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2018年01月17日 | 128X64带中文字库的液晶模块应用与程序

2018-01-17 来源：eefocus

一) 概述 …………………………………………………… 3

(二) 外形尺寸

1 方框图 ……………………………………………… 3

2 外型尺寸图 ………………………………………… 4

(三) 模块的接口 …………………………………………… 4

(四) 硬件说明 ……………………………………………… 5

(五) 指令说明 ……………………………………………… 7

(五) 读写操作时序 ………………………………………… 8

(六) 交流参数 ……………………………………………… 11

(七) 软件初始化过程 ……………………………………… 12

(八) 应用举例 ……………………………………………… 13

(九) 附录

1半宽字符表 ………………………………………… 20

2 汉字字符表 ………………………………………… 21

一、概述

带中文字库的128X64是一种具有 4 位 /8 位并行、 2 线或 3 线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为 128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集. 利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示 8×4行16×16点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。

基本特性 :

l 低电源电压（ VDD:+3.0--+5.5V）

l 显示分辨率 :128×64点

l 内置汉字字库，提供 8192个16×16点阵汉字(简繁体可选)

l 内置 128个16×8点阵字符

l 2MHz时钟频率

l 显示方式： STN、半透、正显

l 驱动方式： 1/32DUTY，1/5BIAS

l 视角方向： 6点

l 背光方式：侧部高亮白色 LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10

l 通讯方式：串行、并口可选

l 内置 DC-DC转换电路，无需外加负压

l 无需片选信号，简化软件设计

l 工作温度 : 0℃ - +55℃ ,存储温度: -20℃ - +60℃

二、方框图

3、外形尺寸图

三、模块接口说明

*注释1：如在实际应用中仅使用串口通讯模式，可将PSB接固定低电平，也可以将模块上的J8和“GND”用焊锡短接。

*注释2：模块内部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空。

*注释3：如背光和模块共用一个电源，可以将模块上的JA、JK用焊锡短接。

2.2并行接口

管脚号	管脚名称	电平	管脚功能描述
1	VSS	0V	电源地
2	VCC	3.0+5V	电源正
3	V0	-	对比度（亮度）调整
4	RS(CS）	H/L	RS=“H”,表示DB7——DB0为显示数据 RS=“L”,表示DB7——DB0为显示指令数据
5	R/W(SID)	H/L	R/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7——DB0 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0的数据被写到IR或DR
6	E(SCLK)	H/L	使能信号
7	DB0	H/L	三态数据线
8	DB1	H/L	三态数据线
9	DB2	H/L	三态数据线
10	DB3	H/L	三态数据线
11	DB4	H/L	三态数据线
12	DB5	H/L	三态数据线
13	DB6	H/L	三态数据线
14	DB7	H/L	三态数据线
15	PSB	H/L	H：8位或4位并口方式，L：串口方式（见注释1）
16	NC	-	空脚
17	/RESET	H/L	复位端，低电平有效（见注释 2）
18	VOUT	-	LCD驱动电压输出端
19	A	VDD	背光源正端（ +5V）（见注释3）
20	K	VSS	背光源负端（见注释 3）

*注释1：如在实际应用中仅使用并口通讯模式，可将PSB接固定高电平，也可以将模块上的J8和“VCC”用焊锡短接。

*注释2：模块内部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可将该端悬空。

*注释3：如背光和模块共用一个电源，可以将模块上的JA、JK用焊锡短接。

四 .模块主要硬件构成说明

控制器接口信号说明：

1、RS，R/W的配合选择决定控制界面的4种模式：

RS	R/W	功能说明
L	L	MPU写指令到指令暂存器（IR）
L	H	读出忙标志（ BF）及地址记数器（AC）的状态
H	L	MPU写入数据到数据暂存器（DR）
H	H	MPU从数据暂存器（DR）中读出数据

2、E信号

E状态	执行动作	结果
高—— >低	I/O缓冲——>DR	配合 /W进行写数据或指令
高	DR——>I/O缓冲	配合 R进行读数据或指令
低 /低——>高	无动作

● 忙标志 :BF BF标志提供内部工作情况.BF=1表示模块在进行内部操作,此时模块不接受外部指令和数据.BF=0时,模块为准备状态,随时可接受外部指令和数据. 利用STATUS RD 指令,可以将BF读到DB7总线,从而检验模块之工作状态. ● 字型产生 ROM（CGROM）字型产生ROM（CGROM）提供8192个此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。DFF=1为开显示（DISPLAY ON),DDRAM 的内容就显示在屏幕上，DFF=0为关显示（DISPLAY OFF)。 DFF 的状态是指令DISPLAY ON/OFF和RST信号控制的。 ● 显示数据RAM（DDRAM）模块内部显示数据 RAM提供64×2个位元组的空间，最多可控制4行16字（64个字）的中文字型显示，当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM的字型；此模块可显示三种字型，分别是半角英数字型(16*8)、CGRAM字型及CGROM的中文字型，三种字型的选择，由在DDRAM中写入的编码选择，在0000H—0006H的编码中（其代码分别是0000、0002、0004、0006共4个）将选择CGRAM的自定义字型，02H—7FH的编码中将选择半角英数字的字型，至于A1以上的编码将自动的结合下一个位元组，组成两个位元组的编码形成中文字型的编码BIG5（A140—D75F），GB（A1A0-F7FFH）。 ● 字型产生 RAM(CGRAM) 字型产生RAM提供图象定义(造字)功能, 可以提供四组16×16点的自定义图象空间，使用者可以将内部字型没有提供的图象字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中的定义一样地通过DDRAM显示在屏幕中。 ● 地址计数器 AC 地址计数器是用来贮存 DDRAM/CGRAM之一的地址,它可由设定指令暂存器来改变，之后只要读取或是写入DDRAM/CGRAM的值时，地址计数器的值就会自动加一，当RS为“0”时而R/W为“1”时，地址计数器的值会被读取到DB6——DB0中。

● 光标 /闪烁控制电路

此模块提供硬体光标及闪烁控制电路，由地址计数器的值来指定 DDRAM中的光标或闪烁位置。

五、指令说明

模块控制芯片提供两套控制命令，基本指令和扩充指令如下：

指令表 1：（RE=0：基本指令）

指	指令码										功能
令	RS	R/W	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
清除显示	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	将 DDRAM填满"20H",并且设定DDRAM的地址计数器(AC)到"00H"
地址归位	0	0	0	0	0	0	0	0	1	X	设定 DDRAM的地址计数器(AC)到"00H",并且将游标移到开头原点位置;这个指令不改变DDRAM 的内容
显示状态开 /关	0	0	0	0	0	0	1	D	C	B	D=1: 整体显示 ON C=1: 游标ON B=1:游标位置反白允许
进入点设定	0	0	0	0	0	0	0	1	I/D	S	指定在数据的读取与写入时 ,设定游标的移动方向及指定显示的移位
游标或显示移位控制	0	0	0	0	0	1	S/C	R/L	X	X	设定游标的移动与显示的移位控制位 ;这个指令不改变DDRAM 的内容
功能设定	0	0	0	0	1	DL	X	RE	X	X	DL=0/1：4/8位数据 RE=1: 扩充指令操作 RE=0: 基本指令操作
设定CGRAM 地址	0	0	0	1	AC5	AC4	AC3	AC2	AC1	AC0	设定 CGRAM 地址
设定DDRAM 地址	0	0	1	0	AC5	AC4	AC3	AC2	AC1	AC0	设定 DDRAM 地址（显示位址）第一行： 80H－87H 第二行： 90H－97H
读取忙标志和地址	0	1	BF	AC6	AC5	AC4	AC3	AC2	AC1	AC0	读取忙标志 (BF)可以确认内部动作是否完成,同时可以读出地址计数器(AC)的值
写数据到 RAM	1	0	数据								将数据 D7——D0写入到内部的RAM (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM)
读出 RAM的值	1	1	数据								从内部 RAM读取数据D7——D0 (DDRAM/CGRAM/IRAM/GRAM)

指令表 2：（RE=1：扩充指令）

指	指令码										功能
令	RS	R/W	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
待命模式	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	进入待命模式 ,执行其他指令都棵终止待命模式
卷动地址开关开启	0	0	0	0	0	0	0	0	1	SR	SR=1：允许输入垂直卷动地址 SR=0：允许输入IRAM和CGRAM地址
反白选择	0	0	0	0	0	0	0	1	R1	R0	选择 2行中的任一行作反白显示，并可决定反白与否。初始值R1R0＝00，第一次设定为反白显示，再次设定变回正常
睡眠模式	0	0	0	0	0	0	1	SL	X	X	SL=0：进入睡眠模式 SL=1：脱离睡眠模式
扩充功能设定	0	0	0	0	1	CL	X	RE	G	0	CL=0/1：4/8位数据 RE=1: 扩充指令操作 RE=0: 基本指令操作 G=1/0：绘图开关
设定绘图RAM 地址	0	0	1	0 AC6	0 AC5	0 AC4	AC3 AC3	AC2 AC2	AC1 AC1	AC0 AC0	设定绘图 RAM 先设定垂直 (列)地址AC6AC5…AC0 再设定水平 (行)地址AC3AC2AC1AC0 将以上 16位地址连续写入即可

备注 ;当IC1在接受指令前,微处理器必须先确认其内部处于非忙碌状态,即读取BF标志时,BF需为零,方可接受新的指令;如果在送出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长一段较长的时间,即是等待前一个指令确实执行完成。

六、读写时序图

6.1 数据传输过程

8位和4位数据线的传输过程

串口数据线模式数据传输过程

6.2 时序图

MPU写资料到ST7920（8位数据线模式）

MPU 从ST7920读资料（8位数据线模式）

6.3 串口读写时序：

串口方式下 MPU写数据到ST7920

七、交流参数

交流参数（ T A = 25 o C, V DD = 4.5 V - 5.5 V ）

八、软件初始化

九．应用举例：

1 、使用前的准备

先给模块加上工作电压，再按照下图的连接方法调节LCD的对比度，使其显示出黑色的底影。

此过程亦可以初步检测LCD有无缺段现象。

2、字符显示

带中文字库的128X64-0402B每屏可显示4行8列共32个16×16点阵的汉字，每个显示RAM可显示1个中

文字符或 2个16×8点阵全高ASCII码字符，即每屏最多可实现32个中文字符或64个ASCII码字符的显示。带中文字库的128X64-0402B内部提供128×2字节的字符显示RAM缓冲区（DDRAM）。字符显示是通过将字符显示编码写入该字符显示RAM实现的。根据写入内容的不同，可分别在液晶屏上显示CGROM（中文字库）、HCGROM（ASCII码字库）及CGRAM（自定义字形）的内容。三种不同字符/字型的选择编码范围为：0000～0006H（其代码分别是0000、0002、0004、0006共4个）显示自定义字型，02H～7FH显示半宽ASCII码字符，A1A0H～F7FFH显示8192种GB2312中文字库字形。字符显示RAM在液晶模块中的地址80H～9FH。字符显示的RAM的地址与32个字符显示区域有着一一对应的关系，其对应关系如下表所示。

80H	81H	82H	83H	84H	85H	86H	87H
90H	91H	92H	93H	94H	95H	96H	97H
88H	89H	8AH	8BH	8CH	8DH	8EH	8FH
98H	99H	9AH	9BH	9CH	9DH	9EH	9FH

3 、图形显示

先设垂直地址再设水平地址 ( 连续写入两个字节的资料来完成垂直与水平的坐标地址 )

垂直地址范围 AC5...AC0

水平地址范围 AC3…AC0

绘图 RAM 的地址计数器（ AC ）只会对水平地址 (X 轴 ) 自动加一 , 当水平地址 =0FH 时会重新设为 00H 但并不会对垂直地址做进位自动加一，故当连续写入多笔资料时，程序需自行判断垂直地址是否需重新设定。 GDRAM 的坐标地址与资料排列顺序如下图：

3、应用说明

用带中文字库的128X64显示模块时应注意以下几点：

①欲在某一个位置显示中文字符时，应先设定显示字符位置，即先设定显示地址，再写入中文字符编码。

②显示ASCII字符过程与显示中文字符过程相同。不过在显示连续字符时，只须设定一次显示地址，由模块自动对地址加1指向下一个字符位置，否则，显示的字符中将会有一个空ASCII字符位置。

③当字符编码为2字节时，应先写入高位字节，再写入低位字节。

④ 模块在接收指令前，向处理器必须先确认模块内部处于非忙状态，即读取 BF 标志时 BF 需为 “0” ，方可接受新的指令。如果在送出一个指令前不检查 BF 标志，则在前一个指令和这个指令中间必须延迟一段较长的时间，即等待前一个指令确定执行完成。指令执行的时间请参考指令表中的指令执行时间说明。 ⑤“RE” 为基本指令集与扩充指令集的选择控制位。当变更 “RE” 后，以后的指令集将维持在最后的状态，除非再次变更 “RE” 位，否则使用相同指令集时，无需每次均重设 “RE” 位。

4、与单片机 80C51的一种接口如图所示

5、编程参考（部分）

;*********************************************

;Controller:ST7920

;MCU:AT89C52 ,晶体频率：12MHz

;LCM:128*64

;LCM型号:带中文字库的128X64-0402

;LCM 接口:1:GND 2:VCC 3:V0 4.RS 5:RW 6:E 7--14:DB0-DB7 15:PSB 16:NC 17:RST 18:Vout

;**********************************************

RS EQU P1.3

RW EQU P1.4

E EQU P1.5

PSB EQU P1.6

RST EQU P2.7

COM EQU 20H

DAT EQU 21H

;******************************以上是接口定义

START:

ORG 0000H

MOV SP,#60H

LJMP DISP

;*********************************主程序入口地址

ORG 0040H

DISP: CLR PSB

LCALL DELAY

SETB PSB ;将PSB置1，通信方式为8位数据并口

LCALL DELAY

MOV COM,#30H ;功能设置---8BIT控制界面，基本指令集

ACALL WRI ;调用写指令子程序

LCALL DELAY ;延迟39uS

MOV COM,#0CH ;显示打开，光标关，反白显示关

ACALL WRI ;调用写指令子程序

LCALL DELAY ;延迟39uS

MOV COM,#01H ;清除屏幕显示，将DDRAM的地址计数器归零

ACALL WRI ;调用写指令子程序

LCALL DELAY ;延迟39uS

MOV COM,#06H ;DDRAM的地址计数器（AC）加1

ACALL WRI ;调用写指令子程序

LCALL DELAY ;延迟39uS

;****************************************************

DISPLAY5A:

MOV R2,#64 ;DDRAM地址记数器设为最大值

MOV R1,#10H

MOV COM,#80H ;DD RAM 地址-----0000000

ACALL WRI

DISP5A: MOV DAT,R1

ACALL WRD ;写入第二字节数据

INC R1

DJNZ R2,DISP5A

LCALL DELAY1 ;1S延时子程序

;*************************************以上是写入半角字符

DISPLAY5:

MOV R2,#64 ;DDRAM地址记数器设为最大值

MOV R1,#0DEH

MOV COM,#80H ;DD RAM 地址-----0000000

ACALL WRI

DISP5: MOV DAT,#0B4H

ACALL WRD ;写入第一字节数据

MOV DAT,R1

ACALL WRD ;写入第二字节数据

INC R1

DJNZ R2,DISP5

LCALL DELAY1 ;1S延时子程序

;**********************************以上是从字库中“崔”字处开始显示

MOV COM,#01H ;清屏

ACALL WRI ;调用写指令子程序

LCALL DELAY

MOV COM,#32H ;功能设置---8BIT控制界面，绘图显示ON

ACALL WRI ;调用写指令子程序

LCALL DELAY ;延迟39uS

MOV COM,#36H ;功能设置---8BIT控制界面，扩充指令集

ACALL WRI ;调用写指令子程序

LCALL DELAY ;延迟39uS

DISPLAY6:

MOV DPTR,#DAB2 ;图形数据入口地址

MOV R2,#32 ;32行,(双屏结构中上半屏)

MOV R3,#80H ;Y地址寄存器

DISP6: MOV COM,R3 ;设置绘图区的Y地址坐标

INC R3 ;Y地址加1

LCALL WRI

MOV COM,#80H ;设置绘图区的X地址坐标

LCALL WRI

MOV R1,#16 ;16*8列

DISP7: CLR A

MOVC A,@A+DPTR

MOV DAT,A

LCALL WRD

INC DPTR

DJNZ R1,DISP7

DJNZ R2,DISP6 ;写满全屏的16*8字节X64

MOV R2,#32 ;32行,(双屏结构的下半屏)

MOV R3,#80H ;Y地址寄存器

DISP8: MOV COM,R3 ;设置绘图区的Y地址坐标

INC R3 ;Y地址加1

LCALL WRI

MOV COM,#88H ;设置绘图区的X地址坐标

LCALL WRI

MOV R1,#16 ;16*8列

DISP9: CLR A

MOVC A,@A+DPTR

MOV DAT,A

LCALL WRD

INC DPTR

DJNZ R1,DISP9

DJNZ R2,DISP8 ;写满全屏的16*8字节X64

LCALL DELAY1 ;1S延时子程序

;*******************************************以上是写入一幅图画(电脑桌面图)

DISPLAY6A:

MOV DPTR,#DAB3 ;图形数据入口地址

MOV R2,#32 ;32行,(双屏结构中上半屏)

MOV R3,#80H ;Y地址寄存器

DISP6A: MOV COM,R3 ;设置绘图区的Y地址坐标

INC R3 ;Y地址加1

LCALL WRI

MOV COM,#80H ;设置绘图区的X地址坐标

LCALL WRI

MOV R1,#16 ;16*8列

DISP7A: CLR A

MOVC A,@A+DPTR

MOV DAT,A

LCALL WRD

INC DPTR

DJNZ R1,DISP7A

DJNZ R2,DISP6A ;写满全屏的16*8字节X64

MOV R2,#32 ;32行,(双屏结构的下半屏)

MOV R3,#80H ;Y地址寄存器

DISP8A: MOV COM,R3 ;设置绘图区的Y地址坐标

INC R3 ;Y地址加1

LCALL WRI

MOV COM,#88H ;设置绘图区的X地址坐标

LCALL WRI

MOV R1,#16 ;16*8列

DISP9A: CLR A

MOVC A,@A+DPTR

MOV DAT,A

LCALL WRD

INC DPTR

DJNZ R1,DISP9A

DJNZ R2,DISP8A ;写满全屏的16*8字节X64

LCALL DELAY1 ;1S延时子程序

LJMP START ;从开始处循环显示

;***************************************以上是写入一幅图画(电子制作实验室）

WRI: PUSH ACC

CLR RS

SETB RW

WRI1: MOV P0,#0FFH

SETB E

MOV A,P0

CLR E

JB ACC.7,WRI1

CLR RW

MOV P0,COM

SETB E

CLR E

POP ACC

RET

;******************************************以上是写指令子程序

WRD: PUSH ACC

CLR RS

SETB RW

WRD1: MOV P0,#0FFH

SETB E

MOV A,P0

CLR E

JB ACC.7,WRD1

SETB RS

CLR RW

MOV P0,DAT

SETB E

CLR E

POP ACC

RET

;******************************************以上是写数据子程序

DELAY: MOV R7,#0FFH

DELAY4: MOV R6,#00FH

LOOP2: DJNZ R6,LOOP2

DJNZ R7,DELAY4

RET

DELAY1: MOV R4,#08H

DELAY11:MOV R7,#0FFH

DELAY41:MOV R6,#0FFH

DJNZ R6,$

DJNZ R7,DELAY41

DJNZ R4,DELAY11

RET

XX: MOV R5,#0FFH

XX1: MOV R6,#0FFH

XX2: DJNZ R6,XX2

DJNZ R5,XX1

RET

;******************************************以上是延时子程序

DAB2:

DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH

DB 080H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,001H

DB 080H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,03FH,0FFH,0F0H,000H,001H

DB 080H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,040H,000H,018H,000H,001H

DB 080H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,000H,0BFH,0FFH,0DCH,000H,001H

DB 080H,000H,01FH,0FFH,0FFH,000H,000H,000H,000H,000H,000H,0BFH,0FFH,0BCH,000H,001H

DB 080H,000H,030H,000H,001H,080H,000H,000H,000H,000H,001H,07FH,0FFH,0B8H,000H,001H

DB 080H,000H,030H,000H,000H,080H,000H,000H,000H,000H,001H,07FH,0FFH,078H,000H,001H

DB 080H,000H,019H,0FFH,0FEH,0C0H,000H,000H,000H,000H,002H,0FFH,0FFH,070H,000H,001H

DB 080H,000H,018H,000H,000H,040H,000H,000H,000H,000H,002H,0FFH,0FEH,0F0H,000H,001H

DB 080H,000H,00CH,001H,0FFH,060H,000H,000H,000H,000H,005H,0FFH,0FEH,0E0H,000H,001H

DB 080H,000H,00CH,07FH,0D0H,020H,000H,000H,000H,000H,005H,0FFH,0FDH,0E0H,000H,001H

DB 080H,000H,006H,000H,00FH,0B0H,000H,000H,000H,000H,00BH,0FFH,0FDH,0C0H,000H,001H

DB 080H,000H,006H,003H,0FCH,010H,000H,000H,000H,000H,00BH,0FFH,0FBH,0C0H,000H,001H

DB 080H,000H,003H,01FH,000H,018H,000H,000H,000H,000H,017H,0FFH,0FBH,080H,000H,001H

DB 080H,000H,003H,000H,000H,008H,000H,000H,000H,000H,017H,0FFH,0F7H,080H,000H,001H

DB 080H,000H,001H,080H,000H,00CH,000H,000H,000H,000H,017H,0FFH,0F7H,000H,000H,001H

DB 080H,000H,001H,080H,000H,004H,000H,000H,000H,000H,009H,0FFH,0EFH,000H,000H,001H

DB 080H,000H,000H,0C0H,000H,0F6H,000H,000H,000H,000H,006H,07FH,0EEH,000H,000H,001H

DB 080H,000H,000H,0C0H,003H,0C2H,000H,000H,000H,000H,001H,09FH,0DEH,000H,000H,001H

DB 080H,000H,000H,060H,000H,03BH,000H,000H,000H,000H,000H,067H,0DFH,000H,000H,001H

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DAB3:

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END

十、附录部分

附录 1：ASCII码表

16*8半宽字符表

附录 2：汉字码址表

128X64 中文字库液晶模块

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98H	99H	9AH	9BH	9CH	9DH	9EH	9FH

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