單片機LCD液晶顯示模塊詳解PPT演示課件(PPT 21頁)

1、第25章 LCD液晶顯示模塊前面介紹的LED數(shù)碼管只可以顯示數(shù)字和某些字符，限制了其應用范圍。在很多場合中需要顯示多行字符、漢字或者圖形，液晶顯示器便應運而生。液晶顯示器（LCD）是一種功耗很低的顯示器，其以優(yōu)越的性能，越來越受到各方面的重視。液晶顯示的應用領域越來越多，在電子表、計算器、數(shù)碼相機、計算機的顯示器和液晶電視上都可以看到它的身影。液晶顯示模塊是一種集成度比較高的顯示組件，其英文名稱為“LCD Module”，可以簡稱為LCM。液晶顯示模塊將液晶顯示器件、控制器、PCB電路板、背光源和外部連接端口等組裝在一起，可以方便地用于需要液晶顯示的場合。在現(xiàn)代的電子設計中，液晶顯示模塊的應用

2、也越來越多。1第1頁，共21頁。25.1 LCD液晶顯示概述LCD液晶顯示是依靠液晶顯示器來進行數(shù)據(jù)或者圖形顯示的。LCD液晶顯示彌補了LED顯示效果不夠美觀、不能顯示圖形和漢字等缺點，因此液晶顯示技術得到了越來越廣泛的應用。下面介紹液晶顯示方面的應用技術。2第2頁，共21頁。25.1.1 液晶的來源液晶，顧名思義，就是固液態(tài)之間的一種中間類狀態(tài)。一般情況下，最常見的物質有三種形態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。液晶是另外一種特殊的物質形態(tài)，由澳大利亞植物學者萊尼茨爾（Reinitzer）在1888年發(fā)現(xiàn)。此后，經(jīng)過廣泛的研究，液晶于二十世紀五十年代開始大規(guī)模使用。液晶的成分是一種有機化合物，在一定的溫度

3、范圍內，它既具有液體的流動性、粘度、形變等性質，又具有晶體的熱（熱效應）、光（光學各向異性）、電（電光效應）、磁（磁光效應）等物理性質。光線穿透液晶的路徑由其分子排列所決定。人們通過研究發(fā)現(xiàn)，給液晶充電會改變它的分子排列，進而造成光線的扭曲或折射。液晶顯示便是根據(jù)此原理來制成的。3第3頁，共21頁。25.1.2 LCD液晶顯示器結構及原理LCD液晶顯示器本身不發(fā)光，其通過調節(jié)光的亮度來達到顯示效果，這是一種被動顯示器。LCD主要利用液晶的扭曲-向列效應制成，這是一種電場效應。這里首先介紹LCD液晶顯示器的結構和原理，以及它的技術和工藝特點。這樣才能在選購時有的放矢，更加科學合理地使用和維護。液

4、晶是一種有機復合物，由長棒狀的分子構成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長軸大致平行。LCD大致有如下兩個結構和功能上的特點。4第4頁，共21頁。25.1.3 液晶顯示模塊的種類液晶顯示模塊是以LCD液晶屏為核心，配合一定的控制電路，以達到方便使用顯示組件的目的。根據(jù)LCD液晶屏可顯示內容的不同，液晶顯示模塊可以分為如下3種：1數(shù)顯液晶模塊2點陣字符液晶模塊3點陣圖形液晶模塊5第5頁，共21頁。25.1.4 液晶顯示模塊的優(yōu)點液晶顯示最主要的優(yōu)勢是可以顯示多行的漢字以及圖形。除了這一點外，使用液晶顯示模塊作為顯示設備還具有其他很多優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：體積小、重量輕。液晶顯示模塊通過顯示屏

5、上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器件要輕得多。功率消耗小。液晶顯示模塊的功耗主要消耗在其內部的電極和驅動芯片上。因而，對于相同的顯示面積，液晶顯示模塊的耗電量比其他顯示器件要小得多。顯示質量高。由于液晶顯示模塊每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，不像有些顯示設備需要不斷刷新亮點。因此，液晶顯示模塊話質高而不會閃爍，把眼睛疲勞降到了最低。無電磁輻射。液晶顯示模塊的先天特點決定了其沒有電磁輻射，這個優(yōu)點使得液晶電視和計算機的顯示器都得到廣泛推廣。簡單方便的數(shù)字式接口。液晶顯示模塊都是數(shù)字式的，和單片機的接口十分簡單，操縱也十分方便。應用范

6、圍廣。液晶顯示模塊特別是點陣圖形液晶模塊，可以顯示數(shù)字、字符、漢字和圖形等，可適用于各種場合。 6第6頁，共21頁。25.2 液晶顯示模塊控制接口液晶顯示模塊（LCM）一般都內置LCD驅動器，其采用控制指令集來進行顯示控制。這類LCM和單片機的接口比較簡單，控制比較容易，因此得到了廣泛的應用。一般來說，掌握一種液晶顯示模塊，便可以熟悉采用同類型驅動器的其他液晶顯示模塊的使用。這里重點介紹點陣圖形液晶模塊的使用，其可以顯示數(shù)字、字符、漢字和圖形等，功能比較全面。7第7頁，共21頁。25.2.1 LCD控制驅動器ST7920概述LCD控制驅動器主要用于控制液晶的顯示，市場上常見的有ST7920、K

7、S0066U、HD44780等。這里介紹廣泛使用的ST7920液晶控制驅動器。ST7920是臺灣矽創(chuàng)電子公司生產(chǎn)的中文圖形控制芯片，它是一種功能極強的液晶控制模塊，主要包括如下幾方面的功能：芯片內置1286412漢字圖形點陣的液晶顯示控制模塊，用于顯示漢字及圖形。芯片內置8192個中文漢字（1616點陣）。128個字符的ASCII字符庫（816點陣）。64256點陣顯示RAM（GDRAM）。芯片內部設計有2MB的中文字型CGROM和64256點陣的GDRAM繪圖區(qū)域，便于簡單、有效地顯示漢字和圖形。芯片提供有4組可編程控制的1616點陣造字空間。ST7920由32個普通驅動器（common）及

8、個段驅動器segment組成。芯片提供了4位并行、位并行、線串行以及線串行等多種接口方式，可以適應多種微處理器和單片機接口的需要。8第8頁，共21頁。25.2.2 ST7920功能說明ST7920包含有兩個型號，ST7920-BIG5內建BIG-5碼繁體中文字型庫，ST7920-GB內建GB簡體中文字型庫。這里以內建簡體中文字型庫的ST7920-GB為例，介紹其功能以及如何實現(xiàn)顯示字符、漢字和圖形等操作。1基本操作功能2忙標志（BF）3地址計數(shù)器（AC）4中文字型ROM（CGROM）及半寬字型ROM（HCGROM）5自定義字型RAM（CGRAM）6圖標RAM（IRAM）7顯示數(shù)據(jù)RAM（DDR

9、AM）8繪圖顯示RAM（GDRAM）9LCD驅動電路10游標/閃爍控制電路9第9頁，共21頁。25.2.3 ST7920基本指令集ST7920提供了11條基本指令，當RE=0時為基本指令集模式，分別介紹如下。1清除顯示指令2地址復位指令3進入設定點指令4顯示狀態(tài)開關指令5游標或顯示移位控制指令6功能設定指令7設定CGRAM地址指令8設定DDRAM地址指令9讀取忙標志（BF）和地址指令10寫數(shù)據(jù)到RAM指令11讀取RAM的值指令10第10頁，共21頁。25.2.4 ST7920擴充指令集ST7920擴充指令集提供了更高級的液晶顯示控制。當RE=1時，為擴充指令集模式，ST7920提供了7種擴充指

10、令，分別介紹如下所述。1待命模式指令2卷動地址或RAM地址選擇指令3反白選擇指令4睡眠模式指令5擴充功能設定指令6設定IRAM地址或卷動地址指令7設定繪圖RAM地址指令11第11頁，共21頁。25.2.5 ST7920的操作方式液晶控制驅動器ST7920提供了并行和串行兩類指令操作方式。其中，并行操作方式又可以分為8位并行操作方式和4位并行操作方式兩種。下面分別進行介紹。1并行操作方式2串行操作方式12第12頁，共21頁。25.2.6 圖形點陣式液晶顯示模塊市場上，圖形點陣式液晶顯示模塊有很多種。這里采用的液晶顯示模塊為北京寧和電子有限公司生產(chǎn)的NH12864M型LCM，如圖所示。13第13頁

11、，共21頁。25.2.7 圖形點陣式液晶讀寫子函數(shù)前面介紹了圖形點陣式液晶控制器的指令集、操作方式以及典型的液晶顯示模塊的引腳接口。這里按照8位并行接口操作方式來給出圖形點陣式液晶顯示模塊的操作子函數(shù)，以方便讀者調用。這里假定E為液晶顯示模塊的讀寫使能信號，R_W為液晶顯示模塊的讀寫選擇信號，RS為液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)/指令信號，D_I為液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)指令選擇信號。P1端口作為數(shù)據(jù)指令輸入端口。這些符號分別對應液晶顯示模塊的控制引腳，其將在下面的子函數(shù)中使用。1寫指令子函數(shù)2寫數(shù)據(jù)子函數(shù)3初始化子函數(shù)4基本指令集清屏子函數(shù)5寫漢字子函數(shù)6擴充指令集畫圖子函數(shù)7擴充指令集清屏子函數(shù)14第14頁

12、，共21頁。25.3 漢字及圖形顯示實例液晶顯示模塊在現(xiàn)代的電子設計中的應用越來越廣泛，特別是圖形點陣式液晶顯示模塊，其不僅可以顯示數(shù)字和字符，也可以用來顯示中文和圖形。這里采用NH12864M來介紹，如何使用液晶顯示模塊LCM來顯示漢字、圖形以及在任意位置顯示圖形。程序中使用了前面介紹的圖形點陣式液晶讀寫子函數(shù)。15第15頁，共21頁。25.3.1 電路設計這里采用Atmel公司的AT89S52單片機作為控制器，同樣也可以采用其他兼容的51系列單片機，例如AT89S51、8051、AT89C51等。整個電路的電路圖，如圖所示。16第16頁，共21頁。25.3.2 建立項目這里采用Keil C51語言編寫程序。具體操作步驟如下：17第17頁，共21頁。25.3.3 漢字顯示實例這里首先介紹如何使用液晶顯示模塊來顯示多行漢字以及字符。主程序的流程圖，如圖所示。18第18頁，共21頁。25.3.4 圖形顯示實例這里首先介紹如何使用液晶顯示模塊來顯示圖形。主程序的流程圖，如圖所示。19第19頁，共21頁。25.3.5 任意位置圖形顯示實例這里首先介紹如何使用液晶顯示模塊來在液晶屏的指定位置顯示圖形。主程序的流程圖，如圖所示。使用