基于单片机的LCD时序图的底层驱动设计

一般来说，LCD 模块的控制都是通过 MCU 对 LCD 模块的内部寄存器、显存进行操作来最终完成的;在此我们设计了三个基本的时序控制程序，分别是：

　　写寄存器函数(LCD_RegWrite)

　　数据写函数(LCD_DataWrite)

　　数据读函数(LCD_DataRead)

　　这三个函数需要严格的按照 LCD 所要求的时序来编写，下面可以看看 MzL02 模块时序图：

　　图 3.2 MzL02 模块的 6800 时序示意

　　注意：上图是该模块的控制 IC 资料中的原版时序图，其实有些示意不是太稳妥(少标出了RW 线信号的要求)，或者说是不太严谨，不过这些不作讨论，请看分析即可;而 EP 的有效触发沿在图中很有可能示意有误，实测为上升沿。图中 CS1B(CS2)的信号即为片选 CS，RS 即为数据/寄存器的选择端口 A0 信号，E 为 EP;当作写入寄存器数据操作时，首先要将 A0 置低，以通知 LCD 模块即将进行的是对寄存器的操作;而 RW 线需要置低，以示即将要进行的是写入的操作;然后片选 CS 信号置低，装载数据至总线，然后在 EP 线上产生一个上升沿以触发 LCD 模块将总线上的数据最终载入;在前面的操作完成后一般都会将各个信号线的状态恢复。而数据(显存)写入、数据读出的操作时序也比较类似，这里就不多作介绍，直接参考例程即可。

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　　// 函数: void LCD_RegWrite(unsigned char Command)

　　// 描述: 写一个字节的数据至 LCD 中的控制寄存器当中

　　// 参数: Command 写入的数据，低八位有效(byte)

　　// 返回: 无

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　　void LCD_RegWrite(unsigned char Command)

　　{

　　LCD_A0 = 0; //A0 置低，示意进行寄存器操作

　　LCD_RW = 0; //RW 置低，示意进行写入操作

　　LCD_EP = 0; //EP 先置低，以便后面产生跳变沿

　　LCD_CS = 0; //片选 CS 置低

　　DAT_PORT = Command; //装载数据置总线

　　LCD_EP = 1; //产生有效的跳变沿

　　LCD_CS = 1; //片选置高

　　}

　　数据写入以及读出的函数源码如下：

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　　// 函数: void LCD_DataWrite(unsigned char Dat)

　　// 描述: 写一个字节的显示数据至 LCD 中的显示缓冲 RAM 当中

　　// 参数: Data 写入的数据

　　// 返回: 无
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　　void LCD_DataWrite(unsigned char Dat)

　　{

　　LCD_A0 = 1; //A0 置高，示意进行显存数据操作

　　LCD_RW = 0; //RW 置低，示意进行写入操作

　　LCD_EP = 0; //EP 先置低，以便后面产生跳变沿

　　LCD_CS = 0; //片选 CS 置低

　　DAT_PORT = Dat; //装载数据置总线

　　LCD_EP = 1; //产生有效的跳变沿

　　LCD_CS = 1; //片选置高

　　}

　　//=====================================================

　　// 函数: unsigned char LCD_DataRead(void)

　　// 描述: 从 LCD 中的显示缓冲 RAM 当中读一个字节的显示数据

　　// 参数: 无

　　// 返回: 读出的数据，

　　//=====================================================

　　unsigned char LCD_DataRead(void)

　　{

　　unsigned char Read_Data;

　　DAT_PORT = 0xff; //51 的端口想要输入前，要先给端口全置 1

　　LCD_A0 = 1; //A0 置高，示意进行显存数据操作

　　LCD_RW = 1; //RW 置高，示意进行读出操作

　　LCD_EP = 0; //EP 先置低，以便后面产生跳变沿

　　LCD_CS = 0; //片选 CS 置低

　　LCD_EP = 1; //产生有效的跳变沿

　　LCD_EP = 0;

　　Read_Data = DAT_PORT; //读出数据

　　LCD_CS = 1; //片选置高

　　return Read_Data; //返回读到的数据

　　}

　　以上便是要介绍的最基本的时序操作程序，它们几乎是整个 LCD 驱动程序当中与底层硬件打交道的代码了，这样的话，当要改变驱动 LCD 的 MCU 端口时或者换用别的 MCU 来驱动 LCD 时，基本上只需要在这些代码里作一下修改即可。

　　关于读 LCD 状态

　　而在一般的 LCD 模块当中，还有一个功能同样重要，就是读 LCD 状态;可以通过此操作获取当前 LCD 模块的忙状态以及一些相关的状态信息，当 LCD 模块正处于忙状态时，则不宜对它进行数据的写入或读出操作(有很多较老式的 LCD 控制器规定在忙的状态下时不允许写入或读出数据)。

　　所以在很多 LCD 的驱动程序当中，会在寄存器写入、数据写入/读出的操作前加入读取 LCD状态并判别忙状态的代码;这点可以参考网上流传的很多 LCD 驱动程序。不过，对于 MzL02这样的较新出的 LCD 控制器来说，已经对忙状态不是很在乎了，或者说影响已经很小甚至没有了;所以我们在前面的代码当中并没有加入这样的代码。至于有没有必要加读状态判忙的代码，要视具体的 LCD 控制器而定。

　　关于时序的时间要求

　　时序的一个非常重要的数据就是类似上图中标出的tAS88之类的时间长短要求，只是上图中并没有标出它们的具体最大最小值要求而已;但在编写这类的时序接口程序时它们还是非常重要的，当然还要看 MCU 的端口操作速度以及 MCU 的指令执行速度。打个比方，有的时序里就会有要求某些信号的电平保持最小宽度，而如果 MCU 的指令执行速度以及端口操作速度非常快的话，就需要酌情在连续操作端口的代码之间加入适量的延时(通用用空操作来代替，具体多少个多少时长视具体的 MCU 以及 LCD 控制器而定)以保证该信号的脉冲宽度满足要求。

　　在本文的所列出的源代码当中，并没有如前所述的为时序的要求而插入空操作或延时处理，因为 MCU 的速度并不是非常快，况且现在的 LCD 控制器的总线速度都挺快的了，没有必要加入而已。