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LCD 的C语言驱动程序

学习LCD编程的起步

                                                                                                                      有疑问请去留言板留言



之所以产生写这个东西的想法，是因为趁着寒假这段时间看了看学习板的源程序，在看lcd的时候很不顺利，花了五个晚上才看完（白天偷懒了^_^！，毕竟在春节嘛）。联想起还有很多水平和我差不多甚至可能还低一点的菜鸟，就觉得有义务把五个晚上的学习心得写出来，顺便也给自己整理整理思路，嘿嘿。

这个心得是针对学习板上的lcd 驱动芯片SSD181X系列写的，当然思想应该是相通的。其实是我没有用过其他系列lcd（众人呕吐ing……）。

首先你要去网上下载一个SSD181X系列的PDF文件，这种文件网上到处都是，偶就不多说了。刚开始需要借用51论坛电子白菜大虾的文章作为总领，因为偶比较懒，不想写这么多拉～～～（不要飞鸡蛋……）当然还是有部分内容增加的拉。

我介绍的这个是MOTO的手机屏，大小为96*54（96列54行）。不过这个小小的LCD屏也是很不错的。对比度可调，而且还有背光：）具体驱动器是：SSD1815，是黑白点阵驱动芯片，最多支持132个SEG和64个COM，还有一个ICON（功能设置）行。说起SEG，COM，也许很多人没接触过，其实玻璃屏的LCD都是使用SEG，COM的扫描来驱动的，为使需要点亮的内容呈显示状态，须将交流驱动电压加在LCD的段电极与公共电极之间。原理涉及物理化学问题，这里就不多说，只打个比喻：一个‘井’字，是两行两列组成的，共有四个交点，其实就好比是2个SEG，2个COM，要驱动一个固定的点，要相应的一条COM和一条SEG都有效如果要几个点亮，几个点灭，就需要用到扫描的原理，还记得行列键盘的原理吗？其实它的驱动原理就差不多了：）
    上面说的它支持132个SEG，64个COM，所以它支持最多132*64个点的LCD。但实际上如果我们的LCD没有那么多个点话，就需要在上电的时候对1815进行初始化，指定COM和SEG的数目，还有BIAS数，说到BIAS，唉，又是个专业问题了，LCD的驱动波形由几级电平组成，为防止对比度不均匀，在不点亮象素对应的电极上仍加有一定电压，这对降低点亮象素产生 的交叉干扰和防止对比度不均匀很重要。LCD中非点亮象素（非选点）的电压有效值与点亮象素（选择点）电压有效值之比（1/n）称为偏压比。确实比较难以理解，你可以这样看：BIAS是电平强度，和COM有关的东西。以上这些都要在LCD上电的时候初始化好，才能正确地显示图文。
    1815还自带显示RAM，英文是Graphic Display Data Ram就是图象显示数据存储器，简称GDRAM。对于现在很多现成的LCM屏来说，控制芯片都带有了GDRAM的，大小就和他的最大显示点数相当。

我估计你看到现在还是一头雾水，呵呵，没关系，当初我看的时候也是一头雾水，看到后面你就会明白他们的原理了。
    接着是1815的接口问题了，它支持8080，6800，I2C总线。8080，就是和我们51一样的总线，有CS，WR，RD，然后是数据地址线；6800又叫摩托罗拉总线，有R/W，E，然后是地址数据线；I2C总线，呵呵，当然就是I2C总线咯，还用说么？

由于这个是摩托罗拉的LCD屏，出厂的时候已经配置为6800总线了，所以我们不能用正常的51总线来驱动，但实际上6800是可以兼容8080总线的，先等我介绍下这个总线吧：
    R/W脚：读写脚，为1的时候是读，0的时候是写。
    E脚：使能脚，功能如同51总线的CS，也是低有效的，但数据D0-D7在高的时候锁存。
    D/C脚，这个是数据，命令选择脚，1的时候代表总线传输的是数据（不论是读还是写），0的时候代表总线传输命令（不论是读还是写）。
    D0-D7：理所当然的数据脚咯。

驱动原理很简单，在E为低的时候对R/W脚输入读写信号，读就是1，写就是0；然后选择你读写的是数据还是命令，D/C脚1为数据，0为命令；最后就是数据脚的数据了。
    以上原理，用单片机IO做是很简单的事情，不过使用IO的缺点就是不能复用，浪费了很多的资源，所以在学习板上是使用总线驱动LCD的。之前说了，某些6800总线是可以用8080总线模拟的，而这个LCD就是可以使用8080总线的了。

6800总线读写控制只需要1只脚R/W，1为读0为写，而8080总线是两只脚RD，WR，其中的某个脚为低就对应响应功能。根据这个逻辑关系，我们很容易就猜想到为什么6800的R/W脚可以直接接上8080的WR了。

这些都是垫场的开场白拉。接下来我就以丁丁编写的1815的使用程序，来介绍使用1815驱动lcd的详细步骤。



为了让大家能够理解清楚，我绝对按照分段的形式，一段一段解释。当然由于本菜鸟水平有限，如果解释错误还请大家不吝赐教。开始的程序我会讲的很细，后面的我就讲个大概了，只要理解了这个过程就不难了。

注意哦，这个程序是来自"51单片机世界"，作者版主丁丁（聂小猛），未经允许，不得抄袭作为商业用途。



/*****************************************

#define uchar unsigned char

#define uint  unsigned int

#define ulong unsigned long

#include 

#include 

#include "study.h"



#define LCMD       XBYTE[0xAf00]           // 液晶数据口

#define LCMC       XBYTE[0xAb00]           // 液晶命令口

#define  LCD_DOT_X 98 // lcd 的宽点数

#define  LCD_DOT_Y 54 //lcd 的高点数

#define LCD_MAX_X 11 //每行字符， ( LCD_MAX_X +1 ) * 8 点

#define LCD_MAX_Y 5 //共多少行，（ LCD_MAX_Y +1 ） * 8  点

********************************************/



如果你写过单片机程序，就会知道任何程序的初始化阶段都是这么些步骤，定义再定义，最后是某些功能的初始化函数。这些就是刚开始的声明定义过程。前面的几个define，include我就不多说了，如果你连这个都看不懂，只能先去补习补习c语言了。

#define LCMD       XBYTE[0xAf00]和#define LCMC XBYTE[0xAb00]两句是用来定义外部总线接口地址的。0xAf00用来传递数据，0xAb00用来传递命令，之前说过，是传输命令还是数据主要是取决于A10的，上面两个地址对应的A10其实就是0xaf00->A10=1，0xab00->A10=0。照电子白菜大虾的话说，地址的取值只要确保在A000~AFFF 之间就可以了，所以以下定义一样能正确驱动LCD：
    #define LCMD XBYTE[0xA400] // 液晶数据口
    #define LCMC XBYTE[0xA000] // 液晶命令口
    虽然地址不同了，但对A10的作用依然不变。

接下来的两句则是用LCD_DOT_X来表示lcd 的宽点数，LCD_DOT_Y表示高点数。想象坐标轴，呵呵，是不是好理解了？这就说明我们现在用的lcd是LCD_DOT_X宽LCD_DOT_Y高的。

最后两句则是告诉我们，这个lcd可以显示5行，每行11个字符。这些参数都是可以根据lcd不同而变化的。



/*****************************************

struct cursortype

{

   uchar x;

   uchar y;

};

struct cursortype cursor;



void wridata(uchar ch)

{



       LCMD=ch;

}

void wricmd(uchar ch)

{



       LCMC=ch;

}

*****************************************/



这几句也都属于初始化步骤。首先struct cursortype这个结构体是用来定义光标的，光标在屏幕上当然可以用x和y两个值表示，这样我们到时候用cursor.x或者 cursor.y确定光标位置就方便多了。

Wridata和 wricmd两个函数则是写数据和写命令功能。仔细看，LCMD就是液晶数据口，LCMC就是液晶命令口，我们对他们进行的操作实际上就是对0xAf00或0xA000地址进行操作。例如我们用wridata(0x33)，也就是说我们把0x33这个数据通过0xAf00这个外部总线接口地址送到SSD181X中。由于是0xAf00的地址，A10必然为1，控制器就知道此时你要传递的是数据拉～怎么样?很方便吧。



void light(uchar n)

{

       LCMC=0x81;

       LCMC=n;

}



把这个程序单独列出来是因为想讲讲程序如何传递能够作用的有效参数。首先这是一个调节lcd亮度（其实更加严格得说是对比度）的函数。我们看到他用的LCMC，说明此时我们是发送程序给lcd，让他知道我们要调整亮度了。那么究竟传递什么东西，控制器才能知道我们的意图呢？不用担心，pdf上会告诉你按什么格式发送指令给控制器才有效。这是SSD181X pdf上面的格式之一：


为了方便我只截取其中一个功能设置来进行说明。最左边的数字表示你发送的命令必须是这样的格式，中间的英文表示该格式命令所起的作用，右边的文字表示这些XXXX，也就是不确定数字的值该如何选取才能获得我们想要的效果。

就以这个方框为例吧，首先我们看中间这个小方框，它告诉我们这条指令的作用是设置对比度寄存器，也就是说我们可以通过对该寄存器的修改来实现调节对比度得调整。那么具体如何调整呢？我们再来看看最左边的方框，这个内容告诉我们，我们需要用LCMC发送两个字节数据，其中一个字节是固定的10000001就是0x81，第二个字节则是自己决定。怎么决定呢？再看看第三个小方框吧。如果你e文好，马上就能看懂它的意思。如果你e文不好……嘿嘿，建议金山词霸！（倒，谁扔的香蕉皮????!）

这里的意思就是说，对比度分为64个等级，这样XXXXXX6位二进制数就可以表示完，那么我们需要用哪个等级就设置哪个数，比如现在我们需要等级n的对比度，因此程序中出现了LCMC=n。这个n哪里来的？void light(uchar n)，嘿嘿，主函数传递进来的。

呵呵，现在明白命令是怎么传送的了吧？一会儿还有例子，如果不明白不要慌张。 

/*****************************************

void cls(uchar ch)

{

       uchar i,j;



       for(j=0x0;j

       {

              

              wricmd(0xb0+j);//set page   //1011xxxx 

              wricmd(0x10);//set column msb

              wricmd(0x0);//set column lsb

              wricmd(0xe0);//set modify-read mode

              for(i=0;i<98;i++)

              {

                     

                     wridata(0x00);  //填满0即清屏

        }

              wricmd(0xee);//reset modify-read mode

       }

}

*****************************************/



这里就开始进入实质性的编程部分了。这是一个清屏函数，传递的参数ch＝9就表示连带ICON一起清除，如果ch＝8则表示不清除ICON。这里的ch实质上表示GDDRAM中的page页面值。

这里有点难以理解。先看看GDDRAM是怎么构成的。


这是pdf中关于GDDRAM地址分布图的说明，我们可以从这里清晰看到page的概念：一个page实际上是一个拥有8个高点的行，64点高的屏幕就有8个page，每个page的宽度都是和整个RAM宽度是一样的。从pdf的最开始我们就可以看到1815的特性是132×64＋1 icon line，也就是说高为64，换算过来就是8个page。而GDDRAM的数据分布图与lcd实际的数据显示图是完全一致的，实际上lcd的显示的就是GDDRAM的映射。因此我们清屏的目的就是为了清除GDDRAM中的值。因此从for(j=0x0;j语句中我们得知，循环次数是由ch决定的。如果ch＝8，那么循环8次，就只能清除这8个page（页面）。只有ch＝9，才能清除最后的那一个1 icon line。


好，我们接着往下看。进入循环之后，程序要做的事就是一个page一个page得清除信息。首先wricmd(0xb0+j)，翻翻pdf，找到相关信息：


这下知道了，这个语句的意思就是选择要进行读写操作的页面。因为总共只有8个页面，所以4个不确定位就够拉。这也就是wricmd() 的参数是“0xb0+j”的原因：page数只由j，也就是ch控制。

接下来两句wricmd(0x10)和wricmd(0x0)，我们同样可以通过pdf的信息得知，作用时用来设置列的低地址和列的高地址。参数高四位为0001的表示设置高地址，0000的表示设置低地址。默认情况下高低地址均为0X0000。

接下来就是设置工作模式wricmd(0xe0)。这个语句的作用是set read-modify-read mode，就是设置成读－改－写模式。？？？？？？？？？？？



最后把本次循环我们选择的page填0，也就达到了请零的目的。需要注意的是I的范围是0－97，为什么？因为我们现在举例用的lcd宽点数只有98。wridata(0x00)的作用是把某一列写入0。没想到吧？呵呵，因为液晶上一个字节的显示是竖的一排排的，存储在GDDRAM中当然也是竖着拉～也就是一列代表一个字节8位^_^。

刚才我们把工作模式设置为读－改－写，现在当然要结束这个模式拉，这就是wricmd(0xee)这个语句所起的作用。

最后继续循环。Cls的工作就完成了～





/*****************************************