0  引言
    LCD液晶顯示器件作為智能儀表的信息顯示界面,具有低壓、微功耗,、顯示清晰等特點(diǎn),，如今廣泛應(yīng)用于低功耗型的智能儀器中,本文采用的JM240128A LCD是一款圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器,它由控制器T6963C、行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及240×128全點(diǎn)陣液晶顯示器組成,?？赏瓿蓤D形顯示,也可以顯示15×8個(gè)(16×16點(diǎn)陣)漢字。 T6963C的最大特點(diǎn)是具有獨(dú)特的硬件初始值設(shè)置功能,，顯示驅(qū)動(dòng)所需的參數(shù)如占空比系數(shù),，驅(qū)動(dòng)傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)/行及字符的字體選擇等均由引腳電平設(shè)置，這樣T6963C的初始化在上電時(shí)就已經(jīng)基本設(shè)置完成,，軟件操作的主要精力就可以全部用于顯示畫面的設(shè)計(jì)上了,。
    美國(guó)Microchip Technology 公司推出的8位PIC系列單片機(jī)，采用精簡(jiǎn)指令集（RISC）,、哈佛總線（Harvard）結(jié)構(gòu),、二級(jí)流水線取指令方式，具有實(shí)用,、低價(jià),、指令集小、低功耗,、高速度,、體積小、功能強(qiáng)和簡(jiǎn)單易學(xué)等特點(diǎn),。PIC16F774屬于PIC中檔系列單片機(jī)的一種,，采用14位的RISC指令系統(tǒng)，在保持低價(jià)的前提下增加了A/D,、內(nèi)部EEPROM存儲(chǔ)器,、比較輸出、捕捉輸入,、PWM輸出,、I2C和SPI接口、異步串行通信（USART）接口,、模擬電壓比較器,、LCD驅(qū)動(dòng)、FLASH程序存儲(chǔ)器等許多功能,，是一款功能非常強(qiáng)大的微控制器,，只要充分利用其內(nèi)部資源,，就能夠在采用很少外圍電路的情況下構(gòu)成功能完善的系統(tǒng)。
1 LCD模塊與PIC單片機(jī)的硬件電路設(shè)計(jì)
    本文中PIC16F774單片機(jī)與JM240128A LCD模塊的連接采用間接控制方式,，其硬件電路連接如圖１所示,。

    圖1 PIC16F774單片機(jī)與JM240128A液晶顯示模塊的硬件電路連接圖
為了節(jié)省PIC單片機(jī)有限的I/O口資源，數(shù)據(jù)傳送采用串行發(fā)送方式,，通過(guò)八位串行輸入/并行輸出移位寄存器74HC164芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的串/并轉(zhuǎn)換,，并以并行方式將數(shù)據(jù)傳送給LCD液晶顯示模塊。圖1中,，RA4傳送數(shù)據(jù),，RA2提供時(shí)鐘脈沖，C/D,、/RD,、/WR控制信號(hào)由PIC16F774通過(guò)RB3、RB2,、RB1直接控制實(shí)現(xiàn),。由于集成芯片74HC164是高速器件，因此滿足LCD的刷新速率要求,。文中74HC164只用于液晶顯示模塊,，所以/CE信號(hào)接地就可以了。JM240128A液晶顯示模塊中的V0引腳為液晶驅(qū)動(dòng)電壓,，由于模塊內(nèi)自帶負(fù)壓,，在圖1中引腳懸空。若需外接負(fù)壓,，則接至VOUT引腳,。
    數(shù)據(jù)串/并轉(zhuǎn)換采用的８位邊沿觸發(fā)式移位寄存器74HC164，是一種高速硅門 CMOS 器件,，與低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件兼容。數(shù)據(jù)通過(guò)兩個(gè)輸入端（A或B）之一串行輸入,，任一個(gè)輸入端可以用作高電平使能端,，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入，也可以將兩個(gè)輸入端連接在一起,，或者把不用的輸入端接高電平,，但一定不要懸空。時(shí)鐘 （CP）每次由低變高時(shí),，數(shù)據(jù)右移一位輸入到 Q0,，Q0 是兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端（A和B）的邏輯與，它在上升時(shí)鐘沿之前保持一個(gè)建立時(shí)間的長(zhǎng)度,。
    LCD控制器T6963C含有67個(gè)引腳,，嵌入到液晶顯示模塊以后,，實(shí)現(xiàn)了行列驅(qū)動(dòng)以及顯示緩沖區(qū)的接口，因此我們只需要將少量的引腳和單片機(jī)相連,，就能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的中英文及圖形顯示,。液晶顯示模塊與單片機(jī)的接口電路有直接控制方式和間接控制方式兩種，本文采用后一種控制方式,。
    T6963C控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理如下：
    T6963C是點(diǎn)陣式液晶圖形顯示控制器,，字符字體由硬件設(shè)置，可以以圖形方式,、文本方式及圖形和文本合成方式進(jìn)行顯示,，以及文本方式下的特征顯示，還可以實(shí)現(xiàn)圖形拷貝操作等等,，具有內(nèi)部字符發(fā)生器CGROM,，共有128個(gè)字符，T6963C可管理64K顯示緩沖區(qū)及字符發(fā)生器CGRAM,。并允許MPU隨時(shí)訪問(wèn)顯示緩沖區(qū),，甚至可以進(jìn)行位操作。T6963C的初始化設(shè)置一般都由管腳設(shè)置完成,，因此其指令系統(tǒng)將集中于顯示功能的設(shè)置上,。T6963C的指令可帶一個(gè)或兩個(gè)參數(shù)，或無(wú)參數(shù),。每條指令的執(zhí)行都是先送入?yún)?shù)（如果有的話）,，再送入指令代碼。內(nèi)藏T6963C的液晶顯示模塊上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了T6963C與行,、列驅(qū)動(dòng)器及顯示緩沖區(qū)RAM的接口,，同時(shí)也已用硬件設(shè)置了液晶屏的結(jié)構(gòu)（單、雙屏）,，數(shù)據(jù)傳輸方式,，顯示窗口長(zhǎng)度、寬度等等,。
2 LCD模塊與PIC單片機(jī)的軟件控制
2.1軟件設(shè)計(jì)流程圖
    PIC單片機(jī)與LCD液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)傳送,、顯示是通過(guò)控制操作T6963C來(lái)實(shí)現(xiàn)的，軟件程序流程如圖２所示,。
2.2 LCD驅(qū)動(dòng)子程序
    液晶顯示模塊的系統(tǒng)指令集就是T6963C控制器的指令集,。T6963C的指令可帶１個(gè)或２個(gè)參數(shù)，或無(wú)參數(shù),。液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)子程序的功能就是對(duì)液晶顯示器進(jìn)行讀寫操作,。
2.3 T6963C初始化
    液晶顯示器在使用之前要先初始化，初始化中除設(shè)置程序堆棧指針外，主要是針對(duì)LCD模塊中的控制芯片T6963C進(jìn)行功能設(shè)置,，如文本／圖形首地址和區(qū)域設(shè)置,、文本／圖形開關(guān)、光標(biāo)形狀設(shè)置及閃爍開關(guān),、模式設(shè)置及清屏等,。
2.4 漢字的顯示
　　液晶顯示模塊字符的顯示有文本顯示和圖形顯示兩種實(shí)現(xiàn)方式。這里重點(diǎn)介紹以圖形方式顯示漢字的方法,。
    240×128點(diǎn)陣的液晶顯示模塊能顯示15×8個(gè)漢字,。對(duì)于每個(gè)漢字的顯示，首先應(yīng)該計(jì)算該漢字在字庫(kù)中的地址,，然后讀出該漢字的字型碼,。當(dāng)顯示至一行的末尾時(shí)要換行顯示。
    顯示漢字時(shí),，一個(gè)16×16的漢字字型碼占32個(gè)字節(jié),，每顯示一行要2個(gè)字節(jié)；第二行顯示時(shí),，顯示地址要在前一行首字節(jié)地址上加30,，共需要16次循環(huán)才能完整地顯示一個(gè)漢字。
    在處理漢字顯示時(shí),，如果要實(shí)現(xiàn)漢字的反顯（例如實(shí)現(xiàn)菜單操作）,，將漢字的32字節(jié)字模數(shù)據(jù)分別與0xFF異或（XRL）運(yùn)算，或者取反（CPL）運(yùn)算后再顯示即可,。
    在該系統(tǒng)中,，還需要顯示數(shù)字、字母以及光標(biāo),，這些都是通過(guò)圖形方式16×8點(diǎn)陣顯示的,。16×8點(diǎn)陣的顯示方法與16×16點(diǎn)陣顯示類似，在此不再贅述,。

 
圖2程序流程圖

3 LCD模塊在醫(yī)療儀器中的應(yīng)用
    本文介紹的LCD液晶顯示模塊與PIC單片機(jī)的接口采用數(shù)據(jù)串行發(fā)送方式,，這種方式不僅節(jié)省了I/O端口資源，而且數(shù)據(jù)傳送更加穩(wěn)定,、可靠,，操作控制更加靈活、方便,，該方式已成功應(yīng)用于半自動(dòng)生化分析儀產(chǎn)品的研發(fā)。實(shí)踐證明,，液晶屏具有清晰的顯示效果,，并且無(wú)閃爍，滿足了生化分析儀的顯示要求。

圖3 半自動(dòng)生化分析儀原理框圖

    該半自動(dòng)生化分析儀以PIC16F774作為主芯片,，由吸,、洗液電路模塊、濾光片轉(zhuǎn)動(dòng)模塊,、多級(jí)放大電路模塊,、溫度控制模塊以及微型打印機(jī)、LCD液晶顯示模塊和薄膜鍵盤等外圍輸入輸出設(shè)備組成,，原理如圖３所示,。測(cè)量結(jié)果不僅可以以字符的形式顯示在LCD液晶屏上，美觀,、方便,，便于直接讀取數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)微型打印機(jī)將測(cè)量數(shù)據(jù)打印出來(lái),，便于進(jìn)一步分析與研究,。薄膜鍵盤的使用可實(shí)現(xiàn)翻頁(yè)查詢、數(shù)據(jù)錄入等功能,。由于PIC16F774單片機(jī)的I/O端口資源有限,，LCD液晶顯示模塊和微型打印機(jī)接口均以串行發(fā)式與PIC16F774單片機(jī)交換數(shù)據(jù)，有效地解決了接口問(wèn)題,。LCD液晶顯示模塊的應(yīng)用也為整個(gè)系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)提供了保障,。
4  結(jié)束語(yǔ)
    本文作者創(chuàng)新點(diǎn)在于采用了單片機(jī)與液晶顯示模塊的串行接口設(shè)計(jì)，利用高速八位串行輸入/并行輸出移位寄存器74HC164進(jìn)行數(shù)據(jù)的串/并轉(zhuǎn)換,，執(zhí)行速度快,，刷新率高，滿足LCD在生化分析儀中的顯示要求,。實(shí)踐證明,，采用圖形點(diǎn)陣式JM240128A LCD模塊作為智能儀器的顯示終端，接口規(guī)范,、界面美觀,。由于多數(shù)LCD型號(hào)的電氣特性以及硬件電路接口都十分類似，所以本文采用的方法具有普遍適用性,。

參考文獻(xiàn):
[1] 胡凱,張穎超.生化分析儀的設(shè)計(jì)及與PC機(jī)的通信[J].微計(jì)算機(jī)信息.2006,22(4-1):208-209
[2] 皮大能,南光群.JHD161A LCD顯示器與PIC16F877單片機(jī)連接[J].微計(jì)算機(jī)信息,2004,20(10):94-95.
[3] 黃竹霞.LCD模塊與單片機(jī)的串行接口技術(shù)[J].傳感器技術(shù),2002,21(11):50-51.
[4] 馬鴻文.基于AT89C52單片機(jī)的自動(dòng)存取柜的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2006,22(1-2):101-103.
[5] 余華芳,劉健.單片機(jī)與液晶顯示模塊的軟硬件接口技術(shù)[J].液晶與顯示,2003,18(2):125-128
[6] 趙立生,杜安,張偉.MSP2G320240DBCW2211N大規(guī)模點(diǎn)陣式LCD與PIC單片機(jī)接口技術(shù)[J].液晶與顯示2004.12:478-482
[7] 李維諟,郭強(qiáng).液晶顯示應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社.2005,6.
[8] 李學(xué)海.PIC單片機(jī)使用教程-提高篇[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社.2002.3.