液晶显示在嵌入式系统中的应用
[b]摘要：[/b]介绍了液晶显示在嵌入系统中的应用编程，给出了在液晶显示与系统接口的应用层编程中，采用环形结构算法来达到快速、简单地进行汉字代码的编码以及汉字的分页和分行显示的显示应用程序。[b]关键词：[/b]嵌入式系统；液晶显示；环形结构算法；汉字显示
[b]１ 引言[/b]
在嵌入系统中，一个良好的人机界面必须提供友善的菜单，同时应能实现汉字和图形显示，并应提供英文、数字输入和汉字输入功能。笔者采用香港精电公司的１２８×６４点阵显示模块在以ＭＰＣ８６０作为主ＣＰＵ并以Ｎｕｃｌｕｓ ＰＬＵＳ为嵌入式操作系统的系统中进行液晶显示取得了较为满意的效果。图１所示为其结构框图。
香港精电公司的１２８×６４点阵模块内部自带液晶图形显示控制芯片Ｔ６９６３，其中Ｃ／Ｄ脚用于控制字与数据，ＲＤ和ＷＲ分别为读、写使能端。当ＷＲ为低时，Ｃ／Ｄ为高为写命令，Ｃ／Ｄ为低为写数据；而当ＲＤ为低时，Ｃ／Ｄ为高为读状态Ｃ／Ｄ为低为读数据。另外，ＣＥ为器件使能引脚，Ｄ０～Ｄ７为数据和地址复用总线引脚。
[img]http://usbing.com/uploads/embed/led/20086257363217177801.gif[/img]
[b]２ 应用编程[/b]
利用ＭＰＣ８６０嵌入式系统的快速性，可将显示应用程序分为两层，其中底层为硬件接口层，上层为应用层。硬件接口层主要是显示液晶模块自带的ＡＳＣＩＩ函数和显示汉字代码函数。由于硬件各不相同，在此不作具体介绍。而上层应用层的主要功能是提供友善的菜单，同时实现汉字和图形显示，并提供英文、数字输入和汉字输入功能。由于硬件接口层的隔离作用，不同的系统具有一定的通用性，以下重点介绍应用层编程中的汉字代码编码方法和显示编程的实现这两部分。
２．１ 汉字代码编码
一般西文为８×８点阵，因而显示一个西文字需要８个字节而每个汉字占４个西文字体，因此显示一个汉字需要３２个字节。汉字字库表为一张数据表 每个汉字在数据表中，通常由３２个字节组成一个点阵图形。由于ＡＳＣＩＩ码编码是由０Ｘ００－０Ｘ７Ｆ表示，因此每个汉字可由两个字节０Ｘｘｘ和０Ｘｙｙ来表示，每个字节为０Ｘ８０～０ＸＦＦ（区别于ＡＳＣＩＩ代码）。第一汉字定义为０Ｘ８０ ０Ｘ８０，依此类推直至０Ｘ８０ ０ＸＦＦ ，０Ｘ８１ ０Ｘ８０，……，……，０ＸＦＦ ０ＸＦＦ ，总计可以定义１２８×１２８＝１６３８４个汉字。
一个汉字代码表可简单表示为：
ｈｚ ｃｏｄｅ ｔａｂｌｅＩＮＴ＝
／／汉字“数”的３２字节的点阵图形代码为
０ｘ０８０ｘ４９０ｘ２Ａ０ｘ０８０ｘＦＦ０ｘ１９０ｘ２Ｃ０ｘ４Ａ
０ｘ１００ｘＦＥ０ｘ２２０ｘ２２０ｘ１４０ｘ１８０ｘ２５０ｘ４２
０ｘ４００ｘ４００ｘ４００ｘ８４０ｘＦＥ０ｘ０８０ｘ８８０ｘ８８
０ｘ８８０ｘ９００ｘ５００ｘ２００ｘ５００ｘ８８０ｘ０Ｅ０ｘ０４
／／汉字“据”的３２字节的点阵图形代码为
０ｘ１００ｘ１３０ｘ１２０ｘ１２０ｘＦＦ０ｘ１２０ｘ１６０ｘ１Ｂ
０ｘ３２０ｘＤ２０ｘ１３０ｘ１５０ｘ１５０ｘ１５０ｘ５９０ｘ２１
０ｘ０４０ｘＦＥ０ｘ０４０ｘ０４０ｘＦＣ０ｘ２００ｘ２４０ｘＦＥ
０ｘ２００ｘ２４０ｘＦＥ０ｘ０４０ｘ０４０ｘ０４０ｘＦＣ０ｘ０４，
…
}
２．２ 显示编程
在系统显示中，主要的显示方式有页处理和行处理两种。系统可以根据按键来显示某一页。实际上，页也是由相应行来显示的。页中的行可由按键来改变。一个页能显示８行ＡＳＣＩＩ码或４行汉字代码，带有汉字的行一般要占有２个只有ＡＳＣＩＩ码的行，而页可以由任意多行组成。显示时，通过按键可控制能显示行，并可在行中输入汉字或ＡＳＣＩＩ码。
[img]http://usbing.com/uploads/embed/led/20086257363229677802.gif[/img]
在设计中，所有的页可组成一个环形队列结构，页中的行也可组成一个环形队列结构，其关系如图２所示。图３所示是该系统的显示流程。
下面给出一个行结构：
ｔｙｐｅｄｅｆ ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＬｉｎｅ
{
ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＬｉｎｅ ＊ｐｒｅｖｉｏｕｓ ／／前一行
ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＬｉｎｅ ＊ｎｅｘｔ ／／后一行
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｓｈｏｒｔ ｌｉｎｅＩｄ ／／行特征字
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｓｈｏｗｆｌａｇ ／／是否显示汉字
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｓｔａｒｔ ／／显示行号 ，汉字一
定是奇数行如 １，３，５，７
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｌｃｄｓｅｇ１６
／／显示的代码如是ＡＳＣＩＩ码，０Ｘ１０显示０，
０Ｘ３Ｃ显示＼ 汉字为０Ｘ８０ ０Ｘ８１ 显示汉字“据”
ｖｏｉｄ ＊ｆｌｃｄＬｉｎｅｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＬｉｎｅ ＊ ｐｌｃｄＬｉｎｅ
／／处理行函数
}；
由于页是由行组成的，所以页结构的定义如下：
ｔｙｐｅｄｅｆ ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＰａｇｅ
{
ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＬｉｎｅ ＊ｆｉｒｓｔＬｉｎｅ ／／该页中的第一行
ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＰａｇｅ ＊ｐｒｅｖｉｏｕｓ ／／前一页
ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＰａｇｅ ＊ｎｅｘｔ ／／后一页
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｓｈｏｒｔ ｐａｇｅＩｄ ／／页特征字
} ｌｃｄＰａｇｅ
下面给出的是一个环行队列函数的程序代码：
ＶＯＩＤ ＣＳＣ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ ＬｉｓｔＣＳ ＮＯＤＥ ＊＊ｈｅａｄ ＣＳ ＮＯＤＥ ＊ｎｅｗ ｎｏｄｅ
{
／＊ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｉｆ ｔｈｅ ｌｉｓｔ ｉｎ ｎｏｎ－ｅｍｐｔｙ． ＊／
ｉｆ ＊ｈｅａｄ
{
／＊ Ｔｈｅ ｌｉｓｔ ｉｓ ｎｏｔ ｅｍｐｔｙ． Ａｄｄ ｔｈｅ ｎｅｗ
ｎｏｄｅ ｔｏ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｓｔ． ＊／
ｎｅｗ ｎｏｄｅ－＞ｃｓ ｐｒｅｖｉｏｕｓ＝＊ｈｅａｄ
－＞ｃｓ ｐｒｅｖｉｏｕｓ
(ｎｅｗ ｎｏｄｅ －＞ｃｓ ｐｒｅｖｉｏｕｓ)－＞ｃｓ
ｎｅｘｔ＝ｎｅｗ ｎｏｄｅ
ｎｅｗ ｎｏｄｅ－＞ ｃｓ ｎｅｘｔ ＝＊ｈｅａｄ
(ｎｅｗ ｎｏｄｅ－＞ｃｓ ｎｅｘｔ)－＞ｃｓ ｐｒｅｖｉｏｕｓ
＝ｎｅｗ ｎｏｄｅ;
}
ｅｌｓｅ
{
／＊ Ｔｈｅ ｌｉｓｔ ｉｓ ｅｍｐｔｙ ｓｅｔｕｐ ｔｈｅ ｈｅａｄ ａｎｄ
ｔｈｅ ｎｅｗ ｎｏｄｅ． ＊／
＊ｈｅａｄ ＝ ｎｅｗ ｎｏｄｅ
ｎｅｗ ｎｏｄｅ －＞ ｃｓ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ＝ ｎｅｗ ｎｏｄｅ
ｎｅｗ ｎｏｄｅ －＞ ｃｓ ｎｅｘｔ ＝ ｎｅｗ ｎｏｄｅ
}
}
在建立了上述结构后，便可以得出行队列和页队列的组成方法：
ｌｃｄＬｉｎｅ ｌｃｄＬｉｎｅ３０
ｌｃｄＰａｇｅ ｌｃｄＰａｇｅ１０； ／／初始化列
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ０＝０ｘ８０
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ１＝０ｘ８０
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ２＝０ｘ８０
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ３＝０ｘＢＣ
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ４＝０ｘ８０
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ５＝０ｘ９７
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ６＝０ｘ８０
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ７＝０ｘ９８
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ８＝０ｘ８０
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ９＝０ｘ９９
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ１０＝０ｘ００
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ１１＝０ｘ００
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ１２＝０ｘ００
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ１３＝０ｘ００
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ１４＝０ｘ００
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｌｃｄｓｅｇ１５＝０ｘ００
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｓｔａｒｔ ＝１ ／／第二行起
ｌｃｄＬｉｎｅ０．．ｓｈｏｗｆｌａｇ ＝１ ／／汉字
ｌｃｄＬｉｎｅ０．ｌｉｎｅＩｄ ＝１００１； ／／行标识
ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １＝ＮＵＬＬ
ＣＳＣ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ ＆ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １ ＆ｌｃｄＬｉｎｅ０ ／／第一页中的第一行
ＣＳＣ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ＆ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １＆ｌｃｄＬｉｎｅ１
ＣＳＣ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ ＆ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １ ＆ｌｃｄＬｉｎｅ２
ＣＳＣ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ ＆ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １ ＆ｌｃｄＬｉｎｅ３由于四行即可组成一个循环队列，其中ｌｃｄＬｉｎｅ０指定为第一页的第一个入口行，ＦｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １与ｌｃｄＬｉｎｅ为同一行，ｌｃｄＰａｇｅ０页的入口行为ｆｉｒｓｔｌｃｄ-Ｌｉｎｅ；ｌｃｄＰａｇｅ０．ｆｉｒｓｔＬｉｎｅ＝ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １ｌｃｄＰａｇｅ０．ｐａｇｅＩＤ ＝１００１，这样，依据该方法便可以生成任意多的页。具体方法如下：
ｌｃｄｐａｇｅ １＝ＮＵＬＬ
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ＆ｌｃｄｐａｇｅ １ ＆ｌｃｄｐａｇｅ０
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ＆ｌｃｄｐａｇｅ １ ＆ｌｃｄｐａｇｅ１
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ＆ｌｃｄｐａｇｅ １ ＆ｌｃｄｐａｇｅ２
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ＆ｌｃｄｐａｇｅ １ ＆ｌｃｄｐａｇｅ３
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ＆ｌｃｄｐａｇｅ １ ＆ｌｃｄｐａｇｅ４
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ＆ｌｃｄｐａｇｅ １ ＆ｌｃｄｐａｇｅ５
这样，用五页即可组成一个循环队列，其中ｌｃｄ-ｐａｇｅ＿１与ｌｃｄｐａｇｅ０为同一页。
对于行的显示，最基础的行显示方法如下：
ｖｏｉｄ ｄｉｓｐ ｌｃｄ ＬｉｎｅｌｃｄＭｅｎｕ ＊ｌｃｄｍｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｓｔａｒｔ ／／ＳＴＡＲＴ为行号
{
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｉｌｏｏｐ
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｚｔｚｔ１
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｓｉｇｎ
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｏｆｆｓｅｔ
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｏｆｆｌｅｎ
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ＊ｐｈｚ
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｚ０
ｐｈｚ＝ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ＊＆ｈｚ ｃｏｄｅ ｔａｂｌｅ
／汉字代码初地址
ｏｆｆｓｅｔ＝ｓｔａｒｔ＊１６ ／／显示的位置 行号 ＊列号
ｏｆｆｌｅｎ ＝０
ｌｏｏｐ＝０
ｚ０＝０ｘ００
ｓｉｇｎ＝ｌｃｄｍ－＞ｓｈｏｗｆｌａｇ ／／是否为汉字
ｗｈｉｌｅｌｏｏｐ＜１６ ／／在同一行中从０列到１５列
{
ｚｔ＝ｌｃｄｍ－＞ｌｃｄｓｅｇｌｏｏｐ ／／取第一个代码
ｉｆｚｔ＜＝０ｘ７Ｆ ／小于０Ｘ８０为ＡＳＣＩＩ代码
{
ｄｉｓｐ ｓｅｌｆ ａｓｃｉｉ＆ｚｔ１ｏｆｆｓｅｔ
／／在本行，显示自有的ＡＳＣＩＩ代码
ｉｆｓｉｇｎ＝＝１
{
ｄｉｓｐ ｓｅｌｆ ａｓｃｉｉ＆ｚ０１ｏｆｆｓｅｔ １６
／／在上一行，同一列的位置，不显示任何代码
}
ｏｆｆｓｅｔ＝ｏｆｆｓｅｔ ＋１
ｏｆｆｌｅｎ＝ｏｆｆｌｅｎ ＋１
ｌｏｏｐ＋＋
}
ｅｌｓｅ
{
ｌｏｏｐ＋＋
ｚｔ１＝ｌｃｄｍ－＞ｌｃｄｓｅｇｌｏｏｐ
／／取第二个代码
ｄｉｓｐ ｃｈｉｎｅｓｅｐｈｚ＋ｚｔ－０ｘ８０ ＊４０９６ ＋ｚｔ１－０ｘ８０ ＊３２１ｏｆｆｓｅｔ ／／显示汉字
ｏｆｆｓｅｔ＝ｏｆｆｓｅｔ ＋ ２
ｏｆｆｌｅｎ＝ｏｆｆｌｅｎ ＋２
ｌｏｏｐ＋＋
}
}
}
[b]３ 结束语[/b]
由于本系统在显示时采用了环形结构算法，因此，可以达到快速、简单的汉字显示效果。
[color=red'][b][1][/b][/color]