在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，LCM(液晶顯示模塊)人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)往往是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。LCM可以用于智能儀器上的顯示設(shè)定參數(shù)、狀態(tài)提示符、檢測(cè)結(jié)果和待輸入?yún)?shù)等功能。本文結(jié)合電解質(zhì)分析儀的設(shè)計(jì)要求，采用液晶顯示模塊YXD—12864A2LCM，研究并實(shí)現(xiàn)了以單片機(jī)C8051F020為基礎(chǔ)的液晶顯示的接口電路和程序設(shè)計(jì)，添加了按鍵系統(tǒng)，從而達(dá)到方便用戶使用的目的。

　1電解質(zhì)分析儀簡(jiǎn)介

　　本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的電解質(zhì)分析儀(Electrolyte Analyzer)是一種具有高分辨率和高精度的儀器，可以與多種離子選擇電極配套使用，可用自動(dòng)方法測(cè)定樣品中鉀、鈉、氯、鈣離子的濃度和pH值。其結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示。儀器采用單片機(jī)C8051F020為核心芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，在測(cè)量室內(nèi)由化學(xué)傳感器采集電解質(zhì)的電位信號(hào)傳送給信號(hào)調(diào)理電路，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)節(jié)后送給主電路板進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后輸出顯示到LCM上，LCM參數(shù)、測(cè)量結(jié)果的顯示等都可由鍵盤操作。與上位機(jī)的通信上，采用RS 232通信方式傳輸數(shù)據(jù)。本儀器的特點(diǎn)是可以單機(jī)使用、也可以與上位機(jī)連接使用，與上位機(jī)連接后通過(guò)界面操作可以幫助用戶完成病人信息的查詢、存儲(chǔ)、儀器工作情況的實(shí)時(shí)檢測(cè)等功能。

　　圖1電解質(zhì)分析儀結(jié)構(gòu)方框圖

　　系統(tǒng)顯示部分采用圖形液晶顯示模塊YXD-12864A2LCM，安裝在儀器的表面，用來(lái)顯示參數(shù)設(shè)置、測(cè)量結(jié)果、定標(biāo)、質(zhì)控等的情況。界面顯示與參數(shù)設(shè)定及翻頁(yè)等功能通過(guò)按鍵的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　2 YXD-12864A2LCM

　　2.1模塊介紹

　　YXD-12864A2LCM是一種圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，它主要由行驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器及128x64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示4x8個(gè)(16×16點(diǎn)陣)漢字。YXD-12864A2模塊共有20個(gè)引腳。其中，第1腳VSS接系統(tǒng)地;第2腳VDD接電源電壓;第3腳V0接液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電源;第4腳D/I接數(shù)據(jù)指令選擇信號(hào);第5腳R/W接讀寫(xiě)選擇信號(hào);第6腳接讀寫(xiě)使能信號(hào)，E為高時(shí)，數(shù)據(jù)被讀出，而在E的下降沿到來(lái)時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存到DB0～DB7;第7～14腳接三態(tài)數(shù)據(jù)總線;第15、16腳接片選信號(hào);第17腳接復(fù)位信號(hào);第18腳Vout接內(nèi)部負(fù)壓發(fā)生器輸出電壓端;第19腳接LED背光電源正極;第20腳接LED背光電源負(fù)極。

　　2.2接口電路

　　接口電路圖和原理圖如圖2，圖3所示，C8051F020的P3口作為數(shù)據(jù)口與液晶模塊DB口相連;P2.0為復(fù)位引腳控制端;P2.1、P2.4、P2.5作為普通的I/O口使用，分別接液晶模塊的使能端E、寄存器選擇引腳D/I、讀寫(xiě)引腳R/W;P2.2、P2.3分別接片選信號(hào)左或者右，對(duì)顯示進(jìn)行定位。

　　圖2 LCM接口電路圖

　　圖2的電路圖中，R28和R41為上拉電阻，因?yàn)樗總€(gè)端口是與單片機(jī)相連的，對(duì)于顯示器而言工作電壓是5 V，而C8051F020工作電壓是3.3 V，要使C8051F020輸出能更好地驅(qū)動(dòng)5 V輸入的LCM，就要將每個(gè)端口通過(guò)一個(gè)上拉電阻接到5 V電源，這樣就可以保證C8051F020的邏輯“1”輸出能被提升到5 V.

　　圖3接口電路原理圖

　2.3軟件設(shè)計(jì)

　　顯示字符：從屏幕指定的位置開(kāi)始顯示指定的字符串。此LCM是128x64位的液晶顯示屏，每個(gè)字符所占用的點(diǎn)陣是8x8.顯示位置由兩個(gè)坐標(biāo)參數(shù)據(jù)決定，橫坐標(biāo)x表示“行”，取值范圍為0～7;第0行對(duì)應(yīng)屏幕最上邊的一行，第7行對(duì)應(yīng)最下面一行?？v坐標(biāo)y表示“列”，取值范圍為0～15，第0列對(duì)應(yīng)屏幕最左邊的一列，第15列對(duì)應(yīng)屏幕最右邊的一列。

　　假設(shè)要從第4行第8列的位置顯示字符“K”，則程序段如下：

　　;entrancd：C(left，right)，R4(X)，R5(Y)，DPTR，R6(length)

　　data_to_lcd：

　　SETB CS1_LCD

　　CLR CS2_LCD

　　JNC data_to_lcd2

　　CLR CS1_LCD

　　SETB CS2_LCD

　　data_to_lcd2：

　　MOV A，R4

　　LCALL display_X_line

　　MOV A，R5

　　LCALL display_Y_line

　　MOV A，R6

　　MOV R7，A

　　LCALL write_LCD_bytes

　　MOV A，R4

　　INC A

　　LCALL display_X_line

　　MOV A，R5

　　LCALL display_Y_line

　　MOV A，R6

　　MOV R7，A

　　INC DPTR

　　LCALL write_LCD_bytes

　　CLR CS2_LCD

　　CLR CS1_LCD

　　RET

　　SETB C;片選的設(shè)定

　　MOV R4，#04H;位置行號(hào)

　　MOV R5，#08H;位置列號(hào)

　　MOV DPTR，#K;字符內(nèi)容

　　MOV R6，#08;定義字符的長(zhǎng)度

　　LCALL data_to_lcd;調(diào)用輸出字符的子程序

　　漢字的顯示與字符類似，只是漢字所占的點(diǎn)陣為16×16的形式，因此在本LCM中，漢字只可以顯示4行8列。第一行漢字的坐標(biāo)為00H～07H，第二、三、四行坐標(biāo)依次為10H～17H、20H～27H、30H～37H.漢字的顯示要先將漢字的坐標(biāo)起始位置作為命令寫(xiě)入，把漢字的字模作為數(shù)據(jù)寫(xiě)入，連續(xù)寫(xiě)入多個(gè)漢字可用查表法。