第70节：深入讲解液晶屏的构字过程
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从业近十年!手把手教你单片机程序框架 第70讲
开场白：
液晶屏模块本身带控制芯片，驱动液晶屏的本质就是单片机通过串行或者并行方式，根据芯片资料指定的协议跟液晶芯片进行通讯的过程。这个详细的通讯协议驱动程序厂家都会免费提供的，也可以在网上找到大量的示范程序。那么我们最应该关注的核心是什么?我认为最核心的是要理清楚程序坐标与实际显示坐标之间的关系规律。本程序不使用模块自带的字库，而是使用自己构造的字库，目的就是为了让读者理解更底层的字模显示。
这一节要教会大家三个知识点：
第一个：对于驱动芯片是st7920的12864液晶屏，它的真实坐标体系的本质是256x32的点阵液晶屏。
第二个：鸿哥刻意在驱动显示函数里增加了大延时函数，目的是通过慢镜头回放，让大家观察到横向取模的字是如何一个字节一个字节构建而成的。
第三个：数组带const关键字，表示数据常量存放在ROM程序区，不占用RAM的变量。
具体内容，请看源代码讲解。
(1)硬件平台：
基于朱兆祺51单片机学习板。
(2)实现功能：开机上电后，可以观察到0x01,0x02,0x03,0x04这4个显示数字在不同的排列方式下，出现在不同的液晶屏显示位置。也可以观察到“馒头”这两个字是如何一个字节一个字节构建而成的，加深理解字模数组跟显示现象的关系。
(3)源代码讲解如下：
#include "REG52.H"
sbit LCDCS_dr = P1^6; //片选线
sbit LCDSID_dr = P1^7; //串行数据线
sbit LCDCLK_dr = P3^2; //串行时钟线
sbit LCDRST_dr = P3^4; //复位线
void SendByteToLcd(unsigned char ucData); //发送一个字节数据到液晶模块
void SPIWrite(unsigned char ucWData, unsigned char ucWRS); //模拟SPI发送一个字节的命令或者数据给液晶模块的底层驱动
void WriteCommand(unsigned char ucCommand); //发送一个字节的命令给液晶模块
void LCDWriteData(unsigned char ucData); //发送一个字节的数据给液晶模块
void LCDInit(void); //初始化 函数内部包括液晶模块的复位
void display_lattice(unsigned int x,unsigned int y,const unsigned char *ucArray,unsigned char ucFbFlag,unsigned int x_amount,unsigned int y_amount); //显示任意点阵函数
void display_clear(void); // 清屏
void delay_short(unsigned int uiDelayshort); //延时
/* 注释一：
* 数组带const关键字，表示数据常量存放在ROM程序区，不占用RAM的变量
*/
const unsigned char Hz1616_man[]= /*馒 横向取模 16X16点阵 网上有很多免费的字模软件生成字模数组 */
{
0x21,0xF8,0x21,0x08,0x21,0xF8,0x3D,0x08,0x45,0xF8,0x48,0x00,0x83,0xFC,0x22,0x94,
0x23,0xFC,0x20,0x00,0x21,0xF8,0x20,0x90,0x28,0x60,0x30,0x90,0x23,0x0E,0x00,0x00,
};
const unsigned char Hz1616_tou[]= /*头 横向取模 16X16点阵 网上有很多免费的字模软件生成字模数组 */
{
0x00,0x80,0x10,0x80,0x0C,0x80,0x04,0x80,0x10,0x80,0x0C,0x80,0x08,0x80,0x00,0x80,
0xFF,0xFE,0x00,0x80,0x01,0x40,0x02,0x20,0x04,0x30,0x08,0x18,0x10,0x0C,0x20,0x08,
};
/* 注释二：
* 为了方便观察字模的数字与显示的关系，以下3个数组的本质是完全一样的，只是排列不一样而已。
*/
const unsigned char Byte_1[]= //4横，1列
{
0x01,0x02,0x03,0x04,
};
const unsigned char Byte_2[]= //2横，2列
{
0x01,0x02,
0x03,0x04,
};
const unsigned char Byte_3[]= //1横，4列
{
0x01,
0x02,
0x03,
0x04,
};
void main()
{
LCDInit(); //初始化12864 内部包含液晶模块的复位
display_clear(); // 清屏
display_lattice(0,0,Byte_1,0,4,1); //显示<4横，1列>的数组数字
display_lattice(0,16,Byte_1,1,4,1); //显示<4横，1列>的数组数字 反显
display_lattice(7,0,Byte_2,0,2,2); //显示<2横，2列>的数组数字
display_lattice(7,16,Byte_2,1,2,2); //显示<2横，2列>的数组数字 反显
display_lattice(8,0,Byte_3,0,1,4); //显示<1横，4列>的数组数字
display_lattice(8,16,Byte_3,1,1,4); //显示<1横，4列>的数组数字 反显
display_lattice(14,0,Hz1616_man,0,2,16); //显示<馒>字
display_lattice(15,0,Hz1616_tou,0,2,16); //显示<头>字
display_lattice(14,16,Hz1616_man,1,2,16); //显示<馒>字 反显
display_lattice(15,16,Hz1616_tou,1,2,16); //显示<头>字 反显
while(1)
{
;
}
}
/* 注释三：真实坐标体系的本质。
* 从坐标体系的角度来看，本液晶屏表面上是128x64的液晶屏，实际上可以看做是256x32的液晶屏。
* 把256x32的液晶屏分左右两半，把左半屏128x32放在上面，把右半屏128x32放下面，就合并成了
* 一个128x64的液晶屏。由于液晶模块内部控制器的原因，虽然横向有256个点阵，但是我们的x轴
* 坐标没办法精确到每个点，只能以16个点(2个字节)为一个单位，因此256个点的x轴坐标范围是0至15。
* 而y轴的坐标可以精确到每个点为一行，所以32个点的y轴坐标范围是0至31.
*/
void display_clear(void) // 清屏
{
unsigned char x,y;
// WriteCommand(0x34); //关显示缓冲指令
WriteCommand(0x36); //这次为了观察每个数字在显示屏上的关系，所以把这个显示缓冲的命令提前打开，下一节放到本函数最后
y=0;
while(y<32) //y轴的范围0至31
{
WriteCommand(y+0x80); //垂直地址
WriteCommand(0x80); //水平地址
for(x=0;x<32;x++) //256个横向点，有32个字节
{
LCDWriteData(0x00);
}
y++;
}
}
/* 注释四：本节的核心函数，读者尤其要搞懂x_amount和y_amount对应的显示关系。
* 第1，2个参数x,y是坐标体系。x的范围是0至15，y的范围是0至31.
* 第3个参数*ucArray是字模的数组。
* 第4个参数ucFbFlag是反白显示标志。0代表正常显示，1代表反白显示。
* 第5，6个参数x_amount，y_amount分别代表字模数组的横向有多少个字节，纵向有几横。
* 本函数后面故意增加一个长延时delay_short(30000)，是为了方便读者观察横向取模的
* 字是如何一个字节一个字节构建而成的。
*/
void display_lattice(unsigned int x,unsigned int y,const unsigned char *ucArray,unsigned char ucFbFlag,unsigned int x_amount,unsigned int y_amount)
{
unsigned int j=0;
unsigned int i=0;
unsigned char ucTemp;
// WriteCommand(0x34); //关显示缓冲指令
WriteCommand(0x36); //这次为了观察每个数字在显示屏上的关系，所以把这个显示缓冲的命令提前打开，下一节放到本函数最后
for(j=0;j
{
WriteCommand(y+j+0x80); //垂直地址
WriteCommand(x+0x80); //水平地址
for(i=0;i
{
ucTemp=ucArray[j*x_amount+i];
if(ucFbFlag==1) //反白显示
{
ucTemp=~ucTemp;
}
LCDWriteData(ucTemp);
delay_short(30000); //本函数故意增加这个长延时，是为了方便读者观察横向取模的字是如何一个字节一个字节构建而成的。
}
}
}
/* 注释五：
* 以下是液晶屏模块的驱动程序，我觉得没有什么好讲的，因为我是直接在网上寻找现成的驱动时序修改而成。
* 它的本质就是单片机跟这个液晶模块芯片进行串行通信。
*/
void SendByteToLcd(unsigned char ucData) //发送一个字节数据到液晶模块
{
unsigned char i;
for ( i = 0; i < 8; i++ )
{
if ( (ucData << i) & 0x80 )
{
LCDSID_dr = 1;
}
else
{
LCDSID_dr = 0;
}
LCDCLK_dr = 0;
LCDCLK_dr = 1;
}
}
void SPIWrite(unsigned char ucWData, unsigned char ucWRS) //模拟SPI发送一个字节的命令或者数据给液晶模块的底层驱动
{
SendByteToLcd( 0xf8 + (ucWRS << 1) );
SendByteToLcd( ucWData & 0xf0 );
SendByteToLcd( (ucWData << 4) & 0xf0);
}
void WriteCommand(unsigned char ucCommand) //发送一个字节的命令给液晶模块
{
LCDCS_dr = 0;
LCDCS_dr = 1;
SPIWrite(ucCommand, 0);
delay_short(90);
}
void LCDWriteData(unsigned char ucData) //发送一个字节的数据给液晶模块
{
LCDCS_dr = 0;
LCDCS_dr = 1;
SPIWrite(ucData, 1);
}
void LCDInit(void) //初始化 函数内部包括液晶模块的复位
{
LCDRST_dr = 1; //复位
LCDRST_dr = 0;
LCDRST_dr = 1;
}
void delay_short(unsigned int uiDelayShort) //延时函数
{
unsigned int i;
for(i=0;i
{
;
}
}
总结陈词：
这节重点讲了液晶屏的构字过程，下节将会在本节的基础上，略作修改，显示常用的不同点阵字模。欲知详情，请听下回分解-----液晶屏的字符，16点阵，24点阵和32点阵的显示程序。
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