中文图形显示控制芯片ST7920的原理与应用_技术

中文图形显示控制芯片ST7920的原理与应用

介绍了一种具有４位／８位并行、２线／３线串行等多种接口方式，且内含国标简体中文字库的图形点阵液晶显示控制模块。同时介绍了该芯片的性能特点及接口方式，给出了相应的硬件电路及汉字显示程序。
关键词：串／并接口；　控制模块；　中文图形显示
１　概述
ＳＴ７９２０是台湾矽创电子公司生产的中文图形控制芯片，它是一种内置１２８×６４－１２汉字图形点阵的液晶显示控制模块，用于显示汉字及图形。该芯片共内置８１９２个中文汉字（１６×１６点阵）、１２８个字符的ＡＳＣＩＩ字符库（８×１６点阵）及６４×２５６点阵显示ＲＡＭ（ＧＤＲＡＭ）。
为了能够简单、有效地显示汉字和图形，该模块内部设计有２ＭＢ的中文字型ＣＧＲＯＭ和６４×２５６点阵的ＧＤＲＡＭ绘图区域；同时，该模块还提供有４组可编程控制的１６×１６点阵造字空间；除此之外，为了适应多种微处理器和单片机接口的需要，该模块还提供了４位并行、８位并行、２线串行以及３线串行等多种接口方式。
利用上述功能可方便地实现汉字、ＡＳＣＩＩ码、点阵图形、自造字体的同屏显示，所有这些功能（包括显示ＲＡＭ、字符产生器以及液晶驱动电路和控制器）都包含在集成电路芯片里，因此，只要一个最基本的微处理系统就可以通过ＳＴ７９２０芯片来控制其它的芯片。ＳＴ７９２０的主要技术参数和显示特性如下：
电源：ＶＤＤ (－２．７～＋５．５Ｖ)＋５Ｖ(内置升压电路，一般无需负压)；
功耗：正常模式：４５０μＡ，睡眠模式：３μＡ，低功耗模式：３０μＡ；
显示内容：１２８列× ６４行；
显示颜色：黄绿；
显示角度：６：００钟直视；
ＬＣＤ类型：ＳＴＮ；
与ＭＣＵ接口：８位并行／３位串行；
配置有ＬＥＤ背光显示功能；
带有自动启动复位按钮(ｒｅｓｅｔ)；

图1

软件功能设置：画面清除、光标显示／隐藏、光标归位、显示打开／关闭、显示字符闪烁、光标移位、显示移位、垂直画面旋转、反白显示、液晶睡眠／唤醒、关闭显示、自定义字符、睡眠模式等。

２　组成原理
ＳＴ７９２０ＬＣＤ驱动器由３２个普通驱动器（ｃｏｍｍｏｎ）及６４个段驱动器?ｓｅｇｍｅｎｔ?组成，段驱动器的扩充可根据需要由ＳＴ７９２１的段驱动器来提供，一个ＳＴ７９２０可以显示一行８个字或两行４个字，或是配合ＳＴ７９２１来显示两行１６个字。ＳＴ７９２０有两种结构形式：ＳＴ７９２０－０Ａ和ＳＴ７９２０－０Ｂ，前者内置ＢＩＧ－５码，用于显示繁体中文字型；而后者内置ＧＢ码，用于显示简体中文字型。
图１是ＳＴ７９２０的内部结构框图。在对ＳＴ７９２０读或写时，会用到两个８位的寄存器，一个是数据寄存器ＤＲ，另一个是指令寄存器ＩＲ。通过数据寄存器ＤＲ可以存取ＤＤＲＡＭ、ＣＧＲＡＭ、ＣＧＲＯＭ及ＩＲＡＭ的值。待存取的目标ＲＡＭ的地址可通过命令来选择，每次数据寄存器ＤＲ的 *** 作应以上次选择的目标ＲＡＭ为主体来进行读出或写入。通过ＲＳ和ＲＷ的状态可以选择不同的读写模式，具体配置方法如表１所列。
表1 ST7920的寄存器读写状态
RS RW 功能说明
低电平0 低电平0 MPU写指令到指令寄存器IR
低电平0 高电平1 读出忙标志及地址计数器的状态
高电平1 低电平0 MPU写指令到数据寄存器DR
高电平1 高电平1 MPU从数据寄存器DR读出指令

忙标志位ＢＦ为“１”时，表示内部 *** 作正在进行，即处于忙状态而不接受新的指令，所以，每次接受新指令前，都要读取ＢＦ标志，只有当其为“０”时才可接受。

３　ＳＴ７９２０的应用
ＳＴ７９２０有自己的指令集，包括基本指令和扩充指令两大类，其中基本指令有１１条，扩充指令有７条。下面以显示ＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）为例来说明ＳＴ７９２０的应用方法。
３．１文本显示ＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）
ＳＴ７９２０的文本显示ＲＡＭ中提供了８个×４行的汉字空间，当对文本显示ＲＡＭ进行写入时，可以分别显示ＣＧＲＯＭ、ＨＣＧＲＯＭ与ＣＧＲＡＭ的字型；ＳＴ７９２０Ａ可以显示三种字型，分别是半宽的ＨＣ-ＧＲＯＭ字型、ＣＧＲＡＭ字型及中文ＣＧＲＯＭ字型。三种字型的选择可通过在ＤＤＲＡＭ中写入编码来进行设定，各种字型的详细编码如下：
显示半宽字型：将一位字节写入ＤＤＲＡＭ中，范围为０２Ｈ～７ＦＨ的编码。
显示ＣＧＲＡＭ字型：这种字型可通过将两个字节的编码写入ＤＤＲＡＭ中来实现，总共有００００Ｈ、０００２Ｈ、０００４Ｈ、０００６Ｈ四种编码方式。
显示中文字形：将两字节编码写入ＤＤＲＡＭ，范围为Ａ１Ａ０Ｈ～Ｆ７ＦＦＨ?ＧＢ码?或Ａ１４０Ｈ～Ｄ７５ＦＨ?ＢＩＧ５码?的编码。

图2

３．２绘图ＲＡＭ（ＧＤＲＡＭ）
绘图显示ＲＡＭ提供１２８×８个字节的存储空间，在更改绘图ＲＡＭ时，先连续写入水平与垂直的坐标值，再将两个字节的数据写入绘图ＲＡＭ，地址计数器（ＡＣ）会自动加１；在写入绘图ＲＡＭ期间，绘图显示必须关闭，写入绘图ＲＡＭ的步骤如下：
①关闭绘图显示功能。
②将水平的位元组坐标（Ｘ）写入绘图ＲＡＭ地址；
③将垂直的坐标（Ｙ）写入绘图ＲＡＭ地址；
④将Ｄ１５～Ｄ８数据写入ＧＤＲＡＭ中；
⑤将Ｄ７～Ｄ０数据写入ＧＤＲＡＭ中；
⑥打开绘图显示功能。
３．３显示两行１６个汉字的应用举例
图２所示为用ＳＴ７９２０和ＳＴ７９２１显示两行１６个汉字的结构原理图。在使用ＤＤＲＡＭ显示汉字时，一行显示８个汉字的程序代码如下：
初始化ＳＥＴＵＰ：
ＬＣＡＬＬＤＥＬＡＹ
ＬＣＡＬＬＤＥＬＡＹ
ＬＣＡＬＬＤＥＬＡＹ
ＭＯＶＡ? ＃０１Ｈ；ＣＬＥＡＲＤＩＳＰＬＡＹ
ＬＣＡＬＬＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶＡ? ＃００１１００００Ｂ；ＦＵＮＣＴＩＯＮＳＥＴＴＩＮＧ
ＬＣＡＬＬＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶＡ? ＃００００００１０Ｂ；ＤＤＲＡＭＳＥＴＴＯ ′００Ｈ′
ＬＣＡＬＬＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶＡ? ＃０００００１００Ｂ?
ＬＣＡＬＬＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶＡ? ＃００００１１００Ｂ；ＤＩＳＰＬＡＹＯＮ
ＬＣＡＬＬＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶＡ? ＃０００００００１Ｂ；ＣＬＥＡＲＩＮＧＳＣＲＥＥＮ
ＬＣＡＬＬＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶＡ? ＃１０００００００Ｂ；ＳＥＴＤＤＲＡＭＡＤＤＲＥＳＳ
ＬＣＡＬＬＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＲＥＴ
ＭＯＶＡ，＃８０Ｈ；在ＬＣＤ屏的第一行显示汉字：
欢迎使用ＳＴ７９２０
ＬＣＡＬＬＷＲＩＴＥ＿ＣＯＭ
ＭＯＶＲ４? ＃８
ＭＯＶＤＰＴＲ，＃ＨＺＣＯＤＥ
Ｄ? ＣＬＲＡ
ＭＯＶＣＡ? ＠Ａ＋ＤＰＴＲ
ＩＮＣＤＰＴＲ
ＬＣＡＬＬＷＲＩＴＥ＿ＤＡＴ
ＣＬＲＡ
ＭＯＶＣＡ? ＠Ａ＋ＤＰＴＲ
ＩＮＣＤＰＴＲ
ＬＣＡＬＬＷＲＩＴＥ＿ＤＡＴ
ＤＪＮＺＲ４? ＤＤ
ＨＺＣＯＤＥ?
ＤＢ ′欢迎使用ＳＴ７９２０′
ＤＢ ′ＳＴ７９２０控制芯片′
ＤＢ′有：图形、点阵、
ＤＢ ′字符等多种模块。