摘要：本文以一种由ST7902驱动的点阵液晶显示模块OCM4×8C为例,给出了其在基于DSP的嵌入式便携仪表中与DSP芯片（TMS320F2812）的硬件接口电路和C语言显示子程序，实现了多层菜单和动态波形的显示。
关键词：图形点阵液晶显示；DSP；C语言程序
中图分类号：TP368 文献标识码：B
Abstract: In this paper ,we take an example of A Liquid Crystal Display(LCD) module OCM4×8C,which is driven by ST7902,the hardware interface circuit and C language subprogram with DSP（TMS320F2812）applied in the embedded portable instrument is proposed, multi-menu and dynamic waveform display is realized.
Key words: Graphic lattice LCD; DSP; C language program
图形点阵式液晶显示模块具有尺寸小、功耗低、寿命长、成本低、可显示各种图像与文本信息等优点，因此在各种仪器仪表、电子设备、移动通讯及家用电器中得到广泛的应用[1]。本文结合笔者在“便携式电力故障录波仪”项目中的实践经验，着重介绍如何把液晶显示模块应用做嵌入式DSP系统人机界面的问题，仅用四个按键相互配合，通过软件编程实现多层菜单和动态波形的显示。软件部分采用C语言编制，模块化设计，具有很强的可移植性，可以直接应用到其他的嵌入式系统中。
1. 模块的工作原理
1.1 基本功能
OCM4×8C液晶显示模块是128×64点阵的汉字图形型液晶显示模块，内置国标GB2312码简体中文字库（16×16点阵）、126个字符（8×16点阵）及32×128点阵显示RAM（GDRAM）。可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠模式、反白显示等。
1.2 引脚定义
OCM4x8c液晶显示模块的引脚说明如表１所示。该模块对液晶显示的控制和驱动都由模块内部的芯片及电路来完成，因此它与外部的连接只有数据线和控制线。主控CPU通过这些数据线和控制线来设置所需要的显示方式，其它功能均由模块自动完成。
1.3 指令系统
当ST7902在接受指令前，微处理器必须先确认ST7902内部处于非忙碌状态，即读取BF标志位时BF需为0，方可接受新的指令；如果在送入一个指令前并不检查BF标志，那么在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即等待前一个指令执行完成。
ST7902提供两套控制命令，基本指令和扩充指令,RE为基本指令与扩充指令集的选择控制位，当改变RE位后，往后的指令集将维持在最后的状态，除非再次改变RE，否则使用相同的指令集时，不需每次重设RE位。下面举例说明指令格式，如进入点设定(指令代码为0x02H)：
CODE RS RW DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0
功能：游标右移，DDRAM位址计数器(AC)加1
ST7920A提供硬体游标及闪烁控制电路，由地址计数器（address counter）的值来指定DDRAM中的游标或闪烁位置。
表1 液晶显示OCM4x8c模块的引脚功能
Tab.1 pin function of LCD OCM4x8c module
2. OCM4×8c和TMS320F2812并行接口设计
2.1 硬件电路设计[2,3]
利用F2812的PA口的PA0~PA10作为和ST7902并行连接的接口，其中PA0~PA7对应ST7902的八位数据线端口，PA8~PA10对应控制器的控制线端口，ST7902的复位端口 与F2812的复位端口XRS相连，背光灯的阳极LA接5V电源，负极LK接地，PSB管脚通过上拉电阻接高电平，使芯片工作在并行连接方式。利用F2812的PB口的低四位PB0~PB3作为与外部四个按健的接口，四个按键分别为返回，向上/下，确认。这四个按键相互配合可以实现多层菜单和数据、波形的动态显示。其硬件连接图如图1所示：
Fig.1 Diagram of the parallel interface of TMS320F2812 and ST7902
图1中还包含DSP最小系统的时钟电路和复位电路，时钟电路由晶体和谐振电容组成，复位电路由RC充放电组成，为了便于调试，复位电路中增加了一个跳线器（J2），用于手动复位。笔者在设计过程中遇到一个问题，需要特别注意，液晶模块驱动器ST7902的工作电压为2.7~5.5V，但是OCM4×8c的工作电压为4.5~5.5V，所以两者配合的使用时电压需在4.5~5.5V之间，不然液晶显示将无法正常工作，所以不能为了方便用DSP芯片电源3.3V。
2.2软件程序设计[3-5]
下面给出与上述硬件电路配套的C语言显示子程序。包括初始化子程序、主程序、延时子程序、汉字、字符显示子程序、动态显示数据子程序、清屏子程序、按键扫描子程序等，多层菜单功能利用事件触发方式实现。可根据显示需要在主程序的相应位置调用，即可实现相应的显示功能。
Fig.2 Main program flow chart
初始化子程序：
void init_lcd (void) {
wr_lcd (COMM,0x30); /* 30---基本指令动作 */
delay(2000);
wr_lcd (COMM,0x30); /* 30---基本指令动作 */
delay(1000);
wr_lcd (COMM,0x0c); /* 开显示，关游标 */
delay(2000);
wr_lcd (COMM,0x01); /* 清屏，地址指针指向00H */
delay(20000);
wr_lcd (COMM,0x06); /* 光标的移动方向 */
}
/*** 主程序 ***/
void main(void) {
InitSysCtrl();
// Disable and clear all CPU interrupts:
DINT;
IER = 0x0000;
IFR = 0x0000;
// Initialize Pie Control Registers To Default State:
InitPieCtrl();
// Initialize the PIE Vector Table To a Known State:
InitPieVectTable();
InitGpio();
init_lcd();
for(o=0;o<10;o++)
{welcome();}
show_items(tab0,4,0);
while(1) {
display();
while(!key_scan());
key_server();}
}
写数据或指令子程序：
/* 写指令或数据
* data_comm : 1写数据，0写指令,data : 数据或指令内容 */
void wr_lcd (Uchar data_comm,Uchar data){
delay(50);
GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA9=data_comm; /* 置rs=data_comm */
GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA8=0; /* 置rw=0 */
GpioDataRegs.GPADAT.all&=0xff00; /* 输入数据 */
data&=0x00ff;
GpioDataRegs.GPADAT.all|=data;
GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA10=1 ; /* e=1 */
delay(50);
GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA10=0 ; /* e=0 */
}
清屏子程序：
void clear(void){
wr_lcd(COMM,0x30);
wr_lcd(COMM,0x01);
}
汉字、字符显示子程序：
void chn_disp (Uchar *chn,Uint16 rows,Uint16 cur_row) {
int16 row_num,offset,i,j;
clear();
row_num = (rows > 4) ? 4 : ((rows < 1) ? 1 : rows); /* 要显示的行数 */
if (cur_row >= rows) cur_row = rows-1;
offset = (cur_row > 3) ? (cur_row-3)*16 : 0; /* 第一行数据的数组下标 */
wr_lcd (COMM,0x30);
for(i=0; i<row_num;i++) {
wr_lcd(COMM,addr[i]);
for(j=0;j<16;j++)
wr_lcd(DATA,chn[offset+j]);
offset += 16;
}
wr_lcd (COMM,0x0c);
delay(50000);
}
/* 动态显示数据 * tab ：要显示的数据数组 */
void dyna_disp_value(Uchar *tab,float *tf,float factor){
while(1){
clear_tab(tab,16,64); /* 清除数值，但保留屏幕第一行的提示信息 */
float_to_char(tab,16,(*tf)*factor); /* 将动态数值存入数组 */
chn_disp(tab,4,0);
delay(5000);
if(key_scan() && (GpioDataRegs.GPBDAT.all|0xFFF0)==0xFFF8) break; /* 监听返回键 */
}
disp_menu(); /* 显示主菜单 */
}
延时子程序：
void delay (Uint16 us)
{ Uint16 i,j;
for(i=0;i<us;i++)
for(j=0;j<50;j++);
}
按键扫描子程序：
int key_scan(void) {
int16 i;
if((GpioDataRegs.GPBDAT.all|0xFFF0) == 0xFFF0) return 0 ; /* 没有按键被按下 */
for(i=2000; i>0; --i); /* 延时消除按键抖动 */
return (((GpioDataRegs.GPBDAT.all|0xFFF0) == 0xFFF0) ? 0 : 1);
}
3. 结语
以上程序均在TMS320C2X系列的软件环境CCS下调试通过并运行成功。液晶屏能够通过四个简单按键，以多层菜单的模式动态显示汉字、字符、数字和图形，用作便携式嵌入式仪表的人机界面。通过移植本文的程序，经过适当修改，可以完成各种不同组合的功能，缩短开发周期，适用于各种便携式设备的人机界面系统，如手机、便携仪表、PDA等。因此，该模块为嵌人式系统人机界面设计提供了一种较好的解决方案，提供十分简单、方便、功能强大的LCD显示功能。