安德鲁

[转载].教你在12864上打点(基于ST7920控制器).[C][C51][LCD]

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转者注:AIHHLI 咚冬兄写得比较生动,值得一读;对其他的点阵屏的研究有很大的参考价值。

基于ST7920控制的12864液晶用于字符显示很方便的,但网友说用它显示图形并不合适,原因就是它绘图时先要关闭显示,绘完后又要打开, 速度会较慢。我没有用过别的液晶,手中只有这一款,摆弄了几天,掌握了一点东西,写出来共享。
首先,我们知道,图形都是由像素点组成的, 绘图的基础其实就是画点。只要我们能点亮液晶的任意一个像素点,那么绘图就不是什么难事了。万丈高楼平地起嘛,先要做的,当然是要打好基础。

ST7920 提供了用于绘图的GDRAM(graph display RAM)。共 64×32 个字节的空间(由扩充指令设定绘图 RAM 地址),最多可以控制 256×64点阵的二维绘图缓冲空间。在它的Datasheet给出了GDRAM的坐标地址对照表:


用坐标表示,就是这样:


它的横坐标每一个地址都是16 位的。共16个地址,256位。
很明显,它能控制256*64像素的液晶屏,而我们的只是128*64像素液晶屏,显然只用到它的一部 分。
我刚开始以为它对应屏幕的绘图RAM是这样分布的(如红色部分):


结果栽了大根头,后来终于弄明白,原来它对应 屏幕的GDRAM是这样分布的:


只要我们清楚了它的GDRAM和屏幕上像素点 的映射(对应)关系,点亮对应的像素点就容易多了。要点亮某一个像素点,就是将这个像素点在GDRAM中对应的位置1,这个相信没人会不知道吧?
我 们先讨论一下思路,再一步步写代码。我觉得,思路要比代码重要的多,只要你的思路通了,正确了,那么写出代码肯定会很容易。
首先,给你 x,y的坐标,要你点亮一个点,要怎么做呢?从上面的图我们知道,它是分为两个半屏的,首先,我们要确定这个点是在上半屏还是下半屏,然后确定它是在那一 行(纵坐标Y),再确定它是在哪一个字节的哪一个位(也就是确定它在那一列,即横坐标X)。这些都确定后我们就定位到某一个具体的位上了,只就将这个位置 1,就OK了。
下面我们边写代码边讨论。
因为这里仅仅是讨论如何在12864上打点的,而不是给12864写一个驱 动,所以对于基本的数据读写函数,我们不做讨论,这里假设已经有了如下基本函数:


1 voidlcd_write_cmd(unsignedchar);//lcd 命令写
2 voidlcd_write_data(unsignedchar);//lcd 数据写
3 unsigendcharlcd_read_data(void);//lcd 数据读

好了,就这些了。
为了方便,我们定义如下宏:


1 #define BASIC_SET 0x00 //基本指令集,后面的数字查数据手册,下同。
2 #define EXTEND_SET 0x00 //扩展指令集
3 #define DRAW_ON 0x00 //绘图显示开
4 #define DRAW_OFF 0x00 //绘图显示关

我们现在开始写点亮某一个点的函数:


01 voidlcd_set_dot(unsignedcharx, unsignedchary)
02 {
03 unsignedcharx_byet, x_bit;//在横坐标的哪一个字节,哪一个位
04 unsignedchary_byte, y_bit;
05 x_byte = x / 16;//算出它在哪一 个字节(地址)
06 //注意一个地址是16位的
07 x_bit = x % 16;//算出它在哪 一个位
08 y_byte = y /32;//y是没在哪个字节这个说 法
09 //这里只是确定它在上半屏还是下半屏
10 //0:上半屏 1:下半屏
11 y_bit = y % 32;//y_bit 确定它是在第几行
12 lcd_write_cmd(EXTEND_SET);//扩展指令集
13 lcd_write_cmd(DRAW_OFF);//绘图显示关闭
14 lcd_write_cmd(0x80 + y_bit);//先写垂直地址
15 //具体参照数据手册
16 lcd_write_cmd(0x80 + x_byte + 8 * y_byte);//水平坐标
17 //下半屏的水平坐标起始地址为0x88
18 //(+8*y_byte)就是用来确定在上半屏还是下半屏
19 if(x_bit < 8)//如果 x_bit位数小于8
20 {
21 lcd_write_data(0x01 << (7 - x_bit));//写高字节。因为坐标是从左向右的
22 //而GDRAM高位在左,底位在右
23 lcd_write_data(0x00);//低字节全部填0
24 }
25 else
26 {
27 lcd_write_data(0x00);//高字节全部填0
28 lcd_write_data(0x01 << (15 - x_bit));
29 }
30 lcd_write_cmd(DRAW_ON);//打开绘图显示
31 lcd_write_cmd(BASIC_SET);//回到基本指令集,毕竟ST7920是以字符为主的
32 return;
33 }


基本画点函数算是完成了,但是我们如果使用这个函数,就会发现问题。你且用它沿横坐标画几个连续的点试试,肯定不是你想要的结果。
出现问题的原因是因为我们画点时对其余的位全部填0处理了,造成对原来的信息的破坏。所以我们要读出要写的那个地址原来的数据,再进行加工,写回 去就可以解决问题了。
改进后的代码:


01 voidlcd_set_dot(unsignedcharx, unsignedchary)
02 {
03 unsignedcharx_byet, x_bit;//在横坐标的哪一个字节,哪一个位
04 unsignedchary_byte, y_bit;
05 unsignedchartmph, tmpl;//定义两个临时变 量,用于存放读出来的数据
06 x &= 0x7F;
07 y &= 0x3F;
08 x_byte = x / 16;//算出它在哪一 个字节(地址)
09 //注意一个地址是16位的
10 x_bit = x&0x0F;//算 出它在哪一个位
11 y_byte = y /32;//y是没在哪个字节这个说 法
12 //这里只是确定它在上半屏还是下半屏
13 //0:上半屏 1:下半屏
14 y_bit = y&0x3F;//y_bit 确定它是在第几行
15 lcd_write_cmd(EXTEND_SET);//扩展指令集
16 lcd_write_cmd(DRAW_OFF);//绘图显示关闭
17 lcd_write_cmd(0x80 + y_bit);//先写垂直地址(最高位必须为1)
18 //具体参照数据手册
19 lcd_write_cmd(0x80 + x_byte + 8 * y_byte);//水平坐标
20 //下半屏的水平坐标起始地址为0x88
21 //(+8*y_byte)就是用来确定
22 //在上半屏还是下半屏
23 lcd_read_data();//先空读一次
24 tmph = lcd_read_data();//读高位
25 tmpl = lcd_read_data();
26 lcd_write_cmd(0x80 + y_bit);//读操作会改变AC,所以重新设置一次
27 lcd_write_cmd(0x80 + x_byte + 8 * y_byte);
28 if(x_bit < 8)//如果 x_bit位数小于8
29 {
30 lcd_write_data(tmph | (0x01 << (7 - x_bit)));//写高字节。因为坐标是从左向右的
31 //而GDRAM高位在左,底位在右
32 lcd_write_data(tmpl);//原数据送回
33 }
34 else
35 {
36 lcd_write_data(tmph);//原数据送回
37 lcd_write_data(tmpl | (0x01 << (15 - x_bit)));
38 }
39 lcd_write_cmd(DRAW_ON);//打开绘图显示
40 lcd_write_cmd(BASIC_SET);//回到基本指令集,毕竟ST7920是以字符为主的
41 return;
42 }


画点函数到此就完成了,剩下的事情就是对函数的优化了。例如对入口参数的检查,对乘除法的优化等等。

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