液晶顯示器(liquid crystal display,lcd )具有功耗低、體積小、質(zhì)量輕、超薄和可編程驅(qū)動等其他顯示無法比擬的優(yōu)點(diǎn),不僅可以顯示數(shù)字、字符,還可以顯示漢字及各種圖形、圖片,可實現(xiàn)屏幕上下左右滾動、動畫、反轉(zhuǎn)顯示、顯示閃爍多種功能,日益成為智能儀器儀表和測試設(shè)備的首選顯示器件。目前常用的lcm12864系列的液晶模塊,一般都沒有圖形驅(qū)動模塊,而圖形作為一種更為生動的表現(xiàn)方式,是用戶需求的重點(diǎn)和設(shè)計的亮點(diǎn)。如何在這種點(diǎn)陣式液晶顯示器中顯示任意靜態(tài)圖片以及動畫, 成為困擾設(shè)計者大量應(yīng)用lcd的問題。我們現(xiàn)在可以通過互聯(lián)網(wǎng)、圖形處理軟件及掃描儀等很方便地獲得各種各樣的圖像、圖片,這樣可以通過比較簡單的方法把任意圖片移植到液晶顯示器lcd上。文章通過分析bmp圖像的存儲格式和128 64點(diǎn)陣lcd上圖像顯示的原理,設(shè)計了一個lcd圖片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及模擬顯示的軟件,并介紹了實現(xiàn)lcd意圖片的顯示方法。

bmp圖片格式及l(fā)cd顯示原理

   bmp位圖是微軟公司(microsoft)和國際商用機(jī)器公司(ibm)共同倡導(dǎo)的一種圖片格式。它按點(diǎn)陣排列順序,將每個像素的色彩值以規(guī)定的方式把整個圖片記錄下來。根據(jù)色彩位深度不同,windows bmp文件像素描述部分差別較大,如256色每個像素需要8位(即1個字節(jié))來描述,而16色的圖片每個像素描述者只需4 位(即半個字節(jié))。對于絕大部分電子設(shè)計者來說,最常用的是黑白二色的點(diǎn)陣式液晶顯示器。因此,這里僅分析對microsoft windows類型1位(bit)描述的黑白二色bmp圖片文件的處理。

   一幅128 64點(diǎn)陣的黑白bmp圖片文件的總長度為1086字節(jié),前62個字節(jié)是文件頭,用于表示文件類別、長度、圖像的行數(shù)以及列數(shù)等信息,地址為 00h~3dh;后1024字節(jié)則對應(yīng)畫面的點(diǎn)陣數(shù)據(jù),地址為3eh~43dh。bmp文件的中字節(jié)排列與點(diǎn)陣數(shù)據(jù)對應(yīng)關(guān)系如圖1 所示,bmp點(diǎn)陣數(shù)據(jù)塊第0個字節(jié)對應(yīng)圖片中左下角第63行的第0到7列,第15個字節(jié)對應(yīng)圖片中第63行的第112到127列,也就是按照從左至右,從下到上的順序,bmp數(shù)據(jù)塊最后一個字節(jié)對應(yīng)第0行的112到127列。因此,要想實現(xiàn)將bmp圖片文件轉(zhuǎn)化為供模塊直接顯示的數(shù)據(jù),不但涉及到各個數(shù)據(jù)排列的先后順序,還涉及到字節(jié)中各個位的重組。

   對于rt12864hz漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊,它可顯示漢字及圖形,內(nèi)置8192個中文漢字(16 16點(diǎn)陣)、128個字(8 16點(diǎn)陣)及繪圖顯示ram(gdram)。繪圖顯示ram提供128 8個字節(jié)的記憶空間,在更改繪圖ram時,先連續(xù)寫入水平與垂直的坐標(biāo)值,再寫入兩個字節(jié)的數(shù)據(jù)到繪圖ram,而地址計數(shù)器(ac)會自動加一;在寫入繪圖ram的期間,繪圖顯示必須關(guān)閉,整個寫入繪圖ram的步驟如下：

(1) 關(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;將d15~d8寫入到ram中;將d7~d0寫入到ram中。
(3) 打開繪圖顯示功能。

   繪圖顯示的緩沖區(qū)與圖形點(diǎn)陣對應(yīng)分布參考圖2所示（水平方向x以字節(jié)單位,垂直方向y以位為單位）。

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   windows中的畫圖軟件為圖片編輯提供了放大、網(wǎng)格、旋轉(zhuǎn)、定位、定幅等強(qiáng)大、實用而靈活的功能,同時有輸入各種字體及大小的漢字的功能,是編輯畫面的理想工具。打開菜單[圖像]下的[屬性]項,設(shè)置任意圖片寬度為128,高度為64,單位為像素,顏色為黑白。保存的bmp文件經(jīng)過下面 delphi編寫的函數(shù)s_copyfile()便可轉(zhuǎn)換為lcd模塊顯示的點(diǎn)陣數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)以單片機(jī)數(shù)據(jù)表定義的格式放在memo1中,可以直接拷貝至 lcm控制匯編程序中當(dāng)數(shù)據(jù)表用,如圖3所示。另外使用了heckbox1控件來使圖片反白。

函數(shù)s_copyfile()的源程序如下[4]：
function s_copyfile(filesou:string;filedes:string):boolean;
var
fromf, tof: file;
s,t:string;
i,j,numread, numwritten: integer;
tem: array[1..62] of char;
buf: array[1..16] of char;
begin
{$i-}
s_copyfile:=false;
if not fileexists(filesou) then
begin
showmessage(沒有發(fā)現(xiàn)源文件+#13+filesou);
exit;
end;
assignfile(fromf,filesou);
assignfile(tof,filedes);
reset(fromf,1);{ record size = 1 }
main.memo1.clear;
main.memo3.clear;
blockread(fromf, tem, sizeof(tem), j);
j:=1;
repeat
s:= db ;
t:=;
blockread(fromf, buf, sizeof(buf), numread);
for i:=1 to numread do
begin
if main.checkbox1.checked then buf[i]:=chr
(255-ord(buf[i]));
appendstr(t,inttohex(ord(buf[i]),2));
if ord(buf[i])>159 then
appendstr(s,0+inttohex(ord(buf[i]),2)
+h,)
else
appendstr(s,inttohex(ord(buf[i]),2)
+h,);
end;
delete(s,length(s),1);
main.memo1.lines.append(s);
main.memo3.lines.append(t);
inc(j);
until (numread = 0);
main.memo1.lines.delete(main.memo1.lines.
capacity-1);
closefile(fromf);
closefile(tof);
s_copyfile:=true;
end;
lcd模擬顯示

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  對于如圖4所示的一張128 64的bmp圖片,其模擬顯示如圖5所示,反白后顯示如圖6所示。

  有的lcm數(shù)據(jù)是奇偶行交錯的,也可以通過使用隔行來改變。模擬顯示的源程序主要是采用在畫布上畫矩形框的方法,語句如下：

image1.canvas.fillrect(rect(16*s_col+4*i,
4*s_row,16*s_col+4*i+3,4*s_row+3));
  其中s_col為行坐標(biāo)（1~64）,s_row為列坐標(biāo)（0~31）,每個字節(jié)分高4位與低4位分別來畫矩形框。當(dāng)高4位或低4位值為1~f時,對應(yīng)的i分別如表1所示。

lcd顯示控制程序設(shè)計

  lcm內(nèi)部帶有8k字節(jié)的ram緩存區(qū),往ram緩存區(qū)寫入數(shù)據(jù),則在lcd 顯示屏上產(chǎn)生顯示。通過改變顯示緩存區(qū)首地址可實現(xiàn)屏幕滾動、屏幕換頁等功能。

graphic_disp:

lcall clear_graphic ;清除圖形顯示ram單元（gdram）
mov g_row, #80h ;設(shè)定圖形顯示起始行單元
mov g_column, #80h ;設(shè)定圖形顯示起始列單元

gra_disp:

mov a, #34h ;選擇擴(kuò)充指令集,關(guān)閉圖形顯示
lcall input
mov a, g_row ;輸入圖形顯示起始行地址
lcall input
mov a, g_column ;輸入圖形顯示起始列地址
lcall input
mov a, #30h ;重新選擇基本指令集
lcall input
clr a
movc a, @a+dptr ;輸入顯示數(shù)據(jù)（橫向高8位數(shù)據(jù)）
lcall displ
inc dptr
clr a
movc a, @a+dptr ;輸入顯示數(shù)據(jù)（橫向低8位數(shù)據(jù)）
lcall displ
inc dptr
inc g_column ;列地址加一
mov a, g_column
cjne a, #90h, gra_disp ;最后一列地址為90h（共計16列）
mov g_column, #80h
inc g_row ;行地址加一
mov a, g_row
cjne a, #0a0h, gra_disp ;最后行地址為0a0h
mov g_column, #80h
mov g_row, #80h
mov a, #36h ;打開圖形顯示
lcall input
ret

   在上面程序中,是與圖2所示的gram映射的點(diǎn)陣坐標(biāo)一樣,分成0~15列,每列寫2個字節(jié)數(shù)據(jù),共有32行。clear_graphic為清除圖形顯示cgram的子程序,input為寫指令子程序,displ為寫數(shù)據(jù)子程序,這里不再詳細(xì)列出。另外硬件設(shè)計時,注意空腳(nc)應(yīng)懸空,不能接地。調(diào)試時,適當(dāng)調(diào)整液晶顯示偏壓信號v0,使之在一合適電壓,這一電壓若設(shè)置不當(dāng),lcm 無法正常工作。

結(jié)束語

  按照上面分析的方法,可以方便的在液晶上顯示任意圖片。點(diǎn)陣的lcd模塊還可實現(xiàn)屏幕合成、滾動、動畫、閃爍等功能,正越來越受到廣泛的應(yīng)用和關(guān)注。需要指出的是,由點(diǎn)陣液晶顯示器件與相應(yīng)的控制器、驅(qū)動器裝配成的顯示模塊的種類較多,其功能、指令、接口定義及引腳并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),具體使用時應(yīng)加以選擇。