中文字庫(kù)液晶模塊在溫室環(huán)境監(jiān)控中的應(yīng)用

0 引言

溫室監(jiān)控的最終目標(biāo)是給作物提供適宜的生長(zhǎng)條件，對(duì)溫室環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，是實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)和管理的基礎(chǔ)。通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合作物生長(zhǎng)發(fā)育和病蟲害發(fā)生規(guī)律，控制環(huán)境條件，達(dá)到作物優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的。

溫室環(huán)境信息被采集后，可以通過各種顯示方式提供給用戶，液晶顯示器由于其低壓、微功耗、平板型結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，在此方面被大量使用。目前溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)所使用的液晶顯示器大多是字符型和點(diǎn)陣型：字符型液晶顯示器只能顯示ASCII碼字符，無法顯示漢字，給對(duì)于國(guó)內(nèi)大多數(shù)需要有漢字和圖形顯示的用戶帶來諸多不便；普通點(diǎn)陣型液晶顯示器可以顯示漢字和圖形，但其顯示漢字需要大量的字模存儲(chǔ)空間，而且字模的提取和顯示也很繁瑣，大大增加了開發(fā)人員的工作量。

本文介紹一種內(nèi)置國(guó)標(biāo)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)液晶模塊的功能和使用方法，較好地解決了漢字及各種字符顯示的問題，很大程度上提高了開發(fā)效率。

1 基于ST7920A控制器的中文字庫(kù)液晶顯示模塊

OCMJ2 ×8C是128×32點(diǎn)陣型液晶顯示模塊，控制芯片是ST7920A，內(nèi)置16×16點(diǎn)陣國(guó)標(biāo)GB2312碼全部簡(jiǎn)體中文字庫(kù)（包括全角的各種常用符號(hào)、特殊數(shù)字符號(hào)、英文字母、羅馬字母、俄文字母、日文字母、漢語(yǔ)拼音音標(biāo)字母和制表符等）、128個(gè)8×16點(diǎn)陣半角ASCII字符和128×32點(diǎn)陣顯示 RAM（GDRAM），可顯示2×8個(gè)漢字（或全角字符）和128×32點(diǎn)陣的圖形。

可與單片機(jī)直接接口，提供兩種連接方式：8位并行方式和串行方式。

提供硬件光標(biāo)及其閃爍控制電路，可光標(biāo)顯示、反白顯示、畫面卷動(dòng)、睡眠模式等。

可實(shí)現(xiàn)漢字、半角ASCII碼字符、圖形的同屏顯示。

單一+5V電源供電，無需提供負(fù)電源。

控制指令分為基本指令和擴(kuò)展指令，滿足不同需要，簡(jiǎn)單易用。

2 硬件接口

OCMJ2×8C硬件提供以下對(duì)外接口：

邏輯支持電源：+5V（VDD、VSS）；

背光板電源：+4.1V（LEDA、LEDK）；

并行、串行方式選擇：PSB；

復(fù)位：/RST；

并行方式數(shù)據(jù)：DB0－DB7；

并行方式控制：RS、R/W、E。如果使用串行方式，則只使用RS、R/W、E三線。

單片機(jī)可以通過數(shù)據(jù)總線與控制信號(hào)、采用外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器訪問形式控制該液晶顯示模塊，也可以用3線串行方式控制。本文以51系列單片機(jī)兼容的華邦公司的W78E54微控制器為例，采用并行連接方式控制，見圖１。

　　W78E54用地址A1作為R/W信號(hào)控制數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)流向；用地址A0作為數(shù)據(jù)/指令信號(hào)控制寄存器的選擇；E信號(hào)由W78E54的讀信號(hào)/RD、寫信號(hào)/WR以及地址譯碼信號(hào)Y6合成。

圖１　并行連接方式

OCMJ2 ×8C液晶模塊控制器ST7920A一共有18條指令，從作用上可分為兩類，顯示狀態(tài)設(shè)置指令和數(shù)據(jù)、寫操作指令，可以完成各種字符、圖形的顯示以及反白顯示、屏幕卷動(dòng)、光標(biāo)定位閃爍等動(dòng)作。詳細(xì)指令系統(tǒng)可查看圖形液晶顯示器產(chǎn)品有關(guān)手冊(cè)。接口部信號(hào)端的邏輯功能組合表如表１所示，其中地址是指按圖１并行連接方式時(shí)，各指令反映在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址。

表１　邏輯功能組合表

3 軟件設(shè)計(jì)

OCMJ2×8C模塊在軟件編程時(shí)需注意以下幾個(gè)問題：

A． 模塊的復(fù)位時(shí)間、清屏指令和地址計(jì)數(shù)器歸零指令的執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，請(qǐng)根據(jù)所使用的晶振頻率給以適當(dāng)延時(shí)。

B． 　　當(dāng)模塊在接受指令前，微處理器必須先確認(rèn)模塊內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài)，即讀取BF標(biāo)志時(shí)BF需為0，方可接受新的指令；如果在送出一個(gè)指令前并不檢查BF標(biāo)志，那么在前一個(gè)指令和這個(gè)指令中間必須延遲一段較長(zhǎng)的時(shí)間，即等待前一個(gè)指令確實(shí)執(zhí)行完成。

C． 　　以點(diǎn)陣字符方式使用OCMJ2×8C模塊時(shí)，先寫入單字節(jié)地址，再寫入單字節(jié)數(shù)據(jù)（半角ASCII字符：20H-7FH）或雙字節(jié)數(shù)據(jù)（全角字符:A1A0H-A9F0H；漢字字符:B0A0H-D7FEH）。

D． 以點(diǎn)陣?yán)L圖方式使用OCMJ2×8C模塊時(shí)，方法和普通點(diǎn)陣液晶基本相同，先連續(xù)寫入水平與垂直的坐標(biāo)值，再寫入兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)值到繪圖RAM。寫入繪圖RAM之前，繪圖顯示必須關(guān)閉，數(shù)據(jù)寫入完成后再打開繪圖顯示功能。

以點(diǎn)陣字符方式同屏顯示漢字和各種全角、半角字符的具體程序框圖見圖2。

圖　２

4 應(yīng)用實(shí)例

筆者在智能數(shù)顯傳感器的開發(fā)中，成功地應(yīng)用了內(nèi)置ST7920A控制器的中文字庫(kù)液晶顯示模塊。為方便讀者，將已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用中通過的C51程序列出。

#include 各類頭文件>

#define WRITE_LCD_CONTROL XBYTE[0xc000]

#define WRITE_LCD_DATA XBYTE[0xc001]

#define READ_LCD_STATUS XBYTE[0xc002]

#define READ_LCD_DATA XBYTE[0xc003]

sbit LCD_BF=ACC^7; /*定義模塊忙碌標(biāo)志位BF*/

sbit LCD_RESET=P1^1; /*定義復(fù)位連接*/

void write_control(char control) /*寫指令或地址函數(shù)*/

{ do { ACC=READ_LCD_STATUS; } /*讀取模塊狀態(tài)*/

while(LCD_BF==1); /*判斷模塊控制器是否忙*/

WRITE_LCD_CONTROL=control; /*寫指令或地址*/

}

void write_data(char ddata) /*寫數(shù)據(jù)函數(shù)*/

{ do { ACC=READ_LCD_STATUS; } /*讀取模塊狀態(tài)*/

while(LCD_BF==1); /*判斷模塊控制器是否忙*/

WRITE_LCD_DATA=ddata; /*寫數(shù)據(jù)*/

}

void init_lcd(void)

{ LCD_RESET=0; delay_200ms();　 /* 液晶模塊復(fù)位 */

LCD_RESET=1; delay_200ms();

write_control(0x30); /**/

write_control(0x0c); /**/

write_control(0x01); /**/

write_control(0x06); /**/

}

void start_display(void)

{ write_control(0x80); /*第一行字符起始位置*/

write_data(0xb9); write_data(0xfa); /*國(guó)*/

write_data(0xbc); write_data(0xd2); /*家*/

write_data(0xc5); write_data(0xa9); /*農(nóng)*/

write_data(0xd2); write_data(0xb5); /*業(yè)*/

write_data(0xd0); write_data(0xc5); /*信*/

write_data(0xcf); write_data(0xa2); /*息*/

write_data(0xd6); write_data(0xd0); /*中*/

write_data(0xd0); write_data(0xc4); /*心*/

write_control(0x90); /*第二行字符起始位置*/

write_data(0xa1); write_data(0xe6); /*　℃　*/

write_data(0xa1); write_data(0xed); /*　№　*/

write_data(0xa2); write_data(0xd0); /*　⑿　*/

write_data(0xa2); write_data(0xde); /*?、蕖?/

write_data(0xa2); write_data(0xea); /*?、辍?/

write_data(0xa4); write_data(0xc1); /*　ち　*/

write_data(0xa6); write_data(0xce); /*　ξ　*/

write_data(0x1a); write_data(0x1b); /*　→←(半角)　*/

}

void main(void)

{

init_lcd();

start_display();

}

5 結(jié)語(yǔ)