单片机FM12232A液晶显示控制实验选题与描述资料

ID:161768 · 发表于 2017-9-8 21:24

基于FM12232A液晶显示控制实验

1. 实验目的

（1）学习及掌握FM12232A LCD模块工作原理。

（2）学习及掌握单片机与FM12232A接口电路连接。

（3）学习及掌握单片机控制FM12232A显示程序的设计方法。

2. 实验设备

（1）ZY15MCU12BC2单片机实验开发装置一台。

（2）PC 系列微机及相关软件。

3. 实验内容及要求

（1）同实验一。

（2）同实验一。

（3）FM12232A LCD显示器内部结构及原理。

点阵式液晶显示模块FM12232A具有功耗低、供应电压范围宽、显示信息量大、寿命长、不产生电磁辐射污染等特点，广泛应用于移动通信、仪器仪表、家用电器等领域。

FM12232A模块由一块12232 LCD显示屏（由左、右半屏6116组成）、2片SED1520列驱动芯片（分别驱动左、右显示屏）以及控制电路构成，其中控制电路包括：指令寄存器（IR）、数据寄存器（DR）、忙标志（BF）、显示控制触发器（DFF）、显示RAM（DD RAM）、XY地址计数器等单元。FM12232A显示屏有16个行驱动输出和61个列驱动输出，驱动占空比可设置为1/16或1/32，并可外接驱动IC扩展驱动。FM12232A模块具有与68系列或80系列相适配的MPU接口功能，并有专用的指令集，可完成文本显示或图形显示。图4-20为FM12232A模块逻辑结构图。

图4-20 FM12232A模块内部逻辑结构图

【指令寄存器（IR）：】存储CPU写入的指令码。当A0 = 0时，CPU写入的指令码存入IR中。

【数据寄存器（DR）：】存储CPU写入的显示数据8位点阵码。当A0 = 1时，DR中8位点阵码写入对应的DD RAM单元，并且DD RAM的Y地址计数器自动加1指向下一个单元，DR和DDRAM之间的传送是FM12232A模块内部自动执行的。

【忙标志（BUSY）：】 BUSY为FM12232A工作状态标志。BUSY = 1 ，FM12232A为内部操作状态，此时FM12232A禁止接收外部指令和数据；BUSY = 0 ，FM12232A为准备状态，此时FM12232A允许接收外部指令和数据。

【显示控制触发器（DFF）：】DFF触发器用于控制FM12232A显示屏的开、关。DFF = 0，FM12232A开显示屏，此时DDRAM中显示码送入显示屏显示；DFF = 1，FM12232A关显示屏。

【显示RAM（DD RAM）：】显示RAM 为DD RAM结构，主要功能为存储左、右两个显示屏显示数据的点阵码， DD RAM共有4页×8行×80列（只有前61列有效） = 2560位（320字节）RAM缓冲区，每一列包含的8行对应一个点阵码字节，RAM中1位二进制数值控制显示屏上一个像素点的亮与暗，“1”控制像素点亮、“0”控制像素点暗。DD RAM单元地址与点阵码显示位置关系见表4-1 DD RAM地址表。

表4-1 DD RAM地址表

Y=

0

1

2

3

…

62

63

0

1

2

3

…

62

63

行号

X = 0

DB0 DB0

↓ ↓

DB7 DB7

DB0 DB0

↓ ↓

DB7 DB7

X = 2

0

↓

7

X = 1

DB0 DB0

↓ ↓

DB7 DB7

DB0 DB0

↓ ↓

DB7 DB7

X = 3

8

↓

15

X = 4

DB0 DB0

↓ ↓

DB7 DB7

DB0 DB0

↓ ↓

DB7 DB7

X = 6

16

↓

23

X = 5

DB0 DB0

↓ ↓

DB7 DB7

DB0 DB0

↓ ↓

DB7 DB7

X = 7

24

↓

31

【XY地址计数器：】XY地址计数器为9位计数器，作为DD RAM的地址指针。其中高3位为X地址计数器，用作DD RAM的页指针（0~7），仅用0~3；低6位为Y地址计数器，用作DD RAM的列指针（0~63）仅用0~60。

【Z地址计数器：】Z地址计数器为6位计数器，用于显示行扫描同步，Z地址计数器具有循环计数功能，FM12232A复位后，Z地址计数器值为0。

（4）FM12232A 内部指令格式描述。

FM12232A 有专用的指令集，共有14条指令，指令包括控制信号A 0、

和8位命令字，其格式描述如下：

⒈ 显示开关控制指令（DISPLAY ON/OFF）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
0	0	1	0	1	0	1	1	1	D

功能：该指令用于开/关屏幕显示，指令执行时不改变DD RAM中的内容，也不影响内部状态。由D值确定，D = 0，开显示（DISPLAY ON）；D = 1，关显示（DISPLAY OFF）。

开显示指令码：AFH；关显示指令码：AEH。如果在显示关闭的状态下选择静态驱动模式，那么内部电路将处于安全模式。

⒉ 设置显示起始行指令（Display start line set）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	A 4	A 3	A 2	A 1	A 0
0	0	1	1	0					

功能：执行该命令后，所设置的行将显示在屏幕的第1行。起始行由A 4 ~ A 0指定，范围：00000 ~ 11111（0 ~ 31）。可以是0 ~ 31范围内任意一行。行地址计数器具有循环计数功能，用于显示行扫描同步，当扫描完一行后自动加一。

起始行指令码：C0H ~ DFH。

⒊ 设置显示页地址指令（Page Address set）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	A 1	A 0
0	0	1	0	1	1	1	0		

功能：该指令用于设置DD RAM页地址。当CPU要对DD RAM进行读写操作时，首先要设置页地址和列地址。本指令不影响显示。

DD RAM的页地址，由A 1 A 0指定，范围：00 ~ 11（0 ~ 3）。

页地址指令码：B8H ~ BBH。

⒋ 设置显示列地址指令（Column Address set）（Y地址）：

	A 0	DB7	A 6	A 5	A 4	A 3	A 2	A 1	A 0
0	0	0							

功能：该指令用于设置DD RAM中的列地址，列地址由A 6 ~ A 0指定，范围：000000 ~ 1001111（0 ~ 79），列地址指令码：00H ~ 4FH。当CPU要对DD RAM进行读、写操作前，首先要设置页地址和列地址。执行读、写命令后，列地址会自动加1，直到达到50H才会停止，但页地址不变。

⒌ 读状态指令（Status Read）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
1	0	BUSY	ADC	ON/OFF	RST	0	0	0	0

功能：该指令用于检测模块内部状态。

BUSY为忙信号位：BUSY = 1，内部操作状态，禁止接收外部指令和数据；

BUSY = 0，空闲状态，允许接收外部指令和数据。

ADC为显示方向位：ADC = 0，反向显示；ADC = 1，正向显示。

ON/OFF显示屏开/关状态位：ON/OFF = 0，打开显示屏，ON/OFF = 1，关闭显示屏。

RST复位状态位：RST = 0，正常工作；RST = 1，模块内部复位初始化状态，此时禁止接收外部指令或数据。

⒍ 写显示数据指令（Write Display Data）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
0	1	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0

功能：该指令将8位点阵码数据写入DD RAM对应单元，D7 ~ D0为8位点阵码数据，指令执行后，列（Y）地址自动加1，所以可以连续将点阵码数据写入DD RAM而不用重新设置列地址。

⒎ 读显示数据指令（Read Display Data）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
1	1	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0

功能：该指令读出由页地址和列地址指定的DD RAM单元内8位点阵码数据，D7 ~ D0为DD RAM对应单元的8位点阵码。当“读-修改-写”模式关闭时，每执行一次读指令，列地址自动加1，因此，可以连续从DD RAM读出数据而不用设置列地址。

注意：设置完列地址后，首次读显示数据前必须执行一次空的“读显示数据”操作。这是因为设置完列地址后，第一次读数据时，出现在数据总线上的数据是列地址而不是要读出的点阵码数据。

⒏ 设置列序方向指令（ADC Select）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
0	0	1	0	1	0	0	0	0	D

功能：该指令设置DD RAM中的列地址与段驱动输出的对应关系，由D值确定。

设置D = 0时，正向；D = 1时，反向。

列序正向显示指令码：A0H ；列序反向显示指令码：A1H。

⒐ 设置占空比指令（Duty Ratio Select）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
0	0	1	0	1	0	1	0	0	D

功能：该指令设置驱动占空比，由D值确定。

设置D = 1时，占空比为1/32；D = 0时，占空比为1/16。

设置驱动占空比指令码：A9H （1/32），A8H（1/16）。

⒑ 静态驱动开/关设置指令（Static Drive On/Off Select）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
0	0	1	0	1	0	0	1	0	D

功能：该指令设置驱动方式，由D值确定。

D = 0，正常驱动显示；D = 1，静态驱动显示。在静态显示时，执行关、闭显示指令，内部电路将被置为安全模式。

设置正常驱动显示指令码：A4H ；设置静态驱动显示指令码：A5H。

⒒ “读-修改-写”模式设置指令（Read Modify Write Select）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
0	0	1	1	1	0	0	0	0	0

功能：执行该指令以后，每执行一次写数据指令列地址自动加1；但执行读数据指令时列地址不会改变。这个状态一直持续到执行“END”指令。

注意：在“读-修改-写”模式下，除列地址设置指令之外，其他指令照常执行。

设置“读-修改-写”模式指令码：E0H。

⒓ END指令：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
0	0	1	1	1	0	1	1	1	0

功能：该指令关闭“读-修改-写”模式，并把列地址指针恢复到打开“读-修改-写”模式前的位置。

设置END指令码：EEH。

⒔ 复位指令（Reset）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
0	0	1	1	1	0	0	0	1	0

功能：该指令使模块内部初始化。

初始化内容：① 设置显示初始行为第1行； ②页地址设置为第3页。

复位指令对显示RAM没有影响。设置复位指令码：E2H。

⒕ 安全模式设置指令（Power Save set）：

	A 0	DB7	DB6	DB5	DB4	DB3	DB2	DB1	DB0
0	0	1	0	1	0	1	1	1	0
0	0	1	0	1	0	0	1	0	1

功能：该指令为双命令。

设置安全模式（低功耗模式）的方法：① 关闭显示（指令码：AEH）；② 打开静态显示（指令码：A5H）。

关闭安全模式的方法：① 打开显示（指令码：AFH）；② 关闭静态显示（指令码：A4H）。

安全模式下的内部状态： ① 停止LCD驱动；② Segment和Common输出Vdd电平；③ 停止晶体震荡并禁止外部时钟输入，晶振输入OSC2引脚处于不确定状态；④ 显示数据和内部模式不变。

（5）FM12232A 外部引脚及工作参数。

FM12232A模块外部引脚及功能描述见表4-2所示：

表4-2 FM12232A引脚及功能描述表

引脚号	引脚名称	LEVER	引脚功能描述
1	Vss	0V	电源地
2	Vdd	+3V ~ +5V	电源电压（+5V）
3	VLCD	0 ~ +5V OR －5V	LCD外接负电压（接10K可调电阻到Vss）
4	A 0	H/L	数据/命令选择信号， A0=“H”，数据线DB7~ DB0为显示数据信号 A0=“L”，数据线DB7~ DB0为命令字/状态字
5		H/L	片选信号，低电平有效，选择SED1520
6		H/L	片选信号，低电平有效，选择SED1520
7		H/L	读/写选通信号，=“L”，写操作
8	DB0	H/L	三态数据线
9	DB1	H/L	三态数据线
10	DB2	H/L	三态数据线
11	DB3	H/L	三态数据线
12	DB4	H/L	三态数据线
13	DB5	H/L	三态数据线
14	DB6	H/L	三态数据线
15	DB7	H/L	三态数据线
16	RES	H/L	复位信号，低电平有效
17	VLED +	－－	LED（+5V）或EL背光源
18	VLED -	－－	LED（0V）或EL背光源

FM12232A模块特性参数描述如表4-3所示：

表4-3 FM12232A特性参数描述表

显示特性参数
STN:正视反向模式		显示颜色：绿底蓝字		显示角度：6点钟直视			驱动方式：占空比：1/32 偏置1/6
机械特性参数
视域尺寸: 54.818.3mm		点阵：12232		点尺寸： 0.36（W）0.41（H）mm			点间距： 0.40（W）0.45（H）mm
直流特性
名称		标识符		数值					单位
				最小值		标准值	最大值
电源电压		Vdd		2.4		5.0	6.0		V
LCD驱动电压		VLCD				0	－		V
输入高电压		VIH		0.8 Vdd			Vdd		V
输出高电压		VOH		0.5 Vdd					V
输入低电压		VIL		GND			0.2 Vdd		V
输出低电压		VOL					0.1 Vdd		V
电源电流		LDD					240		A
输入/输出漏电流		IL		3.0			3.0		A
待机电流		IDDQ				0.05	10		A
时序特性参数
信号名称	时序参数		标识符		最小值	最大值	单位	内容
A0、	系统时钟周期		Tcyc		200	－－	ns
	地址建立时间		Taw		40	－－	ns
	地址保持时间		Tah		20	－－	ns
DB7~ DB0	数据建立时间		Tds		160	－－	ns
	写数据保持时间		Tdh		20	－－	ns
	读数据保持时间		Tch		20	120	ns
	存取时间		Tacc		－－	180	ns
E	E脉冲宽度（读）		Tew		200	－－	ns
	E脉冲宽度（写）				160	－－	ns
输入信号上升延时间			Tr		－－	15	ns

（6）FM12232A LCD显示器接口。

FM12232A模块接口信号包括：8位三态数据总线D7 ~ D0、片选信号

和

、读写控制信号

、数据/命令选择信号A0等，ZY15MCU12BC2单片机实验开发装置中单片机通过可编程并行接口芯片8255A实现对FM12232A模块的显示驱动控制，图4-21为FM12232A与8255A的接口电路图。

根据图4-21电路可知，单片机通过可编程并行接口芯片8255A的PA和PC端口控制FM12232A工作。PA口接FM12232A数据总线DB7~DB0（图中为D7~D0），输出显示数据点阵码以及读、写FM12232A状态/命令字；PC口接FM12232A相关控制信号：PC2接

引脚：PC2 =“0”，写操作。PC6、PC3接片选信号

和

引脚：PC6 =“0”，PC3 =“0”，控制2片SED1520驱动左、右显示屏显示。PC7接A0引脚：PC7 =“1”，数据线DB7~ DB0为显示数据信号；

图4-21 FM12232A与8255A接口电路图

PC7 =“0”，数据线DB7~ DB0为命令字/状态字。PC4接RES引脚：PC4 =“1”，FM12232A外部复位操作。因此，设置8255A工作在方式1，PA、PC端口为输出口，8255A工作方式字为#80H，由实验箱电路图4.2可知，8255A芯片A口、B口、C口和命令口地址分别为：BFFCH、BFFDH、BFFEH和BFFFH。

FM12232A LCD显示器接口软件初始化：

根据上述介绍，FM12232A初始化操作步骤如下：

设置8255A的工作方式字：#80H

MOV DPTR，#0BFFFH ；8255A控制端口

MOV A，#80H ；写入方式字：#80H，

MOVX @DPTR，A

② 设置FM12232A 外部复位操作，引脚RES为高电平，PC4 =“1”，

MOV A，#0 000100 1H ；PC4 =“1”，RES =“1”，

MOVX @DPTR，A

③ 设置FM12232A 引脚A0 为低电平，PC7 =“0”，

MOV A，#0 000111 0H ；PC7 =“0”，A0 =“0”，

MOVX @DPTR，A

④ 设置

和

引脚低电平，PC6 =“0”，PC3 =“0”，

MOV DPTR，#0BFFFH ；PC6和PC3送脉冲信号

MOV A，#0 000110 1H ；PC6 =“1”，

=“1”，

MOVX @DPTR，A

NOP

MOV A，#0 000110 0H ；PC6 =“0”，

=“0”，

MOVX @DPTR,A

NOP

MOV A，# 0 000110 1H ；PC6 =“1”，

=“1”，

MOVX @DPTR，A

NOP

MOV A，#0 000011 1H ；PC3 =“1”，

=“1”，

MOVX @DPTR，A

NOP

MOV A，#0 000110 0H ；PC6 =“0”，

=“0”，

MOVX @DPTR，A

NOP

MOV A，#0 000011 0H ；PC3 =“0”，

=“0”，

MOVX @DPTR，A

NOP

⑤ 8255A的PA口写入复位指令码：#E2H

MOV DPTR，#0BFFCH ；8255A 芯片PA端口

MOV A，#0E2H ；写入复位指令码：#E2H，

MOVX @DPTR，A

⑥ 8255A的PA口写入开显示指令码：#AFH

重复执行③、④步操作

MOV A，#0AFH ；写入开显示指令码：#AFH

MOVX @DPTR，A

⑦ 清屏操作

MOV R4,#04H ；显示屏有4页

MOV R3,#00H ；设置页地址初值

LOOP: MOV COM_BUF,#0B8H ; 页地址字为B8H

MOV A,COM_BUF

ORL A,R3 ;修改页地址

MOV COM_BUF,A

LCALL WLIQ

；设置A0引脚低电平，

和

引脚低电平，

；向8255A的PA口写入页地址命令字B8H，

MOV COM_BUF,#00H ；设置列地址初值为0

LCALL WLIQ

；设置A0引脚低电平，

和

引脚低电平，

；向8255A的PA口写入列地址命令字00H，

MOV 43H,#3dH

NET1: MOV DAT_BUF,#00H ；清屏点阵数据全部为00H

LCALL WDAT

；设置A0引脚高电平，

和

引脚低电平，

；向8255A的PA口写入清屏数据00H，

DJNZ 43H,NET1 ；延时

INC R3 ；指向下一页

DJNZ R4,LOOP

编写实验程序，实现单片机控制FM12232A显示字符及汉字。

将汉字“湖北众友科技公司，感谢您使用该产品”显示在FM12232A液晶显示屏上。

（7）实验程序流程图如图4-22所示。

图4-22 FM12232A实验程序流程图

（8）实验程序（略）。ZY12232.ASM。

（9）在μVision3开发平台上输入程序，编译、连接程序。

（10）调试、运行程序。

⒈ 打开仿真器与实验箱电源，初始化8255A，设置8255A工作在方式0，PA、PC端口为输出口，向8255A控制口写方式字#80H。

⒉ 测试8255A的PC口状态，向8255A控制口写C口置位/复位字：

#0FH ~ #00H，检查PC7 ~ PC0状态与写入控制字是否一致，如有故障，应及时排除。

⒊ 将程序断点设置在BK1、BK2处，当程序运行后在BK1处暂停时，液晶屏应为全屏暗，继续运行至BK2处时，屏幕显示“湖北众友科技公司，感谢您使用该产品”。

⒋ 改变字库表点阵码，显示其他汉字。

⒌ 改变页地址，移动显示屏汉字位置。

（11）实验结束，拆除接线，将一切整理复原。

4. 实验预习要求

（1）认真阅读、理解实验指导书并领会本次实验目的要求与实验内容。

（2）仔细阅读FM12232A模块控制原理、结构、引脚、接口信号及内部指令字等内容。

（3）仔细阅读FM12232A显示实验程序。

5. 实验报告要求

（1）按实验顺序，记录并分析实验数据。

（2）实验程序框图，实验程序清单。

（3）写出实验结果、实验体会及对实验的改进意见。

word格式的选题资料下载地址：
http://www.51hei.com/bbs/dpj-93744-1.html

ID:456718 · 发表于 2018-12-27 19:39

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