單片機與液晶顯示模塊HS12864-1的接口及其編程

1、引言

在以單片機為核心的嵌入式測控系統中，單片機與顯示器件的接口是一個必不可少的環節，具體工作包括選擇顯示的器件類型，接口采用串行或并行方式以及顯示驅動的確定等問題。典型的顯示器件是LED數碼管，其亮度高，適應于大多數應用場合。缺點是接口電路復雜，功耗高。液晶顯示器件是利用液晶的電光效應制作的，具有功耗低、接口控制方便等優點[1]，而且模塊的接口信號和操作指令具有廣泛的兼容性，并能直接與單片機接口，它還具有專用指令，可方便地實現各種不同的操作，同樣的顯示面積LCD其功耗比LED顯示器小幾百倍，所以它特別適宜與COMS電路直接相配，液晶顯示器件已成為當代高新技術產業(信息產業中最重要的信息處理手段之一，在各類測量及控制儀表中被廣泛的應用。
液晶顯示器件可分為波段式、字符式和點陣式。其中，點陣式液晶顯示器件不僅可以顯示字符、數字，還可以顯示各種圖形、曲線及漢字，并且可以實現分區開窗口、反轉、閃爍等動態顯示功能，當在點陣式LCD 上顯示漢字時，應先取得漢字的點陣構成數據，然后將其寫入點陣式LCD的顯示存儲器中進行顯示。本文介紹基于凌陽SPCE061A單片機的液晶顯示控制設計。

2、HS12864-1液晶模塊的工作原理

HS12864-1是一種圖形點陣液晶顯示器，它主要由行驅動器/列驅動器及128×64全點陣液晶顯示器組成。可實現圖形顯示，也可以顯示8×4個 (16×16點陣)漢字。HS12864-1液晶內置HD61102圖形液晶顯示模塊，驅動和控制系統是由1片HD61102 作為64 路行驅動器，同時HD61102配備了一套顯示存儲器的管理電路和與MCU接口電路，可以直接與MCU的總線連接[5]。HS12864-1的結構見圖 1。

圖1 HS12864-1的結構

HS12864-1具有簡單而功能較強的指令集，可實現字符移動、閃爍等顯示功能，共有7 條指令，單片機只需通過D/I、R/W、DB0~DB7送入數據或指令便可顯示其指定內容或顯示方式。表1為HS12864-1的指令一覽表。

表1 HS12864-1指令表

3、HS12864-1與SPCE061A單片機的硬件接口設計

SPCE061A 是繼SPCE500A等之后凌陽科技推出的又一款16位結構的微控制器。CPU內核采用凌陽最新推出的16位u nsp微處理器芯片，比MCS-51 8位機的MCU集成度更高，使用更加靈活方便，縮短了開發周期和成本。
采用RISC 的SPCE061A 比8位的MCS 51系列執行效率高，速度更快，較寬的工作電壓，低功耗抗干擾的設計，使061A在電池供電的應用領域更具特色，其內置2K字SRAM和32K FLASH，32位通用可編程輸入/輸出端口，具有WatchDog等功能，在儀器儀表、工業控制和通訊產品等方面應用日益廣泛。
在程序設計方面μ'nSP?單片機的匯編指令針對C語言進行了優化，所以其匯編的指令格式很多地方直接類似于C語言。另外其開發仿真環境IDE也直接提供了C語言的開發環境，C函數和匯編函數可以方便地進行相互調用[2，3]。HS12864-1與SPCE061A單片機的硬件接口電路見圖2。