單片機對LCD模塊的控制

一般來說，LCD 模塊的控制都是通過 MCU 對 LCD 模塊的內部寄存器、顯存進行操作來最終完成的；在此我們設計了三個基本的時序控制程序，分別是：
寫寄存器函數（LCD_RegWrite）
數據寫函數（LCD_DataWrite）
數據讀函數（LCD_DataRead）
這三個函數需要嚴格的按照 LCD 所要求的時序來編寫，下面可以看看 MzL02 模塊時序圖：


圖 3.2 MzL02 模塊的 6800 時序示意
注意：上圖是該模塊的控制 IC 資料中的原版時序圖，其實有些示意不是太穩妥（少標出了RW 線信號的要求），或者說是不太嚴謹，不過這些不作討論，請看分析即可；而 EP 的有效觸發沿在圖中很有可能示意有誤，實測為上升沿。圖中 CS1B（CS2）的信號即為片選 CS，RS 即為數據/寄存器的選擇埠 A0 信號，E 為 EP；當作寫入寄存器數據操作時，首先要將 A0 置低，以通知 LCD 模塊即將進行的是對寄存器的操作；而 RW 線需要置低，以示即將要進行的是寫入的操作；然後片選 CS 信號置低，裝載數據至匯流排，然後在 EP 線上產生一個上升沿以觸發 LCD 模塊將匯流排上的數據最終載入；在前面的操作完成後一般都會將各個信號線的狀態恢復。而數據（顯存）寫入、數據讀出的操作時序也比較類似，這裡就不多作介紹，直接參考常式即可。
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// 函數: void LCD_RegWrite(unsigned char Command)
// 描述: 寫一個位元組的數據至 LCD 中的控制寄存器當中
// 參數: Command 寫入的數據，低八位有效（byte）
// 返回: 無
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void LCD_RegWrite(unsigned char Command)
{
LCD_A0 = 0; //A0 置低，示意進行寄存器操作
LCD_RW = 0; //RW 置低，示意進行寫入操作
LCD_EP = 0; //EP 先置低，以便後面產生跳變沿
LCD_CS = 0; //片選 CS 置低
DAT_PORT = Command; //裝載數據置匯流排
LCD_EP = 1; //產生有效的跳變沿
LCD_CS = 1; //片選置高
}
數據寫入以及讀出的函數源碼如下：
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// 函數: void LCD_DataWrite(unsigned char Dat)
// 描述: 寫一個位元組的顯示數據至 LCD 中的顯示緩衝 RAM 當中
// 參數: Data 寫入的數據
// 返回: 無
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void LCD_DataWrite(unsigned char Dat)
{
LCD_A0 = 1; //A0 置高，示意進行顯存數據操作
LCD_RW = 0; //RW 置低，示意進行寫入操作
LCD_EP = 0; //EP 先置低，以便後面產生跳變沿
LCD_CS = 0; //片選 CS 置低
DAT_PORT = Dat; //裝載數據置匯流排
LCD_EP = 1; //產生有效的跳變沿
LCD_CS = 1; //片選置高
}
//=========================================================
// 函數: unsigned char LCD_DataRead(void)
// 描述: 從 LCD 中的顯示緩衝 RAM 當中讀一個位元組的顯示數據
// 參數: 無
// 返回: 讀出的數據，
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unsigned char LCD_DataRead(void)
{
unsigned char Read_Data;
DAT_PORT = 0xff; //51 的埠想要輸入前，要先給埠全置 1
LCD_A0 = 1; //A0 置高，示意進行顯存數據操作
LCD_RW = 1; //RW 置高，示意進行讀出操作
LCD_EP = 0; //EP 先置低，以便後面產生跳變沿
LCD_CS = 0; //片選 CS 置低
LCD_EP = 1; //產生有效的跳變沿
LCD_EP = 0;
Read_Data = DAT_PORT; //讀出數據
LCD_CS = 1; //片選置高
return Read_Data; //返回讀到的數據
}
以上便是要介紹的最基本的時序操作程序，它們幾乎是整個 LCD 驅動程序當中與底層硬體打交道的代碼了，這樣的話，當要改變驅動 LCD 的 MCU 埠時或者換用別的 MCU 來驅動 LCD 時，基本上只需要在這些代碼里作一下修改即可。
關於讀 LCD 狀態
而在一般的 LCD 模塊當中，還有一個功能同樣重要，就是讀 LCD 狀態；可以通過此操作獲取當前 LCD 模塊的忙狀態以及一些相關的狀態信息，當 LCD 模塊正處於忙狀態時，則不宜對它進行數據的寫入或讀出操作（有很多較老式的 LCD 控制器規疾在忙的狀態下時不允許寫入或讀出數據）。
所以在很多 LCD 的驅動程序當中，會在寄存器寫入、數據寫入/讀出的操作前加入讀取 LCD狀態並判別忙狀態的代碼；這點可以參考網上流傳的很多 LCD 驅動程序。不過，對於 MzL02這樣的較新出的 LCD 控制器來說，已經對忙狀態不是很在乎了，或者說影響已經很小甚至沒有了；所以我們在前面的代碼當中並沒有加入這樣的代碼。至於有沒有必要加讀狀態判忙的代碼，要視具體的 LCD 控制器而定。
關於時序的時間要求
時序的一個非常重要的數據就是類似上圖中標出的tAS88之類的時間長短要求，只是上圖中並沒有標出它們的具體最大最小值要求而已；但在編寫這類的時序介面程序時它們還是非常重要的，當然還要看 MCU 的埠操作速度以及 MCU 的指令執行速度。打個比方，有的時序里就會有要求某些信號的電平保持最小寬度，而如果 MCU 的指令執行速度以及埠操作速度非常快的話，就需要酌情在連續操作埠的代碼之間加入適量的延時（通用用空操作來代替，具體多少個多少時長視具體的 MCU 以及 LCD 控制器而定）以保證該信號的脈衝寬度滿足要求。
在本文的所列出的源代碼當中，並沒有如前所述的為時序的要求而插入空操作或延時處理，因為 MCU 的速度並不是非常快，況且現在的 LCD 控制器的匯流排速度都挺快的了，沒有必要加入而已。