引  言

　　實(shí)驗(yàn)動(dòng)物獨(dú)立通氣籠盒(Individual Ventilated Cages，IVC)(閉環(huán))監(jiān)控系統(tǒng),，由微控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)籠盒風(fēng)扇的通氣量,、籠盒內(nèi)部的氨含量等參數(shù)采集,，并根據(jù)這些參數(shù)來調(diào)整通氣風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，以調(diào)整籠盒的換氣率,，從而確?；\盒內(nèi)部的空氣質(zhì)量。同時(shí),，根據(jù)相關(guān)參數(shù)指標(biāo)發(fā)出警報(bào)以提醒更換過濾膜等,，實(shí)現(xiàn)對(duì)小動(dòng)物生長環(huán)境的過程控制。

　　在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中,，人機(jī)交互界面部分用于顯示整個(gè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生長環(huán)境過程中的控制歷史數(shù)據(jù),、實(shí)時(shí)控制參數(shù)和環(huán)境溫度參數(shù)等。

　　本文采用以ST7920為控制器的YMl2864R點(diǎn)陣式液晶顯示模塊(LCD Module,，LCM)構(gòu)成了整個(gè)IVC監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)界面部分,。YM12864R點(diǎn)陣式液晶顯示模塊具有靈活的接口方式和簡單的操作指令,，構(gòu)成的全中文人機(jī)交互圖形界面既可以顯示8×4行16×16點(diǎn)陣的漢字，也可以顯示圖形,。模塊內(nèi)部設(shè)有2MB的中文字型CGROM和64×256點(diǎn)陣的GDRAM繪圖區(qū)域,；同時(shí)，提供4組可編程控制的16×16點(diǎn)陣造字空間,。

1 點(diǎn)陣式液晶硬件接口設(shè)計(jì)

　　以ST7920為控制器的YM12864R點(diǎn)陣式液晶顯示模塊和單片機(jī)之間的接口方式有并行和串行兩種,。本文采用串行接口方式，單片機(jī)選用AVR公司的ATmega16,。接口電路如圖1所示,。其中，PC4控制串行的片選信號(hào)(CS),，低電平有效,；PC5控制串行的數(shù)據(jù)線(SID)；PC6控制串行的時(shí)鐘輸入(CLK),。ST7920通過VCC(+5 V)和GND之間串聯(lián)一個(gè)10 kΩ的電阻來控制背光強(qiáng)度,。如果不需要調(diào)節(jié)對(duì)比度，可以直接將VLCD引腳接VCC(+5 V),，此時(shí)對(duì)比度最大,。
 

2 文本顯示及繪圖顯示

　　2.1 文本顯示

　　ST7920可以顯示半寬的HCGROM字型、CGRAM字型以及中文CGROM三種字型,，通過在DDRAM中寫入的編碼選擇,。文本顯示DDRAM提供8個(gè)×4行的漢字空間，如下所示：
 

　　字型編碼如下：

　?、亠@示半寬HCGROM字型,。將1字節(jié)寫入DDRAM中，范圍為02H～7FH的編碼,。

　?、陲@示半寬CGRAM字型。將2字節(jié)編碼寫入DDRAM中,，總共有0000H,、0002H、0004H,、0006H四種編碼,。

　　③顯示中文CGROM字型,。將2字節(jié)編碼寫入DDRAM中,，范圍為A1AOH～FTFFH(GB碼)或A140H～D75FH(BIG5碼)的編碼。

　　2.2  繪圖顯示

　　繪圖顯示GDRAM提供128×8字節(jié)的記憶空間。在更改繪圖RAM時(shí),，先連續(xù)寫入水平與垂直的坐標(biāo)值,，再寫入2個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)到繪圖RAM中，而地址計(jì)數(shù)器(AC)會(huì)自動(dòng)加1,。在寫入繪圖顯示RAM的期間,，繪圖顯示功能必須關(guān)閉。整個(gè)寫入繪圖RAM的步驟如下：

　?、訇P(guān)閉繪圖顯示功能,；

　　②先將水平的位元組坐標(biāo)(X)寫入繪圖RAM地址,，再將垂直的坐標(biāo)(Y)寫入繪圖RAM地址,；

　?、垡来螌15～D8和D7～D0寫入RAM中,；

　　④打開繪圖顯示功能,。

　　圖形顯示坐標(biāo)如圖2所示,。其中，水平方向X以字節(jié)單位,，垂直方向Y以位為單位,。
 

3 字符反白

　　在實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面菜單時(shí)，字符反白可以表示菜單中不同選項(xiàng)被選中的狀態(tài),。液晶顯示模塊YM12864R的使用手冊中提供了對(duì)應(yīng)行的反白指令,，但在原理上ST7920控制器的128×64點(diǎn)陣液晶等同于256×32點(diǎn)陣，第3行對(duì)應(yīng)的文本顯示(DDRAM)地址緊接著第1行,，第4行對(duì)應(yīng)的文本顯示(DDRAM)地址緊接第2行,。因此，用戶對(duì)第1行執(zhí)行反白顯示操作時(shí),，第3行必然也反白顯示,；對(duì)第2行執(zhí)行反白操作時(shí)，第4行也必然反白,?？梢姡褂檬謨灾凶詭У姆窗字噶畈荒軐?shí)現(xiàn)任意字符的反白,。

　　為了解決上述問題,，可以將圖形顯示和字符顯示結(jié)合起來使用。在ST7920控制器中,，文本顯示的DDRAM和圖形顯示的GDRAM是相互獨(dú)立的,，而最后顯示到液晶上的結(jié)果則是，文本顯示DDRAM中數(shù)據(jù)和圖形顯示GDRAM中數(shù)據(jù)的異或結(jié)果。

　　如果要在液晶顯示模塊的某個(gè)點(diǎn)上呈現(xiàn)反白顯示,，那么就在該點(diǎn)繪圖并且顯示文本,；如果要取消反白，只需用全“0”擦掉該點(diǎn)的繪圖,。這樣,，就可以實(shí)現(xiàn)YM12864R的任意字符的反白。

　　字符反白程序流程如圖3所示,。其中,，base_x表示繪圖起始的行地址；Y_Pos表示繪圖起始的列地址,；第1行至第4行的起始地址分別是(0x80,，0x80)，(0xS0,，0xg0),，(0x88，0xS0)和(0x88,，0x90),。