摘   要: 介绍了EPSON EG7564C-RS点阵液晶和Motorola 16位单片机MC68HC16Z1的硬件连接电路以及在该液晶上的画点程序和图片显示程序。该程序可以在液晶任意位置上显示任意字符、图片,其设计方案可应用于各种选用点阵液晶显示的微型仪器的界面设计中。

　　关键词: MC68HC16Z1单片机  EG7564-RS点阵液晶  C语言

　　EG7564C-RS是一种高性能反射式点阵液晶(STN模式),具有体积小、单电源供电、超低功耗" title="超低功耗">超低功耗(1mA)等特点,非常适合作为微型仪器的显示器。但是,相对于大屏幕的有源液晶(TFT模式),其设计要困难一些。

　　本文以MOTOROLA 16位单片机MC68HC16Z1对EG7564C-RS液晶的控制为例,在介绍硬件电路的基础上,详细介绍了画点和图片显示程序,各程序都用C语言编写成函数的形式以方便调用。

1 EG7564C-RS液晶简介

　　EPSON EG7564C-RS为320×200(像素)黑白点阵液晶,其方框图参见图1^[1]。它共有18个I/O" title="I/O">I/O引脚,其功能参见表1。

　　EG7564C-RS液晶数据和屏幕的对应关系参见图2,它决定显示软件的编写。EG7564C-RS液晶支持20条指令,参见表2^[1]。其中主要指令的用法在软件设计" title="软件设计">软件设计中给出。

2 MC 68HC16Z1简介

　　MOTOROLA MC68HC16Z1是高速16位单片机,该单片机采用模块化结构,各个模块通过内部模块总线连结起来。它包括16位中央处理单元(CPU16)、系统集成模块(SIM)、8位或10位A/D" title="A/D">A/D转换器(ADC)、队列串行模块(QSM,含有队列串行外围接口QSPI和串行通信接口SCI)、通用定时器(GPT)和1024字节静态RAM(SRAM)。其方框图参见图3^[2]。

　　MC68HC16Z1的最大时钟速率为16.78MHz,锁相环(PLL)电路通过基准频率产生系统时钟" title="系统时钟">系统时钟,时钟源可采用晶体(标称频率为32.768kHz)或外部时钟信号。系统硬件和软件支持在操作期间改变时钟频率。由于MC68HC16Z1为全静态操作,所以改变时钟速率不影响寄存器和存储器的内容。

　　MC68HC16Z1采用高密度CMOS(HCMOS)工艺,功耗非常低。在使用中还可以采用低功耗停止指令(LPSTOP)使系统时钟停止运行,功耗达到最小。

3 硬件设计

　　MC68HC16Z1单片机和EG7564C-RS液晶的硬件连接电路示意图如图4所示。由于MC68HC16Z1用的是5V电源,而EG7564C-RS液晶用的是3.3V电源,所以在它们之间加了4050电平转换器,用于电平转换。

　　由前可知,MC68HC16Z1是16位数据线,而EG7564C-RS液晶是8位数据线。当MC68HC16Z1和8位外设通讯时,是高8位有效,所以将MC68HC16Z1的高8位与液晶的8位数据线相连。ADD0是MC68HC16Z1地址线的最低位,和液晶的A0相连。

4 软件设计

　　要在液晶上显示图片和字符,首先要能在液晶上画点。画点程序是图片和字符显示程序的基础。下面先介绍画点程序,然后介绍图片和字符显示程序。

　　本画点程序实现在(x,y)坐标处显示一黑点或去掉一黑点,其流程图如图5所示。要在液晶上显示一黑点,事实上就是将对应的数据字节的对应位设为“1”,而要去掉一黑点,就是将该位设为“0”。所以程序的重点是要找到(x,y)所对应的数据字节的列地址和页地址。

　　液晶的列地址有10位,由x值决定。将y除以8所得的商就是页地址。列地址的设置命令如表3所示。

　　由表3可知,在设置时,要求先送列地址的低5位,然后送列地址的高5位,每5位都是在一个字节的低5位上。所以,要将x值分解到DATA1和DATA2两个字节中。这可用如下语句实现:

　　DATA1=x&0x001f;/*DATA1中是列地址的低5位*/

　　DATA2=x>>5;/*DATA2中是列地址的高5位*/

　　字符实际上也是一种图片,所以字符和图片的显示程序是一样的。本图片显示程序将宽为width(像素)、高为height(像素)的图片显示在(x,y)处。其流程图如图6所示。

　　由于已经有了画点程序,要显示一图片,只要计算出图片的每一点在液晶屏幕上的坐标即可,而图片最左上角的点在屏幕上的坐标就是(x,y)。

　　本图片显示程序由于是基于画点程序,一个点一个点地显示出来的,显示速度较慢。如果采用一个字节一个字节地写,速度将快8倍,但不能在任意位置显示字符或图片,其起始y坐标只能是8的整数倍,在界面设计时,将不利于界面的整体规划和美观。

参考文献

1 SPECIFICATION TCM-A0902-9.SEIKO EPSON CORPORATION,1997

1 齐秋群,刚寒冰.16位单片机及其应用.北京：机械工业出版社,1995