点阵式液晶任意图片显示的实现-蓝色地平线-搜狐博客

式液晶任意图片显示的实现
标签：点阵 绘图 液晶 图形 memo
点阵式液晶任意图片显示的实现
长江大学电子信息学院 孙先松
引言
液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD )具有功耗低、体积小、质量轻、超薄和可编程驱动等其他显示无法比拟的优点，不仅可以显示数字、字符，还可以显示汉字及各种图形、图片，可实现屏幕上下左 右滚动、动画、反转显示、显示闪烁多种功能，日益成为智能仪器仪表和测试设备的首选显示器件。目前常用的LCM12864系列的液晶模块，一般都没有图形 驱动模块，而图形作为一种更为生动的表现方式，是用户需求的重点和设计的亮点。如何在这种点阵式液晶显示器中显示任意静态图片以及动画， 成为困扰设计者大量应用LCD的问题。我们现在可以通过互联网、图形处理软件及扫描仪等很方便地获得各种各样的图像、图片，这样可以通过比较简单的方法把 任意图片移植到液晶显示器LCD上。文章通过分析BMP图像的存储格式和128 64点阵LCD上图像显示的原理，设计了一个LCD图片数据转换及模拟显示的软件，并介绍了实现LCD意图片的显示方法。
BMP图片格式及LCD显示原理
BMP位图是微软公司(Microsoft)和国际商用机器公司(IBM)共同倡导的一种图片格式。它按点阵排列顺序，将每个像素的色彩值以规定的 方式把整个图片记录下来。根据色彩位深度不同，Windows BMP文件像素描述部分差别较大，如256色每个像素需要8位(即1个字节)来描述，而16色的图片每个像素描述者只需4 位(即半个字节)。对于绝大部分电子设计者来说，最常用的是黑白二色的点阵式液晶显示器。因此，这里仅分析对Microsoft Windows类型1位(Bit)描述的黑白二色BMP图片文件的处理。
一幅128 64点阵的黑白BMP图片文件的总长度为1086字节，前62个字节是文件头，用于表示文件类别、长度、图像的行数以及列数等信息，地址为 00H~3DH；后1024字节则对应画面的点阵数据，地址为3EH~43DH。BMP文件的中字节排列与点阵数据对应关系如图1 所示，BMP点阵数据块第0个字节对应图片中左下角第63行的第0到7列，第15个字节对应图片中第63行的第112到127列，也就是按照从左至右，从 下到上的顺序，BMP数据块最后一个字节对应第0行的112到127列。因此，要想实现将BMP图片文件转化为供模块直接显示的数据，不但涉及到各个数据 排列的先后顺序，还涉及到字节中各个位的重组。
对于RT12864HZ汉字图形点阵液晶显示模块，它可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字(16 16点阵)、128个字(8 16点阵)及绘图显示RAM(GDRAM)。绘图显示RAM提供128 8个字节的记忆空间，在更改绘图RAM时，先连续写入水平与垂直的坐标值，再写入两个字节的数据到绘图RAM，而地址计数器(AC)会自动加一；在写入绘 图RAM的期间，绘图显示必须关闭，整个写入绘图RAM的步骤如下：
(1) 关闭绘图显示功能。
(2) 先将水平的位元组坐标（X）写入绘图RAM地址；再将垂直的坐标（Y）写入绘图RAM地址；将D15~D8写入到RAM中；将D7~D0写入到RAM中。
(3) 打开绘图显示功能。
绘图显示的缓冲区与图形点阵对应分布参考图2所示（水平方向X以字节单位，垂直方向Y以位为单位）。
 


点阵式液晶任意图片显示的实现
用DELPHI语言转换BMP图片数据
Windows中的画图软件为图片编辑提供了放大、网格、旋转、定位、定幅等强大、实用而灵活的功能，同时有输入各种字体及大小的汉字的功能，是编 辑画面的理想工具。打开菜单[图像]下的[属性]项，设置任意图片宽度为128，高度为64，单位为像素，颜色为黑白。保存的BMP文件经过下面 DELPHI编写的函数s_copyfile()便可转换为LCD模块显示的点阵数据，数据以单片机数据表定义的格式放在Memo1中，可以直接拷贝至 LCM控制汇编程序中当数据表用，如图3所示。另外使用了heckBox1控件来使图片反白。
 

函数s_copyfile()的源程序如下[4]：
function s_copyfile(filesou:string;filedes:string):boolean;
var
FromF, ToF: file;
s,t:string;
i,j,NumRead, NumWritten: Integer;
tem: array[1..62] of Char;
Buf: array[1..16] of Char;
begin
{$I-}
s_copyfile:=false;
if not fileexists(filesou) then
begin
showmessage(‘没有发现源文件‘+#13+filesou);
exit;
end;
assignfile(fromf,filesou);
assignfile(tof,filedes);
Reset(FromF,1);{ Record size = 1 }
main.Memo1.Clear;
main.Memo3.Clear;
BlockRead(FromF, tem, SizeOf(tem), j);
j:=1;
repeat
s:=‘ DB ‘;
t:=‘‘;
BlockRead(FromF, Buf, SizeOf(Buf), NumRead);
for i:=1 to NumRead do
begin
if main.CheckBox1.Checked then buf[i]:=chr
(255-ord(buf[i]));
appendstr(t,IntToHex(ord(buf[i]),2));
if ord(buf[i])>159 then
AppendStr(s,‘0‘+IntToHex(ord(buf[i]),2)
+‘H,‘)
else
AppendStr(s,IntToHex(ord(buf[i]),2)
+‘H,‘);
end;
delete(s,length(s),1);
main.memo1.Lines.Append(s);
main.memo3.Lines.Append(t);
inc(j);
until (NumRead = 0);
main.Memo1.Lines.Delete(main.Memo1.Lines.
Capacity-1);
CloseFile(FromF);
CloseFile(ToF);
s_copyfile:=true;
end;
LCD模拟显示
 


对于如图4所示的一张128 64的BMP图片，其模拟显示如图5所示，反白后显示如图6所示。
有的LCM数据是奇偶行交错的，也可以通过使用隔行来改变。模拟显示的源程序主要是采用在画布上画矩形框的方法，语句如下：
Image1.Canvas.FillRect(rect(16*S_col+4*i,
4*S_row,16*S_col+4*i+3,4*S_row+3));
其中S_col为行坐标（1~64），S_row为列坐标（0~31），每个字节分高4位与低4位分别来画矩形框。当高4位或低4位值为1~F时，对应的i分别如表1所示。

LCD显示控制程序设计
LCM内部带有8K字节的RAM缓存区，往RAM缓存区写入数据，则在LCD 显示屏上产生显示。通过改变显示缓存区首地址可实现屏幕滚动、屏幕换页等功能。
GRAPHIC_DISP:
LCALL CLEAR_GRAPHIC ;清除图形显示RAM单元（GDRAM）
MOV G_ROW, #80H ;设定图形显示起始行单元
MOV G_COLUMN, #80H ;设定图形显示起始列单元
GRA_DISP:
MOV A, #34H ;选择扩充指令集，关闭图形显示
LCALL INPUT
MOV A, G_ROW ;输入图形显示起始行地址
LCALL INPUT
MOV A, G_COLUMN ;输入图形显示起始列地址
LCALL INPUT
MOV A, #30H ;重新选择基本指令集
LCALL INPUT
CLR A
MOVC A, @A+DPTR ;输入显示数据（横向高8位数据）
LCALL DISPL
INC DPTR
CLR A
MOVC A, @A+DPTR ;输入显示数据（横向低8位数据）
LCALL DISPL
INC DPTR
INC G_COLUMN ;列地址加一
MOV A, G_COLUMN
CJNE A, #90H, GRA_DISP ;最后一列地址为90H（共计16列）
MOV G_COLUMN, #80H
INC G_ROW ;行地址加一
MOV A, G_ROW
CJNE A, #0A0H, GRA_DISP ;最后行地址为0A0H
MOV G_COLUMN, #80H
MOV G_ROW, #80H
MOV A, #36H ;打开图形显示
LCALL INPUT
RET
在上面程序中，是与图2所示的GRAM映射的点阵坐标一样，分成0~15列，每列写2个字节数据，共有32行。CLEAR_GRAPHIC为清除图 形显示CGRAM的子程序，INPUT为写指令子程序，DISPL为写数据子程序，这里不再详细列出。另外硬件设计时，注意空脚(NC)应悬空，不能接 地。调试时，适当调整液晶显示偏压信号V0，使之在一合适电压，这一电压若设置不当，LCM 无法正常工作。
结束语
按照上面分析的方法，可以方便的在液晶上显示任意图片。点阵的LCD模块还可实现屏幕合成、滚动、动画、闪烁等功能，正越来越受到广泛的应用和关 注。需要指出的是，由点阵液晶显示器件与相应的控制器、驱动器装配成的显示模块的种类较多，其功能、指令、接口定义及引脚并无统一标准，具体使用时应加以 选择。
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