原创 图形LCD模块ACM19264ASB的汉字显示

1引言

在基于单片机的智能系统中，汉字显示模块是很重要的一个组成部分，它应用广泛、操作容易、调试简便。

然而，在单片机上显示汉字也存在几个问题。首先，单片机资源有限，我们不能为了显示汉字占用太多的资源；其次，汉字存储读取比较繁琐，使用不方便；第三，汉字是通过点阵显示出来的，往往与LCD写入方式不一样，这就得进行转换和调整。

值得注意的是，基于单片机的汉字显示不能在字符LCD上实现。使用图形LCD有很多优点，不仅能显示汉字，而且可以实现汉字动态移动和上下滚屏，实现汉字与图形的混合显示，同时功耗低。

2基于单片机的汉字显示原理

2.1汉字字模

汉字一般是以点阵式存储的，如16×16，24×24点阵（即汉字的字模），每个汉字由32字节（16点阵）或72字节（24点阵）描述。根据汉字的不同字体,也可分为宋体字模、楷体字模、黑体字模等等。

汉字的字模其实是汉字字形的图形化。对于16点阵字模，就是把汉字写在一个16×16的网格内，汉字的笔画能过某网格时该网格就对应1，否则该网格对应0，这样每一网格均对应1或0，把对应1的网格连起来看，就是这个汉字。汉字就是这样通过字节表示点阵存储在字库中的。

为了方便查找所需汉字的点阵，每个汉字都与一个双字节的内码一一对应。通过汉字的内码可以计算出它的点阵起始字节。现以16点阵为例说明。

先由内码计算出它在汉字库中的区位码，计算公式为：

区码=内码第一字节－160

位码=内码第二字节－160

再由区位码可以得到它在汉字库中字模第一个字节的位置:
(区码×94＋位码)×32 于是，可以向后连续读出由32个字节组成的该字的点阵数据。

2.2汉字显示

汉字占用资源太多（如16点阵，每个汉字就需32字节），因而通常把汉字库放在EEPROM里，需要显示某个汉字时，先算出它的区位码，再求出点阵起始位置，从EEPROM中顺序调出该字的点阵数据，存在缓冲区里，最后依次送往LCD显示，描出该字。需要说明的是汉字存储方式与LCD显示方式有一定差别。

本文使用另一种显示方法，即事先将程序用到的汉字、符号和数码（为了节省显示空间，可以将数码压成8×16点阵），编成一个文本文件，用一段小程序做出相应小的汉字库，这个小字库的汉字点阵数据取自于一般汉字库。再经过转换和调整，得到新的汉字库，最后把新字库固化在EEPROM中。单片机只需按序号读出点阵字节，送往LCD即可显示所需汉字。减轻了单片机的负担，去除了繁琐的查找内码、求起始位置、转换、调整等工作，提高了系统可靠性。

表116点阵汉字字库存储方式

3自定义小字库的制作

典型的汉字库可选用UCDOS下的字库，如16点阵字库HZK16。需要256K空间，用了较大的EEPROM，又不方便读取，而实际应用中需要的汉字又非常少，因而我们可以自己制作小的汉字库，在这个小字库里只包含系统需要的汉字。这样，一方面节省读取时间，另一方面大大地节省了资源。

限于篇幅，这里仅仅给出流程图（假定事先将所需汉字写到了一个文本文件），如图1所示。

4图形点阵液晶显示模块ACM19264ASB的结构与原理

4.1技术参数和性能

1）电源：＋5V；
2）显示内容：192（列）×64（行）点阵，可显示图形，也可显示12×4（16点阵）汉字；
3）全屏幕点阵；
4）7种指令；
5）与CPU接口采用8位数据总线并行输入输出和8条控制线。

4.2模块主要外部接口
1）VSS：地；
2）D/I：高时表示DB7～DB0为显示数据，低时表示为显示指令数据；
3）R/W：读写控制；
4）E：使能信号；
5）DB7～DB0：数据线；
6）CS3～CS1：3组列驱动选择器；
7）RESET：复位控制；
8）VEE：负电压驱动。

4.3指令说明，指令字为【R/W,D/I,DB7,DB6,DB5,DB4,DB3,DB2,DB1,DB0】

1）显示开关控制【0,0,0,0,1,1,1,1,1,D】，D=1表示开显示，可进行各种显示操作；

2）设置显示起始行【0,0,1,1,A5,A4,A3,A2,A1,A0】,起始行地址可以是0～63的任意一行；

3）设置页地址（即X地址）【0,0,1,0,1,1,1,A2,A1,A0】，8行为一页，模块共64行即8页，0～7可选；

4）设置Y地址【0,0,0,1,A5,A4,A3,A2,A1,A0】，Y可从0～63选，对应CS3～CS1，各包含64列，Y可选择其中一列作读写操作起始列，每操作一次Y自动加1；

5）读状态【1,0,BF,0,ON/OFF,RST,0,0,0,0】，其中BF为忙标志，BF=1表示内部正进行操作，不接受外部指令，ON/OFF为显示控制触发器状态，ON/OFF=1为开显示，数据就显示在屏幕上，RST=1表示内部正进行初始化，不接受任何指令和数据；

6）写显示数据【0,1,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0】,写入显示数据存储单元进行显示，Y地址指针自动加1；

7）读显示数据【1,1,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0】,读出数据，Y自动加1。

4.4模块主要硬件构成说明

图形显示LCD模块ACM19264ASB的内部结构

如图2所示。IC4为行驱动器，IC3～IC1为列驱动器，各驱动器含有如下功能器件：指令寄存器（IR），数据寄存器（DR），忙标志（BF），显示控制触发器（DFF），XY地址计数器，显示数据RAM（DDRAM），Z地址计数器（即行扫描计数器，扫完一行自动加1，0～63循环，故可实现滚屏显示）。

4.5显示数据存储单元地址表

表2示出显示数据存储单元地址。

表2图形显示LCD模块ACM19264ASB的DDRAM地址表

5汉字库到LCD的调整与转换

从表1和表2可以看出，汉字库点阵需要经过调整和转换才能显示在LCD上。具体地讲，需要先从行点阵转换到列点阵，再翻转180°。相应程序如下：

先将＃include加到头文件中，然后设置数组：

unsignedintfarHzLib[16＊1000];转换前的汉字库点阵数组，双字节写入unsignedintfarHzXLib[8＊2000]；转换后的汉字库点阵数组，单字节写入 这里，转换前的汉字库数组每次按双字节写入16位点阵数据，快捷方便，转换后的汉字库数组按单字节写入。 最后把转换子程序函数加到主程序后面即可。转换子程序如下：voidHZ_TZH(){

inti,j,k,GetBit;for(k=0;k{for(i=0;i<16;i＋＋)；先转换低16字节{for(j=7;j>=0;j－－){GetBit=(HzLib[16＊k＋j]>>(15－i))－(HzLib[16＊k＋j]>>(16－i))＊2;取每个字节的相同位，实现行到列的转换HzXLib[i＋32＊k]＋=GetBit<时，高低位顺序倒转180°}}for(i=16;i<32;i＋＋)；再转换高16字节{for(j=15;j>=8;j－－){GetBit=(HzLib[16＊k＋j]>>(31－i))－(HzLib[16＊k＋j]>>(32－i))＊2HzXLib[i＋32＊k]＋=GetBit<<(j－8)}}}}

6汉字显示应用举例

图3示出汉字显示的典型应用框图。

CPLD用来扩展I/O口，单片机通过CPLD读取汉字库EEPROM点阵数组，缓存到SRAM中，然后依次写入LCD显示出来，键盘用来输入指令与改变数据。

使用过程中应注意几个问题：

1）LCD分3个区CS1～CS3分别选中写入,确定显示位置后，先选中对应区CS再写入；
2)该型号LCD每行只能显示24个汉字，到边界时注意加一个判断程序，防止显示位置出错；
3 ）程序中可能用到数码，为了节省显示空间，可以事先将数码压成8×16点阵，添加到EEPROM汉字库后面。 本系统在信号源产生系统中,已成功使用,速度快，程序简捷，没有出现误码等问题。