大屏幕偽彩LCD在饋線故障定位裝置中的應(yīng)用

1 引言
圖形點陣液晶顯示模塊具有顯示信息豐富、功耗低、體積小、重量輕、壽命長、不產(chǎn)生電磁輻射污染等優(yōu)點，是單片機系統(tǒng)中理想的顯示器件，在基于微處理器的儀器儀表及監(jiān)視、控制等智能裝置的終端顯示、人機接口中也得到普遍應(yīng)用。
介紹小屏幕單色LCD的資料比較多，而當(dāng)需顯示的內(nèi)容較多且復(fù)雜時，再使用單色小屏幕LCD就顯得捉襟見肘。筆者在所開發(fā)的小電流接地系統(tǒng)故障定位裝置中，利用北京精電蓬遠(yuǎn)顯示技術(shù)有限公司開發(fā)的QPYD-03型大屏幕(320x240)、偽彩(8色)液晶顯示控制器與AHR3202407-CWH型液晶屏，不僅實現(xiàn)了對話菜單式智能控制，而且實現(xiàn)了復(fù)雜圖形的實時顯示功能，為值班人員提供了簡單快捷的故障信息。下面介紹的圖形顯示方法具有較強的通用性，其系統(tǒng)控制軟件采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計，所設(shè)計的程序已在80C196KB型單片機上運行，具有較強的實用性。

2 QPYD-03型控制器的特點
●偽彩顯示：控制彩色320x3x240點陣STN液晶顯示模塊，8色，單顯示區(qū)；
●實時操作：計算機可以隨時讀寫顯示存儲器，不影響顯示效果，無“雪花”顯示。
●使用簡便：與計算機接口和操作指令簡單統(tǒng)一，不用初始化。遵循80時序，可與8OC196KB單片機以方式通訊，極容易使用，并且升級換屏方便。
2.1 控制指令的特點
由于無需對QPYD-03進行初始化，所以用戶操作僅是通過液晶顯示控制器的指令對顯示存儲器進行控制，其指令碼的格式如下：

其中：CAl，CA0組合功能為內(nèi)部寄存器通道的選擇，功能如下：

A16：顯示地址第17位(最高位)，當(dāng)為“O”時，選擇顯示存儲器的低64 kB地址單元；當(dāng)為“1”時，選擇顯示存儲器的高64 kB地址單元。
DISP：顯示控制位。當(dāng)DISP設(shè)置為“l(fā)”時，控制器的DISP端置為高電平，控制液晶顯示模塊的DISP端為高――開顯示狀態(tài)。當(dāng)DISP設(shè)置為“0”時，控制器的DISP端置為低電平，控制液晶顯示模塊的DISP端為低――關(guān)顯示狀態(tài)。
CA2：顯示區(qū)選擇，僅適用于雙顯示區(qū)控制板，當(dāng)為“O”時，選擇第l顯示區(qū)，首址為“0000H”；當(dāng)為“1”時，選擇第2顯示區(qū)，首址為“10000H”。當(dāng)CA2改變時，顯示區(qū)就可以在第l顯示區(qū)和第2顯示區(qū)之間切換，從而實現(xiàn)快速顯示等多種顯示方法。
X：未用位，建議視為“O”。
QPYD-03型控制器管理128 KB的顯示存儲器，顯示起始地址固定于0000H(單顯示區(qū)，對于雙顯示區(qū)，顯示起始地址固定于0000H和10000H)。計算機對顯示存儲器可以進行實時的讀寫操作。控制器對顯示數(shù)據(jù)的操作使用的是修改寫方式，即在計算機讀顯示存儲器當(dāng)前地址單元內(nèi)容時，顯示地址不變；當(dāng)計算機向顯示存儲器當(dāng)前地址單元寫入數(shù)據(jù)時，顯示地址自動加1。
2.2 彩色顯示數(shù)據(jù)格式
QPYD03型液晶顯示控制器可以使彩色液晶顯示器具有8色顯示功能。8色顯示的基本原理體現(xiàn)在編程上可以簡單地理解為用顯示RAM區(qū)的3位數(shù)據(jù)表示屏上的1個像素點，因為3位數(shù)據(jù)可以有8種組合，所以可以表示8種顏色。3位數(shù)據(jù)和8種顏色對應(yīng)如下：

1個像素點由3個數(shù)據(jù)位控制，數(shù)據(jù)排列為順序排列方式。由于單色8點/字節(jié)在彩色上擴展為彩色8點/3字節(jié)，即顯示存儲器空間被擴展為單色的3倍。因此地址指針計算要求以3的倍數(shù)為基，以保證彩色設(shè)置的一致性。

3 接口電路及驅(qū)動程序設(shè)計
3.1 接口電路設(shè)計
本設(shè)計采用80C196KB型MCU，外設(shè)為PSD813，PSD813內(nèi)部具有l(wèi) M位的Flash，且支持JATG。這就使系統(tǒng)的在線編程異常方便。80C196KB與液晶模塊的接口電路如圖l所示，圖中所示的QPYD-03控制板上有2個接口，J1為與CPU的接口，J2為與液晶屏的接口。
3.2 驅(qū)動程序設(shè)計
圖1中QPYD-03與單片機的接口時序采用80時序，直接訪問方式。下面以一個完整的繪點子程序為例來說明其軟件編程思想，采用PL/M語言。

利用上面的繪點子程序，很容易實現(xiàn)“畫線”和“作圓”。對于寫“字符”(8x8)和“漢字”(16l6)，限于篇幅，在此只給出其軟件流程，如圖2和圖3所示。

4 應(yīng)用實例
圖4所示為筆者開發(fā)的小電流接地故障定位裝置中的部分顯示界面。系統(tǒng)正常時，圖中線路均用藍(lán)色表示，當(dāng)系統(tǒng)某點單相接地短路時，只有故障線路變?yōu)榧t色，并在接地段用接地符號和漢字標(biāo)出何段何相短路，而其他線路仍然用藍(lán)色表示，使值班人員一目了然。

5 結(jié)束語
本文以精電蓬遠(yuǎn)公司開發(fā)的QPYD-03液晶控制IC為例，論述了大屏幕(320x240)偽彩(8色)圖形點陣式液晶顯示器的軟硬件接口技術(shù)。它不僅能方便地進行大信息量的各種字符和漢字顯示，而且能實現(xiàn)圖形及曲線的顯示，人機接口更友好，可為單片機在各領(lǐng)域中的應(yīng)用提供十分簡單、方便、功能強大的LCD顯示。
由于各種液晶顯示模塊的接口基本相同，因此本文提出的方法原則上也適用于其他型號的液晶顯示模塊接口設(shè)計。大屏幕液晶顯示(尤其是彩色)較其他顯示方式有更多的優(yōu)點，如字型美觀、顯示信息量大、可圖文并茂等?？梢钥隙ǎ膽?yīng)用將越來越廣泛。在筆者研制的“小電流接地故障定段裝置”中，采用QPYD-03型控制器設(shè)計的彩色漢字、圖形形式的人機界面使裝置操作簡便、易學(xué)易用，深受用戶好評。