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[资料] 基于8031单片机控制NGLS-12862液晶显示模块的软硬件设计
2019-6-6 05:00:20  158 液晶显示 LED 接口 单片机
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随着液晶显示技术的发展和仪表智能化程度的提高,人们对信息显示方式的要求也在不断提高,传统的数字显示已经不能表达复杂的信息。而液晶显示器(LCD)则以其重量轻、电压低、功耗小、显示内容丰富等优点逐渐在单片机控制的智能仪器仪表、工业控制等领域得到广泛应用。
矿用隔爆馈电开关是煤矿井下配电系统的关键设备,其性能好坏直接影响煤矿井下的生产安全和生产效率。目前大部分矿井馈电开关保护器的显示通常是发光二极管LED数字显示,并且大部分用灯来显示故障。
为了改进馈电开关的显示功能,利用单片机8031和液晶显示器设计了一种具有汉字显示功能的显示系统,该系统能够通过液晶显示器实时显示开关的工作参数(电压、电流等)、工作状态、供电线路的故障原因以及故障所发生的时间等,并且能对故障状态进行存储,大大方便了线路的维修。

1 系统的硬件构成
为了完成馈电开关的各种显示,采用8031单片机控制MGLS-12864液晶显示模块。馈电开关保护器要求显示开关的工作状态、工作参数(电压、电流、功率因数等)、故障原因、故障状态和瓦斯报警等。
1.1 点阵式液晶显示模块MGLS-12864
MGLS-12864是香港信利公司生产的点阵图形式液晶显示模块,点阵数为64行x128列,每屏可以显示4行×8个汉字(每汉字16×16点阵)。该显示模块有2片HD61202作为列驱动器和1片HD61203作为行驱动器,可显示64 K的点阵图形。其主要特点是能与80系列微处理器直接接口,可以进行图形、字符及图形和字符混合3种方式显示,并具有64 K的内部存储器。显示屏共分8页,显示数据格式及显示屏的页、行和列的分布情况如表1所示。


该表结合时序图对于理解HD61202液晶控制器的七种显示指令很有帮助。这七种指令的功能如表2所示,HD61202的读写时序图如图1所示。


1.2 硬件接口
8031单片机与液晶显示模块MGLS-12864有2种连接方式:直接访问方式、间接控制方式。本设计采用间接控制方式.系统硬件接口图如图2所示。


在图2中,根据图1读写时序要求,8031的P1.2作为液晶显示模块的RS控制信号决定单片机是进行数据选择还是进行指令选择,RS=1,数据操作;RS=0,写指令或读状态操作;P1.3接R/W选择信号,决定单片机对显示模块是进行读选通还是写选通;P1.4接使能信号E决定数据是被锁存写入还是被读出:P1.1和P1.0接CS1和CS2根据写入的数据决定片选:P0端口接MGLS-12864的DB0~DB7用于二者之间的数据传送;通过上位机和8031的串口通讯方式将开关的实时数据和状态等送给显示系统进行显示。

2 系统的软件设计
系统程序主要由主程序、子程序和中断服务程序组成。主程序流程图如图3所示。在主程序中,首先判断显示控制器HD61202是否处于“忙”状态,若不忙先送关显示指令关闭所有显示,接着仍判断“忙”状态,若不忙送开显示指令,为显示做准备,然后调清全屏子程序、汉字显示子程序,最后根据内容需要调清单个字子程序。汉字显示子程序如图4所示。在初始化中首先设定几个参数:显示的是第几个字、页地址、所在列地址Firstcolum。接着根据输入的列进行片选,左右屏汉字显示程序一样,都是先调写指令子程序然后调写程序子程序。依次循环写入,最后判断这个字是否写完。其他子程序如:初始化子程序、写指令子程序、写数据子程序、清显示子程序,篇幅有限从略。在汉字显示子程序中,首先读取的是前16个字节为上半部16x8点阵字模数据,后读取的是后16字节,为下半部16x8点阵字模数据。



3 调试中遇到的问题
1)由于MGLS-12864液晶显示模块没有字符库,首先对要显示的汉字、数字、字母等通过字模提取软件——zimo0221取模,将取模方式设成C51方式可得到一个汉字的16x16的点阵数据。
2)在NGLS-12864中,2片HD61202的ADC均接高电平,RST也接高电平,这样在使用NGLS-12864时就不必考虑这两个引脚的作用。
3)RAM中的每一个字节(8位)对应LCD屏上一行中的一列,一个字节中的一位对应LCD屏上一个点(“0”为灭“1”为亮),在清除一列时,在要被清除的列的位置写入“00H”,用此方法可以清除屏上的一个区域或全屏。
4)实验中满足时序是非常重要的,如果时序错误就不能进行正常显示。

4 结束语
本文介绍利用8031单片机控制NGLS-12862液晶显示模块的软硬件设计。通过实践,显示系统完成了汉字、数字和字母的显示以及光标闪烁和实时数据显示等功能。这个设计不仅能用于煤矿井下馈电开关智能综合保护器显示,还可用于智能化仪器仪表等需要显示的场合。
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