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[導(dǎo)讀]在許多使用單片機控制的場合,為改善人機界面,經(jīng)常要使用液晶顯示器顯示控制機構(gòu)的工作狀態(tài)及各種參數(shù)信息以供操作人員作出決策,由于液晶顯示器是一個低速器件,加上它對接口的要求比較特殊,使得單片機對它的控制

在許多使用單片機控制的場合,為改善人機界面,經(jīng)常要使用液晶顯示器顯示控制機構(gòu)的工作狀態(tài)及各種參數(shù)信息以供操作人員作出決策,由于液晶顯示器是一個低速器件,加上它對接口的要求比較特殊,使得單片機對它的控制變得較為煩瑣,從而占用了許多機器時間。在我們研制的數(shù)字錄音機中使用了一塊16×2的字符型液晶顯示器,由于單片機不斷地更新液晶顯示器上的顯示信息,同時又要處理語音數(shù)據(jù),所以節(jié)約機器時間顯得尤為重要,為此我們采用以端口地址來區(qū)分命令的方法,成倍地節(jié)約了單片機對液晶操作的時間。

1. 硬件接口原理

在筆者所設(shè)計的系統(tǒng)中使用的16×2字符型液晶顯示器為南京國顯電子公司生產(chǎn),它與8031單片機的典型連接電路如圖1所示,模塊引腳功能如表1所列,此液晶顯示器的連接電路與一般接口電路的不同之處在于:對液晶的操作是在加到讀寫選擇引腳R/W及指令數(shù)據(jù)選擇引腳RS上的兩信號穩(wěn)定tAS (tAS>140ns)時間后,在片選信號E上再施加一個正向脈沖信號,在這一脈沖下降沿的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù),而一般接口電路是片選信號在整個操作過程中均有效。液晶顯示器的讀寫時序如圖2所示。

在圖1所示的典型電路中,按圖2的時序要求對液晶顯示器進行寫操作時,首先要在P2.5、P2.6送出一個狀態(tài)指示信號,表明將要進行的操作,然后在 P1口上送出所寫的數(shù)據(jù)(命令),然后使P2.7變高、再變低,這樣共需4條指令和4個指令周期。為節(jié)約時間,我們用了地址區(qū)分狀態(tài)的方法,具體電路見圖 3。

采用圖3電路時,其寄存器的選擇功能如表2所列。

為確定圖3所示電路是否能滿足液晶顯示器的時序要求,我們需進一步分析由 8051的讀寫時序而產(chǎn)生的RS、R/W、E信號的時間關(guān)系。圖4為其時序圖,從圖中可以看出:寫操作的時序及由此而產(chǎn)生RS、R/W、E及數(shù)據(jù)的時間關(guān)系(8051工作頻率為12MHz,故一個時鐘周期約為83ns)為:

地址建立時間tAS=4T(約332ns);允許脈沖寬度PWEH=6T(約498ns);

地址保持時間tAH=2T(約166ns);

數(shù)據(jù)建立時間tDSW=7T(約580ns);

而液晶顯示器要求tAS≥140ns,PWEH≥450ns,tAH≥10ns,tDSW≥195ns,因此均可滿足要求。

對讀周期的分析也可以得到同樣的結(jié)論,采用該改進電路后,對液晶的任何操作都可用一條MOVX指令完成,在此電路中ADDRESS=0000H表示寫指令寄存器;ADDRESS=08XXH表示讀忙標(biāo)志和地址計數(shù)器;ADDRESS=04XXH表示寫數(shù)據(jù)寄存器;ADDRESS=0CXXH表示讀數(shù)據(jù)寄存器。因此指令的執(zhí)行時間是2個機器周期,比圖1電路節(jié)約了一半的時間,當(dāng)對液晶顯示器的操作比較頻繁時,節(jié)約的時間是相當(dāng)可觀的。

2.軟件示例程序?qū)Ρ?/p>

2.1 典型應(yīng)用程序
  采用典型應(yīng)用電路(圖1)的“寫命令”程序如下:
  mov p1,#command ;將命令內(nèi)容準(zhǔn)備好
  setb p2.5
  clr p2.6 ?。婚_始發(fā)送
  setb p2.7
  clr p2.7
  setb p2.6  ;發(fā)送完畢
  …

共需4個機器周期

2.2 改進應(yīng)用程序

采用改進應(yīng)用電路(圖3)的“寫命令”程序如下:
  commamd- wr equ #0000h
  …
  mov dptr,command-wr??;#0000 表示將執(zhí)行“命令寫”操作
  mov a,#command ?。粚⒚顑?nèi)容準(zhǔn)備好
  movx @dptr,a    ;發(fā)送命令

只需一條movx指令,2個機器周期

 

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