发布时间 : 星期五 文章基于51单片机的液晶显示器控制电路设计更新完毕开始阅读
2 方案论证
此LCD液晶显示控制系统设计的关键是要实现LCD的显示控制。应该先从显示方式的确定入手，接下来设计相应显示方式的电路，要实现显示内容的实时更新，就必须考虑字模数据的存储及通信电路的设计。下面从这两个方面逐个论证不同的方案。
2.1字模数据的存储
由于89C51单片机内部程序存储器（ROM）只有4K空间,本设计采用16×16点阵显示一个汉字，每一行需要两个字节数据，一个汉字占16×2＝32字节，汉字一共有6000多个，不可能将庞大的汉字字库存入在单片机内部，即使将预先要显示的内容存入ROM中，也不便于实时控制，所以只有考虑扩展外部数据存储器。
方案一：采用标准字库，制作一个专用硬字库。这种方法仿效中文DOS的办法，将一个标准的汉字库装入ROM存储器，再根据汉字的机内码在字库中寻址，找到对应的字模，提取后送到显示器显示。因为采用了和PC机相同的编码(机内码)，软件的开发和维护非常简单，基本上与写PC机软件差不多。而对单片机系统自身的要求则相对高多了，16×16点阵的字库需要256K字节，但是一般8位单片机的寻址能力只有64K字节，要进行存储器扩充，除增加很大一部分硬件成本外，还因为要进行存储器分页管理、地址切换，显示速度明显受影响。
方案二：利用Windows自带的字库（即使用软字库）。通过软件编程直接在字库中找到需要显示字符的区位码并读出其字符码，存于一个文本文件中，待所有显示内容的字符码查询完毕后，将存放所有字符码的文本文件通过串行通信发送给单片机，单片机将接收到的数据存放在外部扩展的数据存储器中，数据接收完毕后，单片机就从存储器中依次读出每一个字符的字符码并送到LCD显示屏显示。该方案与方案一相比，虽然通信过程占整个显示周期的比例相对较大，但是硬件电路设计简单，成本较低，减少了单片机查询硬件字库所需要的时间，提高了单片机动态扫描的速度，字符显示的稳定度较高。
从设计成本、显示内容的稳定性、硬件电路设计的简易程度等方面综合考虑，第二种方案明显优于第一方案，所以采用第二种方案解决字模的问题。
2.2 通信电路
方案一:串行通信
串行通信是指一个数据的所有位按一定的顺序和方式，一位一位地通过串行输入/输出口进行传送。由于串行通信是数据的逐位顺序传送，在进行串行通信时，只需一根传输线，其传送的数据位多且通信距离长。串行通信方式如图2-1：
RXD TXD TXD RXD 外 部 设 备 GND GND P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 GND GND D0 D1 D2 外 D3 部 D4 设 D5 备 D6 D7 GND 89C51 GND
图2-1 串行通信方式
图2-2 并行通信方式
方案二:并行通信
采用并行传送方式在微机与外部设备之间进行数据传送的接口叫并行接口。主要特点：一是同时并行传送的二进位数就是数据宽度；二是在计算机与外设间采用应答式的联络信号来协调双方的数据操作。传送的数据位1-128位，一般为8位。单片机与外部设备之间也通常采用8位并行I/O接口进行短距离的通信。其传输距离近,传送方式单一，每次传送一个字或一个字节。并行通信方式如图2-2：
计算机与单片机的数据通信，采用串行通信，与并行通信相比，串行通信具有传输距离远，接口电路与软件编程简单等特点，所以本系统选用方案一串行通信。串行通信接口电路见后面的硬件电路设计。
3 液晶显示模块简介
液晶显示模块单元电路主要包括显示控制器、行驱动器、列驱动器、电源偏置电路、显示存储器、液晶显示屏、液晶显示模块接口。
（1） 显示控制器 主要由控制器T6963C组成，可提供与外部MCU的数据接口及
对显示存储器的读写操作；并可控制行，列驱动器的时序电路，数据格式和显示格式等。
（2） 行驱动器 由行驱动器T6A40组成，用于把控制器的串行数据转换成LCD
屏所需要的并行行数据。
（3） 列驱动器 由列驱动器T6A39组成，可接受控制器的串行数据并将其转换
成LCD屏所需要的并行列数据。
（4） 电源偏置电路 主要为行、列驱动器提供LCD所需的各种偏置电压。 （5） 显示存储器 由一块32K的随机存储器（RAM）组成，可为液晶显示模块
提供显示数据的存储空间。
（6） 液晶显示屏（LCD） 提供128行、240列的点阵显示屏幕。 （7） 液晶显示模块接口 用于提供与单片机的接口。 液晶显示模块的原理框图如图3-1： 显 示 存 储 器 液 晶 显 示 模 块 接 口 电 源 偏 置 显 示 控 制 器 列 驱 动 器 列 驱 动 器 列 驱 动 器 行 驱 动 器 240*128 DOTS 行 驱 动 器 液 晶 显 示 屏 图3-1 液晶显示模块原理框图
3.1 显示控制器
显示控制器主要由T6963C组成，它由振荡器、时序控制电路、工作方式设置寄存器及电路，内部字符库CGROM及光标控制电路，显示存储器管理电路以及运算电路和各种功能电路组成。控制部通过振荡器外接晶体振荡器产生振荡脉冲，经时序控制电路调制产生T6963C的工作时钟脉冲系列，根据工作方式设置电路生成各路控制及驱动时序脉冲，从而实现T6963C的工作控制。其引脚图如图3-2：
图3-2 T6963C引脚图
控制部提供了使用引脚电平设置内部工作状态的功能，使T6963C上电后就开始对所连接的液晶显示驱动系统进行正常的控制及驱动。这将避免因上电控制器尚未进行初始化而使液晶显示驱动系统不能正常工作，导致液晶显示屏上出现不希望的显示状态。引脚设置功能如下： 1．驱动方式的设置
驱动方式是指T6963C向液晶显示驱动系统传输显示数据的格式。他根据所要控制的液晶显示驱动系统的数据传输格式的要求而定。T6963C可以实现四种数据传输格式，它由引脚DUAL和SDSEL的电平状态设置。
DUAL： 液晶显示器件电极排列形式的设置。
当DUAL=1时，液晶显示器件为单屏结构；当DUAL=0时，液晶
显示器件为双屏结构。
SDSEL： 数据传输格式设置。
当SDSEL=1时，数据传输格式为2位并行同步传输；当SDSEL=0
时，数据传输格式为1位串行传输。
这两个设置引脚的电平组合确定了驱动部中数据传输的输出端。如表3-1：
表3-1