中文字库液晶模块在温室环境监控中的应用

0         引言

温室监控的最终目标是给作物提供适宜的生长条件，对温室环境进行实时监控，是实现高效生产和管理的基础。通过对监测数据的分析，结合作物生长发育和病虫害发生规律，控制环境条件，达到作物优质、高产、高效的栽培目的。

温室环境信息被采集后，可以通过各种显示方式提供给用户，液晶显示器由于其低压、微功耗、平板型结构、长寿命等特点，在此方面被大量使用。目前温室环境监控系统所使用的液晶显示器大多是字符型和点阵型：字符型液晶显示器只能显示ASCII码字符，无法显示汉字，给对于国内大多数需要有汉字和图形显示的用户带来诸多不便；普通点阵型液晶显示器可以显示汉字和图形，但其显示汉字需要大量的字模存储空间，而且字模的提取和显示也很繁琐，大大增加了开发人员的工作量。

本文介绍一种内置国标简体中文字库液晶模块的功能和使用方法，较好地解决了汉字及各种字符显示的问题，很大程度上提高了开发效率。

1         基于ST7920A控制器的中文字库液晶显示模块

OCMJ2 ×8C是128×32点阵型液晶显示模块，控制芯片是ST7920A，内置16×16点阵国标GB2312码全部简体中文字库（包括全角的各种常用符号、特殊数字符号、英文字母、罗马字母、俄文字母、日文字母、汉语拼音音标字母和制表符等）、128个8×16点阵半角ASCII字符和128×32点阵显示 RAM（GDRAM），可显示2×8个汉字（或全角字符）和128×32点阵的图形。

可与单片机直接接口，提供两种连接方式：8位并行方式和串行方式。

提供硬件光标及其闪烁控制电路，可光标显示、反白显示、画面卷动、睡眠模式等。

可实现汉字、半角ASCII码字符、图形的同屏显示。

单一+5V电源供电，无需提供负电源。

控制指令分为基本指令和扩展指令，满足不同需要，简单易用。

2         硬件接口

OCMJ2×8C硬件提供以下对外接口：

逻辑支持电源：+5V（VDD、VSS）；

背光板电源：+4.1V（LEDA、LEDK）；

并行、串行方式选择：PSB；

复位：/RST；

并行方式数据：DB0－DB7；

并行方式控制：RS、R/W、E。如果使用串行方式，则只使用RS、R/W、E三线。

单片机可以通过数据总线与控制信号、采用外部数据存储器访问形式控制该液晶显示模块，也可以用3线串行方式控制。本文以51系列单片机兼容的华邦公司的W78E54微控制器为例，采用并行连接方式控制，见图１。

　　W78E54用地址A1作为R/W信号控制数据总线的数据流向；用地址A0作为数据/指令信号控制寄存器的选择；E信号由W78E54的读信号/RD、写信号/WR以及地址译码信号Y6合成。

图１　并行连接方式

OCMJ2 ×8C液晶模块控制器ST7920A一共有18条指令，从作用上可分为两类，显示状态设置指令和数据、写操作指令，可以完成各种字符、图形的显示以及反白显示、屏幕卷动、光标定位闪烁等动作。详细指令系统可查看图形液晶显示器产品有关手册。接口部信号端的逻辑功能组合表如表１所示，其中地址是指按图１并行连接方式时，各指令反映在外部数据存储器的地址。

表１　逻辑功能组合表

3         软件设计

OCMJ2×8C模块在软件编程时需注意以下几个问题：

A． 模块的复位时间、清屏指令和地址计数器归零指令的执行时间较长，请根据所使用的晶振频率给以适当延时。

B． 　　当模块在接受指令前，微处理器必须先确认模块内部处于非忙碌状态，即读取BF标志时BF需为0，方可接受新的指令；如果在送出一个指令前并不检查BF标志，那么在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即等待前一个指令确实执行完成。

C． 　　以点阵字符方式使用OCMJ2×8C模块时，先写入单字节地址，再写入单字节数据（半角ASCII字符：20H-7FH）或双字节数据（全角字符:A1A0H-A9F0H；汉字字符:B0A0H-D7FEH）。

D． 以点阵绘图方式使用OCMJ2×8C模块时，方法和普通点阵液晶基本相同，先连续写入水平与垂直的坐标值，再写入两个字节数据值到绘图RAM。写入绘图RAM之前，绘图显示必须关闭，数据写入完成后再打开绘图显示功能。

以点阵字符方式同屏显示汉字和各种全角、半角字符的具体程序框图见图2。

图　２

4         应用实例

笔者在智能数显传感器的开发中，成功地应用了内置ST7920A控制器的中文字库液晶显示模块。为方便读者，将已经在实际应用中通过的C51程序列出。

#include <各类头文件>

#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;                  /*定义模块忙碌标志位BF*/

sbit LCD_RESET=P1^1;                /*定义复位连接*/

void write_control(char control)    /*写指令或地址函数*/

{    do  {  ACC=READ_LCD_STATUS; }  /*读取模块状态*/

     while(LCD_BF==1);              /*判断模块控制器是否忙*/

     WRITE_LCD_CONTROL=control;     /*写指令或地址*/

}

void write_data(char ddata)         /*写数据函数*/

{    do  {  ACC=READ_LCD_STATUS; } /*读取模块状态*/

     while(LCD_BF==1);             /*判断模块控制器是否忙*/

     WRITE_LCD_DATA=ddata;         /*写数据*/

}

void init_lcd(void)

{    LCD_RESET=0; delay_200ms();　 /* 液晶模块复位 */

     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); /*国*/

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

     write_data(0xc5);   write_data(0xa9); /*农*/

     write_data(0xd2);   write_data(0xb5); /*业*/

     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); /*　⑥　*/

     write_data(0xa2);   write_data(0xea); /*　㈥　*/

     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         结语