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基于LCD12864显示器的数字示波器设计

基于LCD12864显示器的数字示波器设计
来源:EDN电子设计技术 时间:2011-08-16
本文针对LCD12864 特性,完成了数字示波器显示必须的绘图驱动程序设计,这个教程定位给初学者使用,我立足从简单到复杂一步一步介绍设计过程,甚至是调试的过程,还包括一些经验总结,特别是提供了完整的keil 工程附件。希望读者立足示波器项目,学到更多软硬件设计经验技巧。

一、简易数字示波器原理

数字示波器基本原理可以简单理解为:数据采集+ 图形显示,该过程循环进行,如图1 所示。

图1 简易数字示波器流程图

LCD 图形显示需要根据LCD 特性设计,不同LCD驱动程序不同,本篇将结合不带字库的LCD12864 设计显示程序。

二、图形液晶LCD12864绘图驱动设计基础

关于LCD 的硬件接口电路,在其他教程中有详细介绍,涉及单片机总线知识和CPLD 内部电路,需要认真学习,这里借助现成的驱动函数,重点讲解LCD绘图程序设计。

LCD12864 的电路接口在头文件中定义:

#define LCD_LCW XBYTE[0xf4ea]

  // 左屏命令写入

  #define LCD_LDW XBYTE[0xf5ea]

  // 左屏数据写入

  #define LCD_LCR XBYTE[0xf6ea]

  // 左屏命令读出

  #define LCD_LDR XBYTE[0xf7ea]

  // 左屏数据读出

  #define LCD_RCW XBYTE[0xf8ea]

  // 右屏命令写入

  #define LCD_RDW XBYTE[0xf9ea]

  // 右屏数据写入

  #define LCD_RCR XBYTE[0xfaea]

  // 右屏命令读出

  #define LCD_RDR XBYTE[0xfbea]

  // 右屏数据读出

  后面所有对LCD 的编程操作都是基于以上接口定义进行的各种读写操作。

  首先来看LCD12864 的点阵结构图,如图2 所示。

图2 LCD点阵分布结构图

此LCD 屏由水平128 列,垂直64 行组成。水平128 列分左右各64 列两个半屏构成。垂直64 行又分8 页,每页8 行(1 列8 点刚好1 字节)。程序每次对LCD 的绘图操作就是以小单位1 字节进行操作的。

  理解这点至关重要。也就是每次只能针对8 点进行操作,而不是1 点进行操作。左右屏由单独地址线控制(前面的接口定义就是分左右屏定义的)。实际打点只需往指定“位置”写入数据,“1”亮,“0”暗。

  LCD 驱动忙检测函数void loop_lcd12864_is_busy(unsigned char right)。

  void loop_lcd12864_is_busy(unsigned char right)

  {

  unsigned char tmp,counter=0;

  do {

  if(right) tmp = LCD_RCR;

  else tmp = LCD_LCR;

  if(counter++>50) break; // 超时跳出

  }

  while ((tmp|0x7f)==0xff); //bit7 为1 则表示LCD 内部执行命令,处于“忙”状态

  }

  对LCD 进行读写操作时,需要进行“忙”检测,LCD 内部也是由控制器来完成一系列刷屏操作的,执行各种操作都是需要一定的时间,也就是说不是任何时候外部控制器都可以对LCD 发操作指令的,只有LCD为空闲状态时才可以操作,忙检测就是循环读取LCD状态标志位,判断是否空闲,关于命令的细节请参考数据手册。

  命令写入函数void lcd_cmd_wr(unsigned char cmd,right)。

  void lcd_cmd_wr(unsigned char cmd, right)

  {

  loop_lcd12864_is_busy(right); // 忙检测

  if(right) LCD_RCW = cmd; // 右屏命令写入

  else LCD_LCW = cmd; // 左屏命令写入

  }

  数据写入函数void lcd_dat_wr(unsigned char data,right)。

  void lcd_dat_wr(unsigned char data,right)

  {

  loop_lcd12864_is_busy(right);

  if(right) LCD_RDW = data;

  else LCD_LDW = data;

  }

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