基于51單片機(jī)的TFT液晶顯示設(shè)計(jì)

0 引言

　　51單片機(jī)作為一種常見(jiàn)的通用單片機(jī)， 雖然其內(nèi)部資源， 處理速度等都無(wú)法與新型高速單片機(jī)相提并論， 但其低廉的價(jià)格， 極低的入門(mén)難度以及適用于簡(jiǎn)單場(chǎng)合應(yīng)用等特點(diǎn)， 依然是開(kāi)發(fā)者的常用選擇之一。

　　用51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)液晶模塊通常都使用1602和12864等極為簡(jiǎn)單的液晶模塊， 這里介紹用51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)QVGA分辨率的TFT液晶模塊， 以實(shí)現(xiàn)彩色和更為復(fù)雜的內(nèi)容顯示的方法。同時(shí)， 本文還將使用DS1302芯片和DS18B20芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)在液晶屏上顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘和溫度。

　　1 硬件設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)電路， TFT液晶顯示電路， 時(shí)鐘電路， 設(shè)置電路以及溫度采集電路。其系統(tǒng)工作原理框圖如圖1所示。

　圖1 硬件系統(tǒng)原理框圖

　　1.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

　　一個(gè)單片機(jī)的最小系統(tǒng)包括外部晶振、電源、復(fù)位電路等， 這是保證單片機(jī)正常工作的必要條件。通過(guò)單片機(jī)可控制整個(gè)系統(tǒng)， 包括讀取DS18B20芯片的溫度數(shù)據(jù)， 讀取/寫(xiě)入DS1302芯片的日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)， 檢測(cè)是否有按鍵按下并進(jìn)行相應(yīng)的操作， 最后還要向顯示驅(qū)動(dòng)芯片寫(xiě)入數(shù)據(jù)，以使得TFT液晶屏上能夠顯示所需的內(nèi)容。

　　1.2 液晶顯示電路

　　驅(qū)動(dòng)TFT液晶面板的芯片有多種選擇， 本文使用的是臺(tái)灣奕力科技的ILI9325芯片。該芯片能夠支持320×240 (QVGA) 分辨率， 同時(shí)內(nèi)置173KB的RAM， 故其最高能顯示26萬(wàn)色。ILI9325支持的接口方式有8/9/16/18位i80系統(tǒng)總線、SPI總線、RGB接口和VSYNC接口。它的總線式接口電路方式是把液晶顯示器看作外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它訪問(wèn)液晶顯示器就像訪問(wèn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的一個(gè)單元一樣， 采用這種方式能充分發(fā)揮單片機(jī)的總線讀寫(xiě)功能優(yōu)勢(shì)， 而且便于升級(jí)和擴(kuò)展。由于本文采用的STC89C54RD+單片機(jī)并沒(méi)有SPI總線， 因此， 為了節(jié)約IO的使用， 本文最終采用8位系統(tǒng)總線的方式來(lái)連接ILI9325芯片。其顯示部分電路如圖2所示。

圖2 顯示部分電路圖

　　圖2中， 除P0口用作8位總線傳輸數(shù)據(jù)以外，還需要5個(gè)額外的IO口分別用作驅(qū)動(dòng)芯片的片選(CS)， 復(fù)位(RESET)， 命令/數(shù)據(jù)選擇位(RS)， 寫(xiě)入位(WR) 和讀取位(RD)。但實(shí)際上， 由于這里不需要從驅(qū)動(dòng)芯片中讀取數(shù)據(jù)， 因此， RD位在實(shí)際程序中并未使用。

　　1.3 時(shí)鐘電路

　　時(shí)鐘電路主要由DS1302芯片組成。DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片。該芯片內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31 字節(jié)的靜態(tài)RAM，可與單片機(jī)通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口進(jìn)行通信。該芯片可提供秒、分、時(shí)、日、日期、月、年等信息， 每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)補(bǔ)償， 并能計(jì)算到2100年。DS1302與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行方式進(jìn)行通信， 而且僅需用到復(fù)位(RES)、I/O口、SCLK串行時(shí)鐘三個(gè)口線。DS1302工作時(shí)的功耗很低， 其雙電源管腳可用于主電源和備份電源供應(yīng)， 并可為可編程涓流充電電源附加七個(gè)字節(jié)的存儲(chǔ)器。因此， 該芯片可廣泛應(yīng)用于電話等便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品。圖3所示是DS1302的時(shí)鐘電路連接圖。