4 　軟件系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)

　　4. 1 　操作YD2502 的程序設(shè)計

　　YD2502 的指令碼格式如下：

　　其中： CA1 ,CA0 組合功能為內(nèi)部寄存器通道的選擇，功能如下：

　　DISP :顯示控制位。

　　當(dāng)DISP 設(shè)置為“1”時，液晶顯示模塊為開顯示狀態(tài)。

　　當(dāng)DISP 設(shè)置為“0”時，液晶顯示模塊為關(guān)顯示狀態(tài)。

　　X:表示未用位，可設(shè)為“0”。

　　ATmega128 訪問外部存儲器的軟件設(shè)計步驟是：先用extern 聲明一個外部變量，再用map2ping_init 函數(shù)(外部存儲地址分配函數(shù)) 分配給此變量一個外部存儲地址(因A Tmega128 內(nèi)部有4 kB 的SRAM 所以外部存儲地址范圍為1000H～0FFFFH) ,那么對該變量的操作就實現(xiàn)了CPU 對相應(yīng)地址的外部存儲空間的訪問。

　　根據(jù)此步驟，對YD2502 寫指令和寫數(shù)據(jù)的具體函數(shù)如下：

　　extern unsigned char LCD_DA TA ;

　　void 　mapping_init (void) {

　　asm(“。 area memory (abs) n”

　　“。 org 0x4000n ”　　/ / 分配給LCD_DA TA 的地址為4000H

　　“ _LCD_DA TA : : . blkb 1\ n”/ / 存儲空間為1

　　“。 text/ n”) ;}

　　寫指令函數(shù)如下：

　　void 　LCD_writeinstr (unsigned char data) {

　　PORTD & = 0xFC ; 　　　/ / 置/ CS 為低電平，并且置RS 為低電平，處于寫指令狀態(tài)

　　LCD_DA TA = data ; / / 送數(shù)據(jù)

　　PORTD | = 0x03 ;} / / 置/ CS 和RS為高電平

　　寫數(shù)據(jù)函數(shù)如下：

　　void 　LCD_writedata (unsigned char data) {

　　PORTD & = 0xFE ; 　　/ / 置/ CS 為低，并且置RS 為高電平，處于寫數(shù)據(jù)狀態(tài)

　　LCD_DA TA = data ; / / 送數(shù)據(jù)

　　PORTD | = 0x01 ;} / / 置/ CS 為高電平除了上面兩個基本的函數(shù)外，對YD2502 最基本的操作是往VRAM 里寫數(shù)據(jù)，根據(jù)上面給出的指令碼，具體函數(shù)如下：

　　# define 　HREG 　　0x09 　/ / 顯示地址高8 位寄存器指令

　　# define 　L REG 0x08 / / 顯示地址低8 位寄存器指令

　　# define 　DA TARW 0x0A / / 顯示數(shù)據(jù)讀寫通道指令

　　void 　LCD_filldata ( unsigned int address ,

　　unsigned char data) {

　　unsigned char addrh ,addrl ;

　　addrh = (char) (address > > 8) ; 　/ / 取內(nèi)存地址的高8 位數(shù)據(jù)

　　addrl = (char) (address &0xFF) ; 　/ / 取內(nèi)存地址的低8 位數(shù)據(jù)

　　LCD_writeinst r ( HREG) ; 　/ / 送顯示地址高8 位寄存器指令

　　LCD_writedata (addrh) ; 　/ / 送內(nèi)存地址的高8 位數(shù)據(jù)

　　LCD_writeinst r (L REG) ; 　/ / 送顯示地址低8 位寄存器指令

　　LCD_writedata (addrl) ; 　/ / 送內(nèi)存地址的低8 位數(shù)據(jù)

　　LCD_writeinst r (DA TARW) ; 　/ / 送顯示數(shù)據(jù)讀寫通道指令

　　LCD_writedata (data) ;} 　/ / 送數(shù)據(jù)

　　4. 2 　畫點(diǎn)函數(shù)的實現(xiàn)

　　要在液晶上實現(xiàn)顯示字符和畫圖等功能，在屏幕上顯示一個點(diǎn)是實現(xiàn)這些功能的基礎(chǔ)。畫點(diǎn)函數(shù)實現(xiàn)的步驟是：首先確定該點(diǎn)對應(yīng)的VRAM中的內(nèi)存位置，找到該點(diǎn)具體對應(yīng)的數(shù)據(jù)位，填充顯示顏色的數(shù)據(jù)，該點(diǎn)就按對應(yīng)的顏色顯示出來了。

　　4. 2. 1 　顯示內(nèi)存與屏幕點(diǎn)陣的對應(yīng)關(guān)系

　　YD2502 屏幕點(diǎn)陣為320 ×240 ,每一個點(diǎn)對應(yīng)3 個像素(RGB) ,屏幕上8 個點(diǎn)對應(yīng)內(nèi)存3 個字節(jié)，一行對應(yīng)320/ 8 ×3 = 120 個字節(jié)，其對應(yīng)關(guān)系如下：

　　其中R ,G,B 表示紅、綠、藍(lán)三原色，D7～D0 表示對應(yīng)的數(shù)據(jù)位。

　　對于屏幕上坐標(biāo)為( X , Y) 的點(diǎn)，其對應(yīng)內(nèi)存地址的計算方法為：

　　當(dāng)Y = 0 時　　SRAM = 0EFH ×100H +[ IN T( X/ 8) ] ×3

　　當(dāng)Y > 0 時　　SRAM = ( Y - 1) ×100H +[ IN T( X/ 8) ] ×3

　　通過( X/ 8) 的余數(shù)得出具體的內(nèi)存位置：

　　當(dāng)余數(shù)為0 　則　RAM = SRAM 　[ 1110 ,0000 ]

　　當(dāng)余數(shù)為1 　則　RAM = SRAM 　[ 0001 ,1100 ]

　　當(dāng)余數(shù)為2 　則　RAM1 = SRAM 　[ 0000 ,0011 ]

　　RAM2 = SRAM + 1[1000 ,0000 ]

　　當(dāng)余數(shù)為3 　則　RAM = SRAM + 1[0111 ,0000 ]

　　當(dāng)余數(shù)為4 　則　RAM = SRAM + 1[0000 ,1110 ]

　　當(dāng)余數(shù)為5 　則　RAM1 = SRAM + 1[0000 ,0001 ]

　　RAM2 = SRAM + 2[1100 ,0000 ]

　　當(dāng)余數(shù)為6 　則　RAM = SRAM + 2[0011 ,1000 ]

　　當(dāng)余數(shù)為7 　則　RAM = SRAM + 2[0000 ,0111 ]

　　其中[ ]內(nèi)為“1”的位表示應(yīng)該填充顏色的位置， SRAM 表示該點(diǎn)對應(yīng)的基礎(chǔ)地址， RAM、RAM1 和RAM2 表示該點(diǎn)對應(yīng)的實際內(nèi)存地址。

　　當(dāng)數(shù)據(jù)位為“1”時，對應(yīng)色點(diǎn)為亮;為“0”時，對應(yīng)色點(diǎn)為暗。通過RGB 三原色組合而得到的8 種顏色代碼如下：

　　例1 :若X 、Y 坐標(biāo)為(7 ,0)

　　SRAM = 0EFH ×100H + 0 = 0EF00H

　　余數(shù)為7 ,則　RAM = 0EF00H + 2 = 0EF02H

　　若此點(diǎn)為紅色，則送入0EF02H 內(nèi)存單元里的數(shù)據(jù)為[ 0EF02H] &11111000B + 00000100B

　　例2 :若X 、Y 坐標(biāo)為(15 ,5)

　　SRAM = (5 - 1) ×100H + 1 ×3 = 403H

　　余數(shù)為5 ,則　RAM1 = 403H + 1 = 404H

　　RAM2 = 403H + 2 = 405H

　　若此點(diǎn)為白色，則送入這兩個單元的數(shù)據(jù)為

　　[ 404H] &11111110B + 00000001B

　　[ 405H] &00111111B + 11000000B[!--empirenews.page--]

　　4. 2. 2 　畫點(diǎn)函數(shù)的具體實現(xiàn)

　　從例1 和例2 可以看出，要只顯示一個色點(diǎn)，就必須知道該點(diǎn)對應(yīng)的內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，而前面提到過內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是不能讀出的，所以要將寫入內(nèi)存中的數(shù)據(jù)先保存起來，即在向YD2502 的顯示緩沖區(qū)里寫數(shù)據(jù)之前， 應(yīng)先將此數(shù)據(jù)寫入61LV5128 。若在坐標(biāo)( X , Y) 處畫顏色為color 的點(diǎn)，其具體函數(shù)如下：

　　void 　LCD_ disppixel ( unsigned int X , unsigned int Y ,unsigned char color) {

　　unsigned int address ;

　　unsigned char data ;

　　address = LCD_pixeladdr ( X , Y) ;

　　/ / 計算該點(diǎn)對應(yīng)的內(nèi)存地址

　　switch ( X %8) {

　　case 0 : data = read _ exram ( ad2

　　dress) ; / / 讀取相應(yīng)SRAM 中的數(shù)據(jù)

　　data & = 0x1F; / / [1110 ,

　　0000]保存其他點(diǎn)的數(shù)據(jù)

　　data | = (color < < 5) ;

　　/ / 填充相應(yīng)的顏色

　　write _ exram ( data , ad2

　　dress) ; / / 把修改好的數(shù)據(jù)寫回到SRAM

　　LCD_filldata (address ,da2

　　ta) ; / / 把數(shù)據(jù)寫到液晶顯示緩沖區(qū)

　　break ;

　　……

　　case 7 : …; break ;}}

　　以上只給出了余數(shù)是0 的情況，其他的情況可依此類推。計算內(nèi)存地址的LCD_pixeladdr 函數(shù)可根據(jù)給出的內(nèi)存地址計算方法編寫，讀寫61LV5128 的read_exram 函數(shù)和write_exram 函數(shù)可根據(jù)具體的硬件設(shè)計編寫，這里不再給出。

　　4. 3 　顯示漢字和其他功能的實現(xiàn)

　　在屏幕上顯示16 ×16 點(diǎn)陣漢字的基本步驟是：首先取得該漢字的32 個字節(jié)的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，再確定屏幕上顯示的位置，利用畫點(diǎn)函數(shù)即可顯示該漢字。因本模塊使用了硬件漢字庫技術(shù)，所以漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)是從漢字庫中獲取的。

　　在計算機(jī)漢字系統(tǒng)中，漢字是用機(jī)內(nèi)碼的形式存儲的，將漢字機(jī)內(nèi)碼減去0A0A0H 就得到該漢字的區(qū)位碼，通過區(qū)位碼就可以找到該漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)在漢字庫中的位置。例如：漢字“中”的機(jī)內(nèi)碼是十六進(jìn)制的“D6D0”，其中前兩位“D6”表示機(jī)內(nèi)碼的區(qū)碼，后兩位“D0”表示機(jī)內(nèi)碼的位碼。所以“中”的區(qū)位碼為0D6D0H - 0A0A0H =3630H ,將區(qū)碼和位碼分別轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制，得漢字“中”的區(qū)位碼為“5448”。即“中”的點(diǎn)陣位于第54區(qū)的第48 個字的位置，在文件HZK16 中的位置為第32 ×[(54 - 1)×94 + (48 - 1)] = 160928D以后的32 個字節(jié)為“中”的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，用SUPER2PRO25 編程器讀入文件HZK16 后利用其編輯功能中的緩沖區(qū)編輯查找到274A0H (160928D 的十六進(jìn)制表示) 開始的32 個字節(jié)： 01H , 00H ,01H , 00H , 01H , 04H , 7FH , FEH , 41H , 04H ,41H , 04H , 41H , 04H , 41H , 04H , 7FH , FCH ,41H , 04H , 01H , 00H , 01H , 00H , 01H , 00H ,01H ,00H ,01H ,00H ,01H ,00H。這些數(shù)據(jù)與其點(diǎn)陣圖形的對應(yīng)關(guān)系如圖4 所示，圖中黑色方格表示二進(jìn)制位“1”，即對應(yīng)該顯示的點(diǎn)，白色方格表示二進(jìn)制位“0”，即不該顯示的點(diǎn)。因此要在液晶屏幕上顯示16 ×16 點(diǎn)陣的漢字，首先應(yīng)找到該漢字在硬件漢字庫中的位置，取出其后的32 個字節(jié)數(shù)據(jù)。取這32 個字節(jié)數(shù)據(jù)的函數(shù)如下：

　　圖4 　漢字“中”的點(diǎn)陣圖形

　　unsigned 　char 　chinese[ ] [ 2 ] = {“中”“， 國”} ;

　　unsigned 　char 　buffer [32 ] ;

　　void 　LCD_ readdata ( unsigned char num2

　　ber) {

　　unsigned 　char 　temp1 ,temp2 , k ;

　　unsigned 　long 　address , i ;

　　temp1 = chinese 　[ number ] [ 0 ] - 0xA0 ;/ / 把機(jī)內(nèi)碼轉(zhuǎn)換成區(qū)位碼

　　temp2 = chinese 　[ number ] [ 1 ] - 0xA0 ;

　　address = 32 3 ( ( (long) temp1 - 1) 3 94 +( (long) temp2 - 1) ) ; 　/ / 計算該漢字在漢字庫中的首地址

　　k = 0 ;

　　for ( i = address ; i < address + 32 ; i + + ) {

　　data = read_exrom( i) ;

　　buffer [ k ] = data ;

　　k + + ; }}

　　讀A T29C040A 的read_exrom 函數(shù)可根據(jù)硬件設(shè)計編寫，這里不再給出。

　　取得這32 個字節(jié)數(shù)據(jù)后，下面的程序設(shè)計就比較容易了，這里只給出程序流程(如圖5 所示) ,具體函數(shù)可根據(jù)此流程編寫。其中( X , Y) 是該漢字顯示的起始點(diǎn)， color 是該漢字的顯示顏色，number 是該漢字在chinese 數(shù)組中的位置。顯示英文和數(shù)字的函數(shù)可根據(jù)顯示漢字的函數(shù)稍加改造后即可得到，這里不再詳細(xì)分析。

　　圖5 　顯示一個漢字程序流程圖

　　在本模塊中也實現(xiàn)了在屏幕上畫斜線、圓等功能，其具體實現(xiàn)過程就是在畫點(diǎn)函數(shù)的基礎(chǔ)上通過相應(yīng)的算法來編寫這些函數(shù)。畫線和畫圓算法比較多，在這里畫線算法采用的是整數(shù)數(shù)字微分分析法，畫圓算法采用的是貝森海姆算法。

　　鑒于篇幅所限，這里不再具體分析。由于YD2502是點(diǎn)陣式液晶顯示器， 還可以通過移植嵌入式GUI(如μC/ GUI) 軟件，使其顯示多種曲線，各種窗口對象，如按鈕、編輯框、滑動條等更加豐富靈活的圖形界面。

　　5 　結(jié)語

　　以上程序均在ICCAVR 編譯器里調(diào)試通過，實現(xiàn)了在液晶屏幕上正常顯示各種顏色的漢字、英文、數(shù)字及簡單的圖形功能。在筆者參與開發(fā)的油田探測爆炸機(jī)設(shè)備中，采用了本液晶模塊，達(dá)到了顯示穩(wěn)定，顯示色彩豐富，人機(jī)界面友好的較理想的顯示效果。