DMF50174液晶屏@显示控制系统的应用设计

DMF50174液晶屏@显示控制系统的应用设计:  液晶显示技术是近代电子技术的一种高新技术产物。液晶显示器具有厚度薄、适于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点。液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就显示黑色，这样就可以显示出图形。

本文针DMF50174液晶屏@显示控制系统的应用设计，在硬件设计方面，采用SED1330作为液晶控制板来接收MPU指令和数据并驱动和控制液晶显示器，其和62256共同构成驱动模块。8051作为MPU板用来发出控制指令，其和2764、74LS373、8155共同构成MPU模块，选用DMF50174为液晶显示器并构成液晶模块，以及利用8155芯片多I/O口的特点扩展键盘/LED显示程序。在系统复位方式上选择了按键复位方式，在软件设计方面，绘制了液晶显示初始化流程图、**显示中的ＲＡＭ流程图和图形方式下汉字显示方法流程图等。

关键词：DMF50174  SED1330    8051    单片机    液晶      

液晶显示技术是近代电子技术的一种高新技术产物，它已被广泛应用在：手机、MP3、MP4、电视、计算机等电子产品。液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其 显示区域进行控制，有电就显示黑色，这样就可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点。而随着计算机应用技术的不断发展，在现代电子技术控制领域内单片机的应用越来越广泛，并且伴随超大规模集成电路工艺和集成制造技术的不断完善，单片机的硬件集成度也在不断提高，已经出现了满足各种不同需求、具有特殊功能的单片机。在本设计中，就是应用单片机来控制液晶显示系统的。本设计硬件采用的是SED1330控制器、8051芯片、液晶模块DMF50174、73LS373锁存芯片、2764、8155芯片以及62256RAM。SED1330是日本SEIKO EPSON公司出品的液晶显示控制器它在同类产品中是功能*强的,其特点是有较强功能的I/O缓冲器，指令功能丰富，四位数据并行发送*大驱动能力为640×256点阵。而设计的软件应用的是汇编语言，汇编语言使用助记符、符号、和数字等来表示指令的程序语言，容易理解和记忆，它与机器语言是一一对应的。汇编语言不像**语言那样通用性强，而是属于某种计算机所特有，与计算机内部硬件结构密切相关，所以应用汇编语言进行软件设计更为方便。本课题来源于生产实践。

    在本设计中硬件部分的连接是采用Protel软件绘制了相应的硬件原理图；而软件部分采用汇编语言来设计系统程序初始化、清显示RAM设计、图形方式下显示汉字这三个模块，并且绘制了相应的软件流程图。

液晶显示器作为一种新型的显示输出设备，消除了传统CRT的屏幕闪烁和像素抖动。不仅具有高亮度、高对比度、高可靠性、抗干扰能力强等优点，而且具有体积小、功耗低、宽视野、色彩鲜明、无辐射、低价格、寿命长、接口方便等特点，液晶产品也是世界上*省电的显示产品。由于液晶显示器具有上述优点，所以被广泛应用于手机、照相机、计算机、智能仪器仪表等产品上。近年来，随着电子产品的越来越普及，从而大大提高了对显示器的质量要求，于是各种各样的显示器就应运而生了，在这些显示器中对液晶显示器的要求也相应的加强，所以国内外都在加强对此项的研究开发。随着现代电子技术控制领域内单片机的应用越来越广泛，同时超大规模集成电路工艺和集成制造技术的不断完善，单片机的硬件集成度也在不断提高，使得单片机在*近几年中在液晶方面也得到了****的广泛应用，其重要性也日益增加，并且随着液晶显示屏面的增大和清晰度的提高，其运用就更加显得重要。目前世界范围内单片机在液晶方面的应用取得显著液晶显示器常用的有两种形式：一种是液晶显示器件，包括前后偏振片在内的液晶显示器件，简称LCD；另一种是液晶显示模块，包括组装好的线路板、LCD驱动和控制电路及其它附件，简称LCM。自从充分利用单片机技术以来，STN（超扭曲向列）液晶驱动器和TFT（薄膜晶体管）液晶驱动器的技术也都大有发展。通过单片机对液晶控制的应用，有些公司自行开发了微机本身自带LCD驱动器。如TI公司的MSP430，HITACHI公司的H8/3834等，可以直接对LCD进行显示控制，大大简化了硬件电路。

随着科学发展和技术进步，计算机已经应用于每个学科领域。现代信息技术在产业方面的广泛应用，对显示器深刻变革是****的。液晶显示器就是随着现代化的发展应运而生的，它是数字和硬件活动的前言阵地，是其他各类电子产品的基础和根本，同时还给那些铁杆游戏迷和电影迷两大原因放弃CRT，它的反应速度也快的惊人，并其他的画面质量也受到了用户的一致好评，清晰的无可挑剔，价格也不是太贵。近一段时间又出现了三维液晶显示器，它的画面质量已经达到以假乱真了。如图1.1所示为2005年全球LCD显示器市场销量排行。根据全球权威的耐用品市场监测机构GfK对中国显示器零售市场的*新监测数据，2005年国内液晶显示器总体销量为350万台，并实现了158%的增长率，市场规模迅速扩大。虽然从年度总销量上看，CRT(纯平显示器)仍是主力军，但CRT一年来销量趋势一路向下。液晶显示器即将替代传统CRT显示器成为新时期显示器市场的霸主。在单片机方面，就8051系列单片机而言、由于Intel公司将8051CPU内核向全世界各大半导体公司的扩散，目前已有Philips、Siemens、Dallas、OKI、Advance Micro、Atmel等公司生产100多种型号的80C51系列单片机，其广泛的应用可见一斑。在单片机液晶显示系统控制领域，日本SEIKO EPSON公司出品的SED1330等系列产品已经具有了比较完善的功能。他们为液晶显示和单片机的综合开发领域奠定了基础，带动了微机和液晶领域的研究和开发. 

随着电子产品的越来越普及，从而大大提高了对显示器的质量要求，于是各种各样的显示器就应运而生了，在这些显示器中对液晶显示器的要求也相应的加强，液晶显示已经逐步取代了传统的CRT，它相对CRT的优点已经十分明显，所以国内外都在加强对此项的研究开发。在液晶显示器市场，如松下、索尼、飞利浦、三星、LG等有名厂商已经开始了技术较量，投入大量的资金来提高液晶显示器的技术含量。本课题主要是适应目前市场上需求，加强对产品的普及，更深刻的理解单片机、液晶显示、以及控制系统的组成和控制方式等。这些都使我们去能更好的去认识和使用单片机和液晶类产品。

对液晶显示器的控制原理进行详细的说明，重点研究液晶显示控制器构成、液晶显示控制器功能、液晶显示控制器的硬件组成及SED1330的指令集。在液晶控制器的基础上，设计液晶驱动接口电路，重点是驱动接口电路与点阵式液晶显示器DMF50174的连接。系统软件设计，包括绘制液晶显示初始化流程图、**显示中的RAM的子程序流程图及图形方式下汉字显示程序；然后编制汇编程序代码并进行调试。本文对单片机液晶显示驱动技术现状及发展趋势进行了分析，然后进行了单片机液晶驱动开发和相关接口电路设计。

采用Protel99 SE软件对硬件电路进行相关设计，包括设计各器件之间的接口电路，并对每个器件的管脚功能作了详细的说明。在分析系统硬件电路各个模块功能之后，绘制系统硬件流程图。*后通过硬件流程图，采用汇编语言编制相应的程序，并且绘制软件流程图，*后对所编辑的程序进行上机调试，将预先设定的代码输入计算机，基本达到预期目标，显示出相应汉字。 

SED1330硬件结构可分成MPU接口部、内部控制部和驱动LCM的驱动部。如图2.1所示。下面分别叙述这三部分的功能、特点及所属的引脚功能。

SED1330结构示意图

The structure diagram of SED1330

在一般液晶显示控制器中，接口部接收来自计算机的指令和数据，并向计算机发送所需要的各种信息。由指令通道和数据通道构成。在指令通道中，由指令寄存器接收并存储来自计算机的指令代码，通过译码器译成能控制设置功能的逻辑信号。同时，可作为选通参数寄存器的地址。数据通道由数据输入、输出寄存器组成的数据缓冲器构成。数据输入寄���器接收来自计算机的指令和数据。数据输出寄存器将显示寄存器和读参数寄存器的数据馈送到计算机的数据总线上。

在本课题选用的SED1330，其接口部具有功能较强的I/O缓冲器。功能较强表现在两个方面：一方面，MPU访问SED1330不需判其“忙”，SED1330随时准备接收MPU的访问并在内部时序下及时把MPU发来的指令、数据传输就位。另一方面，SED1330在接口部设置了适配8080系列和M6800系列MPU的两种操作时序电路，通过引脚的电平设置，可选择二者之一。另外，SED1330接口部由指令输入缓冲器、数据输入缓冲器、数据输出缓冲器和标志寄存器组成。这些缓冲器通道的选择是由引脚A0和读、写操作信号联合控制。“忙”标志寄存器是一位只读寄存器，它仅有一位“忙”标志位BF。当BF=1时，表示SED1330正在向液晶显示模块传送有效显示数据。在传送完一行有效显示数据到下一行传送开始之间的间歇时间内BF=0。当大屏上大量显示数据修改时，在BF=0传送不会影响屏的显示效果。SED1330接口部所属的引脚详见下表2.1。

表 SED1330接口部管脚说明

 The instruction for connetion department pin of SED1330

在一般液晶显示控制器中，控制部分是液晶显示控制器的核心，由其产生工作时钟脉冲，并控制各种显示方式，如文本显示、图形显示或图文合成显示等方式，以及通过显示存储器的读、写操作信号和片选信号等。控制部分由五部分组成：振荡器、参数寄存器、光标发生器、字符发生器、地址计数器和数据缓冲器。

本课题选用的SED1330其核心是SED1330的控制部。SED1330的控制部是由振荡器、功能逻辑电路、显示RAM管理电路、字符库及其管理电路以及产生驱动时序的时序发生器。振荡器工作频率可在1M-10MHz范围内选择，本课题选用的是10MHz的振晶。SED1330能在很高的工作频率下迅速地解译MPU发来的指令代码，将参数置入相应的寄存器内，并触发相应的逻辑功能电路运行。控制部可以管理64K显示RAM，管理内藏的字符发生器及外扩得字符发生器CGRAM 或 EXCGROM。SED1330将64K显示RAM可分成以下几种显示特区：

1.文本显示特性

具有此特性的显示RAM区专用于文本方式显示，在该显示RAM区中每个字节的数据都认为是字符代码。SED1330将使用该字符代码确定字符库中字符首地址，然后将相应的字模数据传送到液晶显示模块上。在液晶屏上出现该字符的8×8点阵块，也就是文本显示RAM的一个字符对应显示屏上的8×8点阵。

2.图形显示特性

具有此特性的显示RAM区专用于图形方式显示。在该显示RAM区中每个字节的数据直接被送到液晶显示模块上，每个位的电平状态决定显示屏上一个点显示状态，“1”为显示，“0”为不显示。所以图形显示RAM的一个字符对应显示屏上的8×1点阵。SED1330中专有一组寄存器来管理这两种特性的显示区，SED1330可以单独显示一个显示特性区，也可把两个特性的显示区通过某种逻辑关系合成显示。这些显示方式及特征的设置都是通过软件指令设置实现的。

3.字符发生器

SED1330管理内藏字符发生器CGROM，在此字符发生器内固化了160种5×7点阵字符的字模。SED1330还能外扩字符发生器。这种外扩字符发生器有用RAM区开辟的CGRAM，也可用EPROM固化字库取代SED1330内部字符发生器。由于SED1330仅能处理8位字符代码，所以一次*多只能显示及建立256种字符。在SED1330的字符表中给出了内部字符发生器内的全部内容。同时也给出了外扩字符发生器的字符代码范围：80H-9FH和E0H-FFH共64种。控制部所属的引脚如下表2.2所示。

表  SED1330控制部

The Control department of SED1330

在一般液晶显示控制器中，驱动部主要由时序发生器和显示时钟电路构成，是控制器与驱动器的窗口。时序发生器提供时钟脉冲。由显示时钟电路产生的显示时序脉冲序列，经驱动时序输出端输出，以控制液晶显示驱动系统。由时序发生器提供控制整个数据传输过程的同步信号。

本课题选用的SED1330的驱动部具有各显示区的合成显示能力，传输数据的组织功能及产生液晶显示模块所需要的时序。SED1330向液晶显示模块传输数据的方式为4位并行方式。其所属引脚功能如下表2.3。

表  SED1330驱动部

The driver part of SED1330

液晶显示控制器的主要作用是为液晶显示驱动器提供时序信号和显示数据，是计算机与液晶显示系统之间的接口。控制器既可接收计算机的直接操作，又可以脱机独立控制液晶显示的驱动系统。有些液晶显示驱动、控制器中，虽然将一些具有控制器功能的电路增添到驱动器中，但是，其控制功能和规模都不能满足大规模点阵液晶显示的要求。为此需要开发一种与驱动器分离的能独立控制各种液晶显示驱动器的液晶显示控制器。一般液晶显示控制器将显示存储器置于片外，大大提高了对液晶显示的控制能力。液晶显示控制器具有五大功能：

**，以总线形式提供计算机接口；**以完整的逻辑控制电路和时序发生器控制各种显示功能；第三，管理和控制显示存储器，便于计算机访问；第四，为液晶显示驱动器提供扫描时序信号和传输显示数据；第五，提供功能齐全的控制指令集，便于计算机编程。

SED1330有13条指令，多数指令带有参数，参数值由用户根据所控制的液晶显示模块的特征和显示的需求来设置。指令表见下表2.4所示。

表 SED1330指令说明^[2]

The instruction manual of SED1330

MPU把指令代码写入指令输入缓冲器内（即A0=1），指令的参数则随后通过数据输入缓冲器（A0=0）写入。带有参数的指令代码的作用之一就是选通相应参数的寄存器，任一条指令的执行（除SLEEP   IN、CSRDIR、CSRR  、MREAD外）都产生在附属参数的输入完成之后。当写入一条新的指令时，SED1330将在旧的指令参数组运行完成后等待新的参数的到来。MPU可用写入新的指令代码来结束上一条指令参数的写入。此时已写入的新参数与余下的旧参数有效地组合成新的参数组。需要注意的是虽然参数可以不必全部写入，但所写的参数顺序不能改变，也不能省略。

(1)SYSTEMSET,指令代码：40H

该指令是SED1330软件初始化指令，在MPU操作SED1330及其控制的液晶显示模块时，必须首先要写入这条指令，如果该指令之设置出现错误，则显示必定不正常。该指令有8个参数。

(2)SLEEP IN,指令代码：53H

空闲状态设置。SED1330在空闲状态下关闭显示驱动电源及其信号，保存所有状态码，保护显示RAM区，处于低功耗休眠状态，仅在SYSTEM SET指令参数PI写入之后，SED1330才重新启动正常工作。

(3)DISP ON/OFF,指令代码：59H/58H

其指令示意图如图2.2

  指令示意图

The diagram of instruction

该指令用于开（59H）关（58H）显示，并在参数PI中规定各显示区及光标的显示方式，在关显示状态下，显示RAM区的内容不变。

(4)SCROLL,指令代码：44H

该指令设置了显示RAM区中各显示区的起始地址所占有的显示行数。它与SYSTEMSET  中AP参数结合，将可确定显示区所占的字节数。该指令带有10个参数。

(5)CSRFORM,指令码：5DH

该指令设置了光标的显示方式及其形状，有两个参数。

(6)CSRDIR,指令代码：4CH、4DH、4EH、4FH

该指令规定了光标地址指针自动移动的方向，指针指的方向如图2.3。SED1330所控制的光标地址指针实际也是当前显示RAM的地址指针。SED1330在执行完读、写数据操作后，将自动修改光标地址指针。这种修改四个方向，这是其它液晶显示控制器所没有的。

图 光标地址

The address of cursor

(7)CGRAMADR，指令代码：5CH

该指令设置CGRAM的起始地址SAG，SAG是用户自定义的字符库。

(8)CGRAMADR,指令代码: 5CH

该指令设置CGRAM 的起始地址SAG。SAG是用户自定义的字符库。但SAG仅是相对地址，实际CGRAM 地址应由公式确定。

(9)HDOTSET,指令代码: 5AH

该指令设置以点为单位的显示画面水平移动量,相当于一个字节内的卷动(SCROLL)该指令带一个参数。

(10)CSRW,指令代码：46H

　　该指令设置了光标地址CSR。该地址有两个功能：一是作为显示屏上光标显示的当前位置；二是作为显示缓冲区的当前地址指针。如果光标地址值超出了显示屏所对应的地址范围，光标将消失。光标地址在读、写数据操作后将根据CSRDTR指令的设置自动修改。光标地址不受卷动操作的影响。该指令带有两个参数。

(11)CSRR,指令代码：47H

该指令读出当前的光标地址值，在指令写入后，MPU使用再次读数据操作，就可以把CSRL和CSRH一次读出。

(12)MWRTTE,指令代码: 42H

该指令允许MPU连续地把显示数据写入显示区内,在使用指令之前要首先设置好光标地址和光标移动方向的参数。在写入数据后，光标地址即根据光标移动方向参数自动修改光标地址。写功能将在下一条指令代码的写入时中止。

(13)MREAD,指令代码：43H

该指令输入后，SED1330将光标地址所确定的单元内的数据送至数据输出缓冲器内供MPU 读取。同时光标地址根据光标移动方向参数自动修改。读功能将在下一条指令代码输入时中止。 

本文的驱动显示控制芯片主要由三大部分组成：微型单片机（MPU）模块，液晶驱动模块，液晶显示模块。各模块根据需要与具体电路的设计要求又分为若干底层的子模块，具体在该模块中没有显示出来。微型单片机模块里面包含8051单片机、锁存器74LS373、2764扩展以及8155扩展和其相应的LED/键盘程序扩展；在液晶驱动模块中包含SED1330和扩展62256，该模块在整个控制芯片中起到核心的作用，通过该模块与显示模块连接来，从而完成液晶显示的基本硬件框架。液晶显示驱动控制芯片的主要模块大体结构如图所示：

液晶显示控制主要模块图

 The main manifestation mold piece of LCD

如图中所示，SED1330控制板是用于MPU系统与液晶显示模块之间的控制接口板，他接收来自MPU系统的指令与数据，并产生相应的时序及数据控制液晶显示模块的显示。

图3.2是控制部硬件电路图：SED1330在进行显示驱动设计时需要为其设计一个显示数据存储器，这里选择了随机存储器RAM芯片62256，该芯片具有32K×8的存储空间， SED1330接口部分具有功能较强的I/O缓冲器，这使得MPU访问SED1330，它不需要判断其是否忙，SED1330随时准备接受MPU的访问并在内部时序控制下及时地把MPU发来的指令数据传输就位。在本设计中采用的间接访问的方式，此接口示意图如图3.3所示 ：

 控制部硬件电路图

The electric circuit diagram of SED1330’ hardware

液晶屏采用MDF50174，其中J1是与单片机8051的接口，采用20PIN的接口，J2是与液晶屏的接口，采用16PIN接口。其中VA0～VA14与RAM62256的A0～A14相连，构成管理显示RAM的地址总线；而VD0～VD7八根数据线与62256的I/O0～I/O7相连，构成显示RAM的数据总线。而在WR/W端，其分别与62256的 与 端相连，不同的是与 的连接是通过串接一个7406（非门）来完成的。这样保证了读/写数据的正常运行。

图  采用间接访问方式

the indirectly interview method

图3.5是单片机（8051）和锁存器（74LS373）、8K×8位EPROM（2764）、以及扩展的8155芯片构成的MPU模块。

其中，MCS-51（8051）是Intel公司生产的一个单片机系列的名称。该公司继1976年推出MCS-48系列8位单片机之后，又于1980年推出了MCS-51系列**8位单片机。属于这一系列的单片机芯片有许多种，如8051，8751，80C51BH，80C31BH等等，他们的基本组成、基本性能和指令系统都是相同的。8051的片内程序存贮器ROM为掩膜型的，在制造芯片时已经将应用程序固化进去，使它具有了某种功能。因为8051片内有4KB的ROM或EPROM，而8031片内无ROM，而且8051的ROM和RAM是严格分开的，所以本课题选用的是8051。

锁存器74LS373是内含8个D触发器，输入为D0-D7，输出为Q0-Q7。CP（也记为CLK）为CP脉冲输入端（触发端），上跳沿有效，该端在CP脉冲的上跳沿作用下，可将D0-D7的状态锁入触发器内部。当输出允许 端加以低电平或负脉冲时，这些数据信息反映到输出端Q0-Q7上；当 有效信号过后，Q0-Q7端恢复为高阻状态。三态控制器 接地，以保持输出常通，其三态输出还有一定的驱动能力。如果不需要3态，只要将 端接地，即成为2态输出。CP端（G端）与8051的ALE连接，每当ALE端的电平产生下跳变时，74LS373锁存低8位地址线A7-A0，并输出供2764使用。在8051扩展系统中常采用这种方法锁存低8位地址，如8282也具有相同的功能。若选用其他如273，377等无三态输出的锁存器也可以，但必须注意各控制信号有效电平，尤其是G（CP）端触发式。

8051在进行设计时需要为其设计一个程序存储器2764，2764是8K×8位EPROM器件，用以存放程序和常数。它有13根地址线A12-A0，能区分13位二进制地址信息；2¹³ =8192种状态，即可选择8192个片内存储器中任一字节单元。所以，称2764为8KB EPROM。这13根地址分别与8051的P0口和P2.0～P2.4连接，当8051发送13位地址信息时，可分别选中2764片内8KB存储器中任何一个单元。2764的 引脚为片选信号输入端，低电平有效。该片选信号决定了2764的8KB存储器在整个8051扩展程序存储器64KB空间中的位置。根据上述电路的接法，2764占有的扩展程序存储器地址空间为0000H～1FFFH。2764的 端由8051的 引脚信号控制。在一个机器周期内 信号两次有效。当 信号由高电平变成低电平时，允许2764输出，所指定的2764存储单元的内容送到P0口，在 的上升沿将数据送入单片机CPU内。

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MPU硬件电路图

The electric circuit diagram of MPU’ hardware

另外，在本设计中为8051扩展一个8155，Intel 8155为N通道、耗尽负载、硅栅工艺、资源丰富的可编程RAM和I/O口扩展芯片。片内具有256B静态RAM，2个8位、1个16位的I/O口和一个14位“减1”计数器，*大存取时间为400ns。它可以和各种微处理器、单片机直接接口，为40脚双列直插式封装，使单片机应用系统中广泛使用的芯片。利用8155的特性扩展一个2×6的键盘输入和6位LED显示。而8155和2764的片选信号都是由P2.5提供的，不同的是，8155的片选信号是P2.5串接一个7406（非门）提供的，这样保证了片选信号在一个时间只能选择8155和2764之中的一个，保证了系统的正常运行。而IO/ 则为8155的输入，I/O接口和存储器选择信号提供信号。低电平时选中存储器，否则选中I/O接口寄存器，其信号是由P2.6提供的

扩展8155的目的是为了使系统具有键盘输入和LED显示功能，因为8051单片机可以直接和8155连接而不需要任何外加逻辑，可以直接为系统增加256B片外RAM，22位I/O口线及一个14定时器。由于8155片内有地址锁存器，所以P0输出的低8位地址不需另加锁存器，而直接与8155的AD0～AD7相连，既作低8位地址总线，又作数据总线，地址直接用ALE在8155中所存。高8位地址由 及IO/ 的地址控制线决定。根据上述接法，8155的提供的RAM和I/O口地址如表3.1：

表3.1 8155提供的地址

Table 3.1 the address of 8155 provide

在键盘/LED显示程序中，采用了6位LED显示，为了简化电路，降低成本，将所有位的段选码并联在一起，由一个8位I/O口控制。而共阴极公共端分别由相应的I/O线控制，实现各位的分时选通。由于所有6位段选线都是由一个I/O口控制，因此，在每一瞬间，6位LED会显示相同的字符。要想每位显示不同的字符，就必须采用扫描方**流点亮各位LED，即在每一瞬间只使某一位显示字符。在此瞬间，段选控制I/O口输出相应字符段选码，而位选则控制I/O口在该显示送入选通电平（因为LED为共阴，故送低电平），以保证改为显示相应的字符。如此轮流，使每位分时显示该位应显示字符。段选码、位选码每送入一次后延时一秒，因为人眼的视觉暂留为0.1s，所以每位显示时间间隔不能超过20ms，并保持延时一段时间，以造成视觉暂留效果，给人看上去每个数码管总在亮。如图3.6所示，图中采用8155并行扩展口构成的键盘、显示器电路。图中只设置了12个键，如果增加PC口线，可以增加按键多达64个。6个LED显示器采用共阴极方式，断选码由8155的PB口提供，位控制信号由PA口提供。键盘的列扫描也由PA提供，查询行输入由PC0～PC1提供。LED采用动态显示软件译码，键盘采用逐列扫描查询工作方式。^[3]

图  键盘/LED显示硬件电路图

 The electric circuit diagram of Keyboard/LED hardware

复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。本设计采用的是按键手动复位方式，其包括两种方式电平方式和脉冲方式。本设计使用的是电平方式，其复位是通过是复位端经电阻与与Vcc电源接通而实现的

SED1330液晶控制板是用于MPU系统与液晶显示模块之间的控制接口板，他接收来自MPU系统的指令与数据，并产生相应的时序及数据控制液晶显示模块的显示，它与MPU接口管脚说明如下表3.2和3.3。

表3.2 MPU接口

Table 3.2 The connection of MPU

表  LCD接口

 The connection of LCD

点阵平板式液晶显示器在国内外工控产品及消防电子产品中已有广泛应用。它正逐步取代其它显示器件成为继CTR之后的**大显示器件。DMF50174液晶显示器属日本SEIKO EPSON公司的产品，其CPU为SED1330，它具有丰富的指令系统，较强的I/O缓冲器，同时采用冷阴极背光，给用户清晰的视觉感受而深受欢迎。其功能及相关尺寸大小如表：

表  DMF50174尺寸

The size of DMF50174

DMF501714点阵式液晶显示器的特点是：DMF50174采用SED1330作为控制器的核心，振荡频率在1-10MHz范围之内选择，可管理64K的随机存储器，同时可管理内字符发生器及外字符发生器CGRAM，进而可实现点阵式字符、汉字并行的各种应用。与SED1330控制板配套的DMF50174含CCFL背光（冷阴极发光）器件，有背光灯管。在点背灯时需用逆变器，型号为CXA-L10A，逆变器供电为5V直流电源，输出交流电压约为1000V，接至DMF50174的背光引脚。DMF50174其特点���**，MPU访问SED1330无需进行判断，从而节省了一般控制器的检查途径；**，可寻址64K  BRAM空间；第三，具有内部字符及外字符发生器；第四，可实现字符、图形的与、或、异或优先迭加的逻辑功能。DMF50174的负电源控制端可通过电位计进行调节，用来调节显示屏的灵敏度，改变字符，图形的颜色深浅。 

在整个软件设计的过程中首先需要对LCD模块与单片机微机连接做出详细的了解，对各个模块中对应的管脚必须首先熟悉他们的功能，同时还必须知道他们的对应地址。通过对应的硬件连接图以及各自对应的功能画出流程图，再汇编语言根据流程图编制出相应的程序。液晶显示模块特性进行初始化的流程图如图4.1所示。

程序初始化流程图

 The beginning starts to turn flow chart of programe

液晶显示流程图简要说明：液晶显示流程图是利用控制器SED1330的13条指令中的5条指令对DMF50174进行初始化。其中包括SYSTEM SET指令的8个参数对液晶显示器进行初始化和显示窗口设置；DISP ON/OFF指令对显示开关显示方式的设置；SCROLL的10个参数设置卷动区域；HDOT SCR设置单元卷动位置；OVLAY设置合成显示方式。

需要说明的是以下程序包括子程序都是以SCROLL指令参数中给定的显示区地址为依托的，这里列出来加以注明：

1显示一区：SAD1=0000H

2显示二区：SAD2=4000H

3显示三区：单屏结构SAD3=8000H；双屏结构SAD3=0100H

4显示四区：单屏结构SAD4=0000H；双屏结构SAD4=4800H

由于计算机对SED1330等的访问不需要使用判“忙”过程，所以SED1330等的驱动程序是非常简单，所要注意的是SED1330等的A0信号的定义不是独立的，而是与读信号和写信号组合的定义。

WC-ADD    EQU  8100H；写指令代码地址

WD-ADD    EQU  8000H；写参数及显示数据地址

RD-ADD     EQU  8100H；读参数及显示数据地址

RB-ADD     EQU  8000H；读忙状态地址

在使用该程序时，首先要根据使用的液晶显示模块的特性选择初始化参数。在子程序后面给出了一些型号的液晶显示模块初始化参数，供使用者参考。

COUNT1  EQU  32H                        ；计数器1

COUNT2  EQU  33H                        ；计数器2

INTR： MOV    DPTR，#WC-ADD           ；设置写指令代码地址

       MOV     A，#40H                   ；SYSTEM SET代码

       MOVX   @DPTR，A                 ；写入指令代码

       MOV     COUNT1，#00H             ；设置计数器COUNT=0

INTR1：MOV     DPTR，#SYSTAB           ；设置指令参数表地址

        MOV     A，COUNT1               ；取参数

        MOVC    A，@A+DPTR

        MOV      DPTR,#WD_ADD           ；设置写参数及数据地址

        MOVX    @DPTR,A                  ；写入参数

        INC       COUNT1                   ；计数器加一

        MOV      A，COUNT1

        CJNE      A，#08H，INTR1           ；循环

        MOV      DPTR，#WC-ADD          ；设置写指令代码地址

        MOV      A，#44H                  ；SCROLL代码

        MOVX     @DPTR,A                 ；写入指令代码

        MOV       COUNT1，#00H           ；设置计数器COUNT=0

INTR2： MOV      DPTR，#SCRTAB          ；设置指令参数表地址

         MOV      A，COUNT1              ；取参数

         MOVC     A，@A+DPTR

         MOV      DPTR，#WD_ADD         ；设置写参数及数据地址

         MOVX     @DPTR,A                 ；写入参数

         INC        COUNT1

         MOV       A，COUNT1               ；计数器加一

         CJNE       A，#0AH，INTR2          ；循环

         MOV       DPTR，#WC_ADD          ；设置写指令代码地址

         MOV        A，#5AH                 ；HDOT  SCR代码

         MOVX      @DPTR，A                ；写入指令代码

         MOV        DPTR，#WD_ADD         ；设置写参数及数据地址

         MOV        A，#00H                  ；设置参数P1

         MOVX        @DPTR，A              ；写入参数

         MOV        DPTR，#WC_ADD         ；设置写指令代码地址

         MOV        A，#5BH                  ；OVLAY代码

         MOVX       @DPTR，A               ；写入指令代码

         MOV       DPTR，#WD_ADD          ；设置写参数及数据地址

         MOV        A，#00H                  ；设置参数：显示一，三区为文本

；属性

         MOVX        @DPTR，A              ；二重“或”合成

         LCALL       CLEAR                   ；调清显示RAM子程序

         MOV        DPTR，#WC_ADD          ；设置写参数及数据地址

         MOV        A，#59H                   ；DISP  ON/OFF代码

         MOVX       @DPTR，A                ；写入指令代码

         MOV        DPTR，#WD_ADD          ；设置写参数及数据地址

         MOV        A，#54H                   ；设置参数：显示一至四开显示

         MOVX       @DPTR，A                ；光标关显示

         RET

设计程序将64K显示存储区清零然后将CSRDIRD、CSRW代码和CSRL、CSRH参数以

及MWRITE指令代码输入进去，*后达到显示四色效果，具体流程图如下图所示：

**显示RAM流程图

The flow chart of clear RAM

对应上图的程序代码是:

CLEAR： MOV       DPTR，#WC_ADD      ；设置写指令代码地址

         MOV        A，#4CH              ；CSRDIR代码

         MOVX      @DPTR，A            ；写入指令代码

         MOV        A，#46H              ；CSRW代码

         MOVX      @DPTR，A            ；写入指令代码

         MOV       DPTR，#WD_ADD      ；设置参数及数据地址

         MOV        A，#00H              ；设置参数光标指针低8位

         MOVX      @DPTR，A            ；写入参数CSRL

         MOV        A，#00H              ；设置参数光标指针高8位

         MOV        @DPTR,A             ；写入参数CSRH

         MOV       DPTR，#WC_ADD      ；设置写指令代码地址

         MOV        A，#42H              ；MWRITE代码

         MOVX      @DPTR，A            ；写入指令代码

         MOV        R6，#80H             ；设置循环量为32K字节

         MOV        R7，#00H             ；

         MOV       DPTR，#WD_ADD      ；设置写参数及数据地址

         MOV        A，#00H              ；设置显示数据=0

CLR1：  MOV        @DPTR，A            ；写入数据

CLR1：LCALL         GRAY                ；若将A的内容分别改为55H，AAH，FFH

                                            ；将可以观察4色的显示效果

         DJNZ        R7，CLR1             ；循环

         DJNZ        R6，CLR1

         RET

在图形方式下显示汉字，其汉字库是建立在系统程序区内，由程序逐字节地向图形显示区相应单元写入，以期在显示屏上显示出相应的汉字。这种方法如同作固定图形显示一样。显示子程序流程图如图4.3。子程序需要的汉字库为CCTAB1。汉字代码是根据汉字在库中排列的先后顺序而定义的。

汉字显示流程图

The flow chart of Chinese characters manifestation

使用图形方式下汉字显示子的程序代码见附录，其演示程序如下：

MOV    OXL,#10H                          ;设置X 坐标

MOV    OY,#30H                           ;设置Y 坐标

MOV    CODE,#00H                         ;设置汉字代码

LCALL  CCTW                              ;调汉字写入子程序

MOV    OXL,#12H                          ;设置X 坐标

MOV    OY,#30H                           ;设置Y 坐标

MOV    CODE,#01H                         ;设置汉字代码

LCALL  CCTW                              ;调汉字写入子程序

MOV    OXL,#14H                          ;设置X 坐标

MOV    OY,#30H                           ;设置Y 坐标

MOV    CODE,#02H                         ;设置汉字代码

LCALL  CCTW                              ;调汉字写入子程序

MOV    OXL,#16H                          ;设置X 坐标

MOV    OY,#30H                           ;设置Y 坐标

MOV    CODE,#03H                         ;设置汉字代码

LCALL  CCTW                              ;调汉字写入子程序

SJMP   $

本文对单片机液晶显示控制系统进行了设计，采用SED1330 作为控制芯片，8051为MPU，DMF50174为液晶显示器，使用8155扩展了键盘/LED显示程序，并且应用Protel软件绘制了相应的原理图。除此之外，应用汇编语言设计系统程序初始化、清显示RAM设计、图形方式下显示汉字这三个模块，并且绘制了相应的原理图。本设计中对系统的复位方式的采用的是按键复位方式，由于按键复位是采用人工复位的方法，有些不便；也可以采用自动复位的方式，即采用软件看门狗或硬件看门狗复位的方式，它可以在系统进入死循环时，自动对系统进行复位。在键盘/LED显示程序中，采用了2×6=12个键，也可根据实际要求扩充到*大64个键位。   SHASUNEC公司可以为用户提供DMF50174液晶屏，欢迎联系我们！