1 引言

隨著電子技術的飛速發展，越來越多的領域應用到以單片機為控制核心、用液晶作為顯示終端的數字化設備。彩色液晶顯示器作為當代高新技術的結晶產品，不但具有超薄平面、顯示信息豐富、色彩逼真的特點，而且還具有體積小、耗電省、壽命長、無輻射、抗震、防爆等其他類型顯示器無可比擬的優點，因而是工控儀表、機電設備等行業更新換代的理想顯示器件。因此基于單片機系統的彩色液晶顯示模塊的使用也越來越廣泛。本文介紹一種基于AVR單片機和硬件漢字庫的彩色液晶顯示模塊，該模塊實現了在彩色液晶顯示器上顯示不同顏色的中文、英文、數字及簡單的畫圖功能。

2 液晶顯示器顯示原理

本模塊采用的液晶顯示器是河南友利華高科技有限公司生產的YD2502彩色液晶VRAM型顯示器。它的點陣數是320×240，VRAM容量是64k×8 位，由于屏幕上的任何一點都是由R(紅) 、G(綠) 、B(藍)3種顏色組成，且灰度不可調節，因此顯示顏色為8色。基本原理框圖如圖1所示。DC/DC轉換器產生液晶所用各種驅動電壓，DC/AC逆變器則用來點亮冷陰極背光燈，顯示驅動邏輯電路采用了優化邏輯電路，利用分時技術讓顯示與寫入數據同時進行，實現了畫面的高速更新，且互不干擾。其顯示原理是：在顯示器內部含有一個顯示緩沖區與屏幕顯示一一對應，使用時只需向緩沖區里寫入相應的數據，屏幕上即可顯示出對應的彩色圖形或文字，也就是說該顯示器可作為單片機系統的一個外部存儲器就可以實現彩色信息的顯示。

圖1 YD2502原理框圖

3 硬件系統設計

3.1 硬件總體設計

本模塊中使用的單片機是AVR系列單片機中功能最強的ATmega128 。該單片機具有豐富的片上資源如具有128kB在線可重復編程Flash、4kB的E2 PROM、4kB的內部SRAM、48個I/O端口、34個不同的中斷源、可尋址64kB的地址空間、ISP下載以及JTAG仿真等功能。詳細介紹請參考其數據手冊。

圖2是該模塊硬件系統總體設計框圖。由于YD2502的顯示緩沖區里的內容是不能讀出的，為了保存寫入內容，在該模塊中還外擴了一片存儲器芯片61LV5128，其存儲容量為512kB，除了保存YD2502顯示緩沖區里的數據外，還為使用本模塊的嵌入式系統提供了擴展應用。由于ATmega128的尋址范圍只達到64KB，因此采用了分頁管理技術來操作512kB的存儲空間。在具體電路設計時，將ATmega128的PB3～PB0連接到61LV5128的高4位地址線上，將512kB的存儲空間分成16頁，每頁32kB。硬件漢字庫芯片AT29C040A的存儲容量也是512kB，與CPU的接口設計與61LV5128是類似的，只需將片選信號和高4位地址線接在不同的I/O口上就可以了。