摘要：從實際應用的角度出發介紹了內置HD61202圖形液晶顯示模塊的結構特性，液晶顯示模塊的硬件接口電路及編程要點，并對其正常工作的條件、控制指令系統及編程思路進行了探討。
關鍵詞：圖形液晶顯示模塊；HD61202控制器；接口電路；間接控制

0. 引言

信息的獲取主要通過顯示和人機交互界面，隨著電子技術和電子產品集成化的迅速發展，液晶顯示模塊在智能儀器儀表中實現了圖形和文本的混合顯示，實現了屏幕菜單人機對話操作，因而圖形液晶顯示模塊以其體積小、功耗低、開發周期短、安全可靠、使用靈活等優點，在智能儀表中得到了越來越廣泛的應用^[1]。

本文以內置兩片或三片HD61202圖形液晶顯示控制器及HD61203驅動器組成的MGLS-12864、MGLS-19264的點陣式圖形液晶顯示模塊為例，介紹液晶顯示模塊與單片機的硬件電路接口設計、編程思路與要點，以及圖形液晶顯示模塊在實際應用中的程序流程。

1. 內置HD61202U顯示模塊的特性

HD61202是一種帶有列驅動輸出的液晶顯示控制器，它可以直接與8位微處理器相連，與行驅動器HD61203配合使用，組成液晶驅動控制系統，對液晶屏進行行、列驅動。本文以MGLS-12864為例介紹HD61202液晶顯示器控制電路及編程。

HD61202及其兼容控制驅動器的特點：

1) 內藏6464=4096位顯示RAM ，RAM中每位數據對應LCD 屏上一個點的亮、暗狀態；

2) HD61202 及其兼容控制驅動器是列驅動器具有64路列驅動輸出；

3) HD61202 及其兼容控制驅動器讀寫操作時序與68系列微處理器相符，因此它可直接與68 系列微處理器接口相聯；

4) HD61202 及其兼容控制驅動器的占空比為1/32-1/64。

表1 內置兩片HD61202液晶顯示模塊引腳功能表^[2]

2. 硬件接口電路

內置HD61202液晶顯示模塊與計算機的連接方式通常有兩種：直接訪問方式和間接控制方式。直接訪問方式是計算機以訪問存儲器或I/O設備的方式操作液晶控制模塊工作，以單片機為例，P0、P2口與液晶顯示模塊相連；而間接控制方式則是計算機通過自身的或系統的并行接口與液晶控制模塊相連，我們接觸到的間接控制一般是單片機P1、P3口與液晶顯示模塊相連而成的。

在實際應用中，單片機的 P0口 和P2口常被用作擴展總線，P3口又常用作它的第二功能，因此我們可以采用Z80-PIO或8255等并行芯片及74LS373鎖存器進行擴展，與液晶顯示模塊相連^[1]。本設計采取Z80-PIO作并行擴展口來控制內置HD61202液晶顯示模塊MGLS-12864。 PA口與MGLS-12864的八個數據總線相連，MGLS-12864的控制端通過PB口進行控制。Z80-PIO與MGLS-12864接口電路如圖1。

圖1 MGLS-12864與Z80-PIO接口電路圖

3. 軟件編程

3.1 HD61202指令系統和時序信號波形

MGLS-12864的控制器HD61202有一系列操作指令，通過指令可以實現對顯示屏的控制。設計過程中，根據HD61202的指令系統及與微處理器的時序信號波形圖等進行編程。HD61202指令系統見表1。液晶顯示模塊的控制端置、復位與讀寫信號的控制關系見圖2。

表2 HD61202指令表^[3]

a) 顯示開關設置：D=1時LCD 顯示RAM 中的內容，D=0 時關閉顯示；

b) 顯示起始行設置：L0~L5在0~ 3FH (0~ 63行)范圍內取值；

c) 頁面地址設置：P0~P2：設置頁號(0~ 7)，顯示RAM 共64行分8 頁，每頁8 行；

d) 列地址設置：C0~C5：設置顯示列地址0~ 3FH (0~ 63行)；

e) 控制器狀態：BUSY =1-內部在工作，BUSY =0-正常狀態；ON/OFF= 1-顯示關閉，ON/OFF =0-顯示打開；REST =1-復位狀態，REST =0-正常狀態。在BUSY 和REST 狀態時，除讀狀態指令外，其它指令均不對HD61202 及其兼容控制驅動器產生作用。在對HD61202 及其兼容控制驅動器操作之前要查詢BUSY 狀態，以確定是否可以對HD61202及其兼容控制驅動器進行操作。

f) 讀、寫數據指令每執行完一次讀、寫操作，列地址就自動加一。必須注意的是，進行讀操作之前，必須有一次空讀操作，緊接著再讀才會讀出所要讀的單元中的數據。

圖 2 HD61202信號時序圖

3.2 程序流程圖

實際的液晶顯示編程的過程一般是：首先編制出狀態查詢、寫指令、寫數據、讀數據等子程序，然后編制出清屏、畫點等基本子程序，最后才在此基礎上編寫顯示字符、數字、漢字及復雜的圖形等。本文給出內置HD61202液晶顯示模塊的寫指令、寫數據的流程圖^[4]。

3. 總結

本文的創新點是采用Z80-PIO并行芯片及74LS373鎖存器進行端口擴展，把Z80-PIO作為并行擴展口來控制內置HD61202液晶顯示模塊MGLS-12864。在對電路的硬件、軟件進行設計后，經過精心的調試，整個系統運行良好，并能正確地顯示圖文，實現了人機對話。同樣，此電路設計思路也可以應用到其它顯示模塊的接口設計中。隨著現代測控技術的發展，儀器儀表的智能化程度和可操作性要求越來越高，良好的人機界面越來越受到設計者的重視。本文介紹的液晶顯示模塊的功能、顯示方法及編程的技巧在測控領域有著廣泛的應用價值。

參考文獻：
[1] 李維緹,郭強,周云仙編著.北京:液晶顯示技術[M].電子工業出版社,2002.8.
[2] 張平均,陳志華. SPCE061A單片機與液晶顯示模塊HS12864_1的接口及其編程[J].微計算機信息,2005.21(5):117-118.
[3] 楊振江,杜鐵軍,李群編著.西安:智能儀器與數據采集系統中的新器件及應用[M].西安電子科技大學出社,2001.12.
[4] 李文江,張巖,汪玉鳳.內置HD61202點陣式液晶顯示模塊接口設計與編程[J],液晶與顯示,2004,19(2):138-142.
[5] 夏繼強,聶慧萍,袁駿. 一種用于嵌入式系統的液晶顯示單元設計[J],微計算機信息,2005. 21(7):6-8.
[6] 楊雷,劉曉F,魏春雪.液晶顯示器的接口技術及其抗干擾措施[J],液晶與顯示,2003.18(2):121-124.