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液晶顯示在嵌入式系統中的應用
摘要：介紹了液晶顯示在嵌入系統中的應用編程，給出了在液晶顯示與系統接口的應用層編程中，采用環形結構算法來達到快速、簡單地進行漢字代碼的編碼以及漢字的分頁和分行顯示的顯示應用程序。關鍵詞：嵌入式系統；液晶顯示；環形結構算法；漢字顯示
１ 引言
在嵌入系統中，一個良好的人機界面必須提供友善的菜單，同時應能實現漢字和圖形顯示，并應提供英文、數字輸入和漢字輸入功能。筆者采用香港精電公司的１２８×６４點陣顯示模塊在以ＭＰＣ８６０作為主ＣＰＵ并以Ｎｕｃｌｕｓ ＰＬＵＳ為嵌入式操作系統的系統中進行液晶顯示?取得了較為滿意的效果。圖１所示為其結構框圖。
香港精電公司的１２８×６４點陣模塊內部自帶液晶圖形顯示控制芯片Ｔ６９６３，其中Ｃ／Ｄ腳用于控制字與數據，ＲＤ和ＷＲ分別為讀、寫使能端。當ＷＲ為低時，Ｃ／Ｄ為高為寫命令，Ｃ／Ｄ為低為寫數據；而當ＲＤ為低時，Ｃ／Ｄ為高為讀狀態?Ｃ／Ｄ為低為讀數據。另外，ＣＥ為器件使能引腳，Ｄ０～Ｄ７為數據和地址復用總線引腳。
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２ 應用編程
利用ＭＰＣ８６０嵌入式系統的快速性，可將顯示應用程序分為兩層，其中底層為硬件接口層，上層為應用層。硬件接口層主要是顯示液晶模塊自帶的ＡＳＣＩＩ函數和顯示漢字代碼函數。由于硬件各不相同，在此不作具體介紹。而上層應用層的主要功能是提供友善的菜單，同時實現漢字和圖形顯示，并提供英文、數字輸入和漢字輸入功能。由于硬件接口層的隔離作用，不同的系統具有一定的通用性，以下重點介紹應用層編程中的漢字代碼編碼方法和顯示編程的實現這兩部分。
２．１ 漢字代碼編碼
一般西文為８×８點陣，因而顯示一個西文字需要８個字節?而每個漢字占４個西文字體，因此顯示一個漢字需要３２個字節。漢字字庫表為一張數據表? 每個漢字在數據表中，通常由３２個字節組成一個點陣圖形。由于ＡＳＣＩＩ碼編碼是由０Ｘ００－０Ｘ７Ｆ表示，因此?每個漢字可由兩個字節０Ｘｘｘ和０Ｘｙｙ來表示，每個字節為０Ｘ８０～０ＸＦＦ（區別于ＡＳＣＩＩ代碼）。第一漢字定義為０Ｘ８０ ０Ｘ８０，依此類推直至０Ｘ８０ ０ＸＦＦ ，０Ｘ８１ ０Ｘ８０，……，……，０ＸＦＦ ０ＸＦＦ ，總計可以定義１２８×１２８＝１６３８４個漢字。
一個漢字代碼表可簡單表示為：
ｈｚ ｃｏｄｅ ｔａｂｌｅ?ＩＮＴ?＝?
／／漢字“數”的３２字節的點陣圖形代碼為?
０ｘ０８?０ｘ４９?０ｘ２Ａ?０ｘ０８?０ｘＦＦ?０ｘ１９?０ｘ２Ｃ?０ｘ４Ａ?
０ｘ１０?０ｘＦＥ?０ｘ２２?０ｘ２２?０ｘ１４?０ｘ１８?０ｘ２５?０ｘ４２?
０ｘ４０?０ｘ４０?０ｘ４０?０ｘ８４?０ｘＦＥ?０ｘ０８?０ｘ８８?０ｘ８８?
０ｘ８８?０ｘ９０?０ｘ５０?０ｘ２０?０ｘ５０?０ｘ８８?０ｘ０Ｅ?０ｘ０４?
／／漢字“據”的３２字節的點陣圖形代碼為?
０ｘ１０?０ｘ１３?０ｘ１２?０ｘ１２?０ｘＦＦ?０ｘ１２?０ｘ１６?０ｘ１Ｂ?
０ｘ３２?０ｘＤ２?０ｘ１３?０ｘ１５?０ｘ１５?０ｘ１５?０ｘ５９?０ｘ２１?
０ｘ０４?０ｘＦＥ?０ｘ０４?０ｘ０４?０ｘＦＣ?０ｘ２０?０ｘ２４?０ｘＦＥ?
０ｘ２０?０ｘ２４?０ｘＦＥ?０ｘ０４?０ｘ０４?０ｘ０４?０ｘＦＣ?０ｘ０４，
…
}
２．２ 顯示編程
在系統顯示中，主要的顯示方式有頁處理和行處理兩種。系統可以根據按鍵來顯示某一頁。實際上，頁也是由相應行來顯示的。頁中的行可由按鍵來改變。一個頁能顯示８行ＡＳＣＩＩ碼或４行漢字代碼，帶有漢字的行一般要占有２個只有ＡＳＣＩＩ碼的行，而頁可以由任意多行組成。顯示時，通過按鍵可控制能顯示行，并可在行中輸入漢字或ＡＳＣＩＩ碼。
在設計中，所有的頁可組成一個環形隊列結構，頁中的行也可組成一個環形隊列結構，其關系如圖２所示。圖３所示是該系統的顯示流程。
下面給出一個行結構：
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? ／／是否顯示漢字
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｓｔａｒｔ? ／／顯示行號 ，漢字一
定是奇數行如 １，３，５，７
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｌｃｄｓｅｇ?１６??
／／顯示的代碼如是ＡＳＣＩＩ碼，０Ｘ１０顯示０，
０Ｘ３Ｃ顯示＼ ?漢字為０Ｘ８０ ０Ｘ８１ 顯示漢字“據”
ｖｏｉｄ ?＊ｆｌｃｄＬｉｎｅ??ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＬｉｎｅ ＊ ｐｌｃｄＬｉｎｅ??
／／處理行函數
}；
由于頁是由行組成的，所以頁結構的定義如下：
ｔｙｐｅｄｅｆ ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＰａｇｅ
{
ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＬｉｎｅ ＊ｆｉｒｓｔＬｉｎｅ? ／／該頁中的第一行
ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＰａｇｅ ＊ｐｒｅｖｉｏｕｓ? ／／前一頁
ｓｔｒｕｃｔ ｌｃｄＰａｇｅ ＊ｎｅｘｔ? ／／后一頁
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｓｈｏｒｔ ｐａｇｅＩｄ? ／／頁特征字
} ｌｃｄＰａｇｅ?
下面給出的是一個環行隊列函數的程序代碼：
ＶＯＩＤ ＣＳＣ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ?ＣＳ 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?
}
}
在建立了上述結構后，便可以得出行隊列和頁隊列的組成方法：
ｌｃｄＬｉｎｅ ｌｃｄＬｉｎｅ?３０??
ｌｃｄＰａｇｅ ｌｃｄＰａｇｅ?１０?； ／／初始化列
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?０?＝０ｘ８０?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?１?＝０ｘ８０?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?２?＝０ｘ８０?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?３?＝０ｘＢＣ?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?４?＝０ｘ８０?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?５?＝０ｘ９７?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?６?＝０ｘ８０?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?７?＝０ｘ９８?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?８?＝０ｘ８０?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?９?＝０ｘ９９?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?１０?＝０ｘ００?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?１１?＝０ｘ００?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?１２?＝０ｘ００?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?１３?＝０ｘ００?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?１４?＝０ｘ００?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｌｃｄｓｅｇ?１５?＝０ｘ００?
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｓｔａｒｔ ＝１? ／／第二行起
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．．ｓｈｏｗｆｌａｇ ＝１? ／／漢字
ｌｃｄＬｉｎｅ?０?．ｌｉｎｅＩｄ ＝１００１； ／／行標識
?ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １?＝ＮＵＬＬ?
ＣＳＣ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ ?＆ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １? ＆ｌｃｄＬｉｎｅ?０??? ／／第一頁中的第一行
ＣＳＣ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ?＆ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １?＆ｌｃｄＬｉｎｅ?１???
ＣＳＣ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ ?＆ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １? ＆ｌｃｄＬｉｎｅ?２???
ＣＳＣ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ ?＆ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １? ＆ｌｃｄＬｉｎｅ?３???由于四行即可組成一個循環隊列，其中ｌｃｄＬｉｎｅ?０?指定為第一頁的第一個入口行，ＦｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １與ｌｃｄＬｉｎｅ為同一行，ｌｃｄＰａｇｅ?０?頁的入口行為ｆｉｒｓｔｌｃｄ-Ｌｉｎｅ；ｌｃｄＰａｇｅ?０?．ｆｉｒｓｔＬｉｎｅ＝ｆｉｒｓｔｌｃｄＬｉｎｅ １?ｌｃｄＰａｇｅ?０?．ｐａｇｅＩＤ ＝１００１，這樣，依據該方法便可以生成任意多的頁。具體方法如下：
ｌｃｄｐａｇｅ １＝ＮＵＬＬ?
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ?＆ｌｃｄｐａｇｅ １? ＆ｌｃｄｐａｇｅ?０???
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ?＆ｌｃｄｐａｇｅ １? ＆ｌｃｄｐａｇｅ?１???
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ?＆ｌｃｄｐａｇｅ １? ＆ｌｃｄｐａｇｅ?２???
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ?＆ｌｃｄｐａｇｅ １? ＆ｌｃｄｐａｇｅ?３???
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ?＆ｌｃｄｐａｇｅ １? ＆ｌｃｄｐａｇｅ?４???
ｌｃｄＰａｇｅ Ｐｌａｃｅ Ｏｎ Ｌｉｓｔ?＆ｌｃｄｐａｇｅ １? ＆ｌｃｄｐａｇｅ?５???
這樣，用五頁即可組成一個循環隊列，其中ｌｃｄ-ｐａｇｅ＿１與ｌｃｄｐａｇｅ?０?為同一頁。
對于行的顯示，最基礎的行顯示方法如下：
ｖｏｉｄ ｄｉｓｐ ｌｃｄ Ｌｉｎｅ?ｌｃｄＭｅｎｕ ＊ｌｃｄｍ?ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｓｔａｒｔ? ／／ＳＴＡＲＴ為行號
{
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｉ?ｌｏｏｐ?
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｚｔ?ｚｔ１?
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｓｉｇｎ?
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｏｆｆｓｅｔ?
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｏｆｆｌｅｎ?
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ＊ｐｈｚ?
ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ｚ０?
ｐｈｚ＝?ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ ＊?＆ｈｚ ｃｏｄｅ ｔａｂｌｅ?
／漢字代碼初地址
ｏｆｆｓｅｔ＝ｓｔａｒｔ＊１６? ／／顯示的位置 行號 ＊列號
ｏｆｆｌｅｎ ＝０?
ｌｏｏｐ＝０?
ｚ０＝０ｘ００?
ｓｉｇｎ＝ｌｃｄｍ－＞ｓｈｏｗｆｌａｇ? ／／是否為漢字
ｗｈｉｌｅ?ｌｏｏｐ＜１６? ／／在同一行中從０列到１５列
{
ｚｔ＝ｌｃｄｍ－＞ｌｃｄｓｅｇ?ｌｏｏｐ?? ／／取第一個代碼
ｉｆ?ｚｔ＜＝０ｘ７Ｆ? ／小于０Ｘ８０為ＡＳＣＩＩ代碼
{
ｄｉｓｐ ｓｅｌｆ ａｓｃｉｉ?＆ｚｔ?１?ｏｆｆｓｅｔ??
／／在本行，顯示自有的ＡＳＣＩＩ代碼
ｉｆ?ｓｉｇｎ＝＝１?
{
ｄｉｓｐ ｓｅｌｆ ａｓｃｉｉ?＆ｚ０?１?ｏｆｆｓｅｔ １６??
／／在上一行，同一列的位置，不顯示任何代碼
}
ｏｆｆｓｅｔ＝ｏｆｆｓｅｔ ＋１?
ｏｆｆｌｅｎ＝ｏｆｆｌｅｎ ＋１?
ｌｏｏｐ＋＋?
}
ｅｌｓｅ
{
ｌｏｏｐ＋＋?
ｚｔ１＝ｌｃｄｍ－＞ｌｃｄｓｅｇ?ｌｏｏｐ??
／／取第二個代碼
ｄｉｓｐ ｃｈｉｎｅｓｅ??ｐｈｚ＋?ｚｔ－０ｘ８０? ＊４０９６ ＋?ｚｔ１－０ｘ８０? ＊３２??１?ｏｆｆｓｅｔ ?? ／／顯示漢字
ｏｆｆｓｅｔ＝ｏｆｆｓｅｔ ＋ ２ ?
ｏｆｆｌｅｎ＝ｏｆｆｌｅｎ ＋２?
ｌｏｏｐ＋＋?
}
}
}
３ 結束語
由于本系統在顯示時采用了環形結構算法，因此，可以達到快速、簡單的漢字顯示效果。
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