基于51單片機設計的TFT液晶顯示

　　0 引言

　　51單片機作為一種常見的通用單片機， 雖然其內部資源， 處理速度等都無法與新型高速單片機相提并論， 但其低廉的價格， 極低的入門難度以及適用于簡單場合應用等特點， 依然是開發(fā)者的常用選擇之一。

　　用51單片機驅動液晶模塊通常都使用1602和12864等極為簡單的液晶模塊， 這里介紹用51單片機驅動QVGA分辨率的TFT液晶模塊， 以實現(xiàn)彩色和更為復雜的內容顯示的方法。同時， 本文還將使用DS1302芯片和DS18B20芯片來實現(xiàn)在液晶屏上顯示實時時鐘和溫度。

　　1 硬件設計

　　本系統(tǒng)硬件電路的設計主要包括單片機最小系統(tǒng)電路， TFT液晶顯示電路， 時鐘電路， 設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 單片機最小系統(tǒng)

　　一個單片機的最小系統(tǒng)包括外部晶振、電源、復位電路等， 這是保證單片機正常工作的必要條件。通過單片機可控制整個系統(tǒng)， 包括讀取DS18B20芯片的溫度數(shù)據(jù)， 讀取/寫入DS1302芯片的日歷時鐘數(shù)據(jù)， 檢測是否有按鍵按下并進行相應的操作， 最后還要向顯示驅動芯片寫入數(shù)據(jù)，以使得TFT液晶屏上能夠顯示所需的內容。

　　1.2 液晶顯示電路

　　驅動TFT液晶面板的芯片有多種選擇， 本文使用的是臺灣奕力科技的ILI9325芯片。該芯片能夠支持320×240 (QVGA) 分辨率， 同時內置173KB的RAM， 故其最高能顯示26萬色。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)存儲器，它訪問液晶顯示器就像訪問數(shù)據(jù)存儲器的一個單元一樣， 采用這種方式能充分發(fā)揮單片機的總線讀寫功能優(yōu)勢， 而且便于升級和擴展。由于本文采用的STC89C54RD+單片機并沒有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個額外的IO口分別用作驅動芯片的片選(CS)， 復位(RESET)， 命令/數(shù)據(jù)選擇位(RS)， 寫入位(WR) 和讀取位(RD)。但實際上， 由于這里不需要從驅動芯片中讀取數(shù)據(jù)， 因此， RD位在實際程序中并未使用。

　　1.3 時鐘電路

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