12864LCD的扫描硬件原理及12864液晶的管脚描述

本实例中要用到4×4键盘，系统需要完成4×4键盘的扫描，确定有键按下后需要获取其键值，根据预先存放的键值表，逐个进行对比，从而进行按键的识别，并将相应的按键值进行显示。

键盘扫描的实现过程如下：对于4×4键盘，通常连接为4行、4列，因此要识别按键，只需要知道是哪一行和哪一列即可，为了完成这一识别过程，首先输出4列中的第一列为低电平，其他列为高电平，读取行值；然后再输出4列中的第二列为低电平，读取行值，以此类推，不断循环。系统在读取行值的时候会自动判断，如果读进来的行值全部为高电平，则说明没有按键按下，如果读进来的行值不全为高电平，则说明键盘该列中必定有至少一个按键按下，读取此时的行值和当前的列值，即可判断到当前的按键位置。获取到行值和列值以后，组合成一个8位数据的编码，根据得到的编码再对每个按键进行匹配，找到键值后在液晶上显示。4×4矩阵键盘扫描的硬件原理图如图7.20所示。

本实例中使用反转法读取键盘值，首先将列线作为输出线，行线作为输入线。置输出线全部为0，此时行线中呈低电平0的为按键所在行，如果全部都不是0，则没有按键按下。其次将第一步反过来，即将行线作为输出线，列线作为输入线。置输出线全部为0，此时列线呈低电平的为按键所在的列。这样，就可以确定了按键的位置（X，Y），当然还要注意软件去抖动。

图7.20　4×4矩阵键盘键值扫描硬件原理图

12864LCD是一种经常应用于单片机系统中的显示器件，它由128×64个点构成。由于12864液晶屏可以显示128×64个像素点阵，因此，这种液晶屏常用来显示一些图形，或者显示一些字体较为复杂的文字，比如中文。

对12864的所有操作概括起来有4种：

①读忙状态（同时读出指针地址内容），初始化之后每次对12864的读写均要进行忙检测。

②写命令：所有的命令可以查看指令表，后续讲解指令的详细用法。写地址也是写指令。

③写数据：操作对象有DDRAM、CGRAM、GDRAM。

④读数据：操作对象也是DDRAM、CGRAM、GDRAM。

RS、RW描述见表7.2。

表7.2　RS、RW描述

表7.3是12864液晶的管脚号和管脚描述。

表7.3　12864液晶的管脚号和管脚描述

续表

注释1：如在实际应用中仅适用并口通信模式，可将PSB接固定高电平。
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。

对12864的学习首先要了解其内部资源，知道了它的内部结构，就可以更加方便地使用它。先介绍几个英文名词：

DDRAM（Data Display Ram）：数据显示RAM。液晶屏幕可显示写入该RAM的信息。

CGROM（Character Generation ROM）：字符发生ROM。里面存储了中文汉字的字模，也称作中文字库，编码方式有GB2312（中文简体）和BIG5（中文繁体）。(www.xing528.com)

CGRAM（Character Generation RAM）：字符发生RAM，12864内部提供了64×2 Byte的CGRAM，可用于用户自定义4个16×16字符，每个字符占用32个字节。

GDRAM（Graphic Display RAM）：图形显示RAM，这一块区域用于绘图。液晶屏幕可显示写入该RAM的信息，它与DDRAM的区别在于，往DDRAM中写的数据是字符的编码，字符的显示先是在CGROM中找到字模，然后映射到屏幕上，而往GDRAM中写的数据是图形的点阵信息，每个点用1 bit来保存其显示与否。

HCGROM（Half height Character Generation ROM）：半宽字符发生器，就是字母与数字，也就是ASCII码。

DDRAM结构如下所示：

80H、81H、82H、83H、84H、85H、86H、87H、88H、89H、8AH、8BH、8CH、8DH、8EH、8FH；

90H、91H、92H、93H、94H、95H、96H、97H、98H、99H、9AH、9BH、9CH、9DH、9EH、9FH；

A0H、A1H、A2H、A3H、A4H、A5H、A6H、A7H、A8H、A9H、AAH、ABH、ACH、ADH、AEH、AFH；

B0H、B1H、B2H、B3H、B4H、B5H、B6H、B7H、B8H、B9H、BAH、BBH、BCH、BDH、BEH、BFH。

地址与屏幕显示对应关系如下：

第一行：80H、81H、82H、83H、84H、85H、86H、87H；

第二行：90H、91H、92H、93H、94H、95H、96H、97H；

第三行：88H、89H、8AH、8BH、8CH、8DH、8EH、8FH；

第四行：98H、99H、9AH、9BH、9CH、9DH、9EH、9FH。

（1）DDRAM数据读写

所有的数据读写都是先送地址，然后进行读写。对DDRAM写数据时，确保在基本指令集下（使用指令0x30开启），然后写入地址，之后连续写入两个字节的数据。读数据时，在基本指令集下先写地址，然后假读一次，之后再连续读2个字节的数据，读完之后地址指针自动加1，跳到下一个字，若需要读下一个字的内容，只需再执行连续读2个字节的数据。这里的假读需要注意，不光是读CGRAM需要假读，读其他的GDRAM、DDRAM都需要先假读一次，之后的读才是真读，假读就是读一次数据，但不存储该数据，也就是说送地址之后第一次读的数据是错误的，之后的数据才是正确的。（dummy为假读）

（2）CGRAM数据读写

CGRAM读写之前先写地址，写CGRAM的指令为0x40+地址。但是写地址时只需要写第一行的地址，例如第一个字符就是0x40+00H，然后连续写入2个字节的数据，之后地址指针会自动加1，跳到下一行的地址，然后再写入2个字节的数据。其实编程的实现就是写入地址，然后连续写入32个字节的数据。读数据也是先写首地址，然后假读一次，接着连续读32个字节的数据。

（3）GDRAM的读写

首先说明对GDRAM的操作基本单位是一个字，也就是2个字节，就是说读写GDRAM时一次最少写2个字节，一次最少读2个字节。

写数据：先开启扩展指令集（0x36），然后送地址，这里的地址与DDRAM中的地址略有不同，DDRAM中的地址只有一个，那就是字地址。而GDRAM中的地址有2个，分别是字地址（列地址/水平地址X）和位地址（行地址/垂直地址Y），表7.3中的垂直地址就是00H～31H，水平地址就是00H～15H，写地址时先写垂直地址（行地址）再写水平地址（列地址），也就是连续写入两个地址，然后再连续写入2个字节的数据。表7.3左边为高字节右边为低字节。为1的点被描黑，为0的点则显示空白。这里列举个写地址的例子：写GDRAM地址指令是0x80+地址。被加上的地址就是上面列举的X和Y，假设我们要写第一行的2个字节，那么写入地址就是0x00H（写行地址）然后是0x80H（写列地址），之后才连续写入2个字节的数据（先高字节后低字节）。再如写屏幕右下角的2个字节，先写行地址0x9F（0x80+32），再写列地址0x8F（0x80+15），然后连续写入2个字节的数据。编程中写地址函数直接用参数（0x+32），而不必自己相加。

读数据：先开启扩展指令集，然后写行地址、写列地址，假读一次，再连续读2字节的数据（先高字节后低字节）。