)332+224+c0316+c2);c1+;else在主区中显示 if(suorzi=1)在主区中显示数字for(c0=0;c0 2;c0+)OU TM I(c1);OU TM I(lie);for(c2=0;c2 8;c2+)OU TMD(allwordsyuansu316+c038+c2);c1+;else在主区中显示汉字 for(c0=0;c0 2;c0+)OU TM I(c1);OU TM I(lie);for(c2=0;c2 16;c2+);OU TMD(allwords(yuansu214)332+224+c0316+c2);c1+;其中OU TM I()、OU TSI()、OU TMD()、OU TSD()分别为传送命令到液晶显示芯片的主驱动器程序,传送命令到液晶显示芯片的从驱动器程序,传送数据到液晶显示芯片的主驱动器程序,传送数据到液晶显示芯片的从驱动器程序。由于篇幅限定,这里就不详细列出。4结束语本文介绍了液晶显示模块FM 12232C的基本原理,结构,指令,接口方式以及在数控切割系统中的实际应用。在实际应用中,该模块能准确实现在确定的地址显示自定的汉字或数字,使用方便。参考文献:1深圳潮丰公司图形点阵液晶显示模块FM 12232C使用手册S12陈晓英,陈骁峰 1 利用单片机实现液晶汉字显示方法的研究J 1 辽宁工学院学报,2001,21(3)13彭明霞,陈明昭,毛秀丽 1 图形液晶显示模块在智能监控中的应用J 1 电子技术,2003,114黄才能 1 利用VB从字库中提取汉字字模代码J 1 工业控制计算机,2002,815张友德,赵志英,涂时亮编 12001单片微型机原理、应用与实验(第三版)M 1 复旦大学出版社 1744第3期杨恢先,杨穗等:液晶显示模块FM 12232C的原理及其在数控切割系统中的应用
