流量计中微处理器与液晶模块的通信及多参数显示

　　0　引　言

　　有些微处理器具有SPI总线,用来与各种外设以串行方式通讯。与并行通信相比, SPI总线能简化电路设计。液晶驱动器是SPI外设之一,液晶显示器具有重量轻、耗能小、无辐射、显示信息量大等优点。随着测控技术的发展,液晶显示已被广泛应用于各种嵌入式系统的显示装置。

　　1　微处理器与液晶的接口

　　通用型段式液晶显示模块LCM141是将接口电路、行列驱动以及液晶屏组合为一体的专用模块,对外与控制器的接口功能只是一些工作方式寄存器的读写和对应的字符RAM的读写,具体工作的方式控制、扫描显示及驱动均由模块内的集成电路来完成。作者在研制通用型流量传感器智能处理系统时,即采用它来显示各瞬时流量、累计流量、仪表系数、温度和压力等参数。微处理器采用了美国MICROCHIP公司的PIC18F452,该微处理器本身具有专门的硬件SPI通信端口。但是,通用型段式液晶显示模块LCM141具有自身的数据传送时序要求,假如直接使用微处理器内置的SPI模块,则两者之间会发生通信不匹配的问题,如数据的传输速率在晶振确定的条件下是固定的,不能随意改变;而且软件设计需要设置大量的控制寄存器。因此只使用微处理器一般的I/O端口,用软件模拟的方法来产生SPI信号,以主模式与LCM141液晶模块通信,实现流量计各类数据的显示。

　　LCM141模块与微处理器的连接非常简单,如图1所示,只需要3根线即数据线DATA、写命令线WR和液晶模块的片选线CS就可以实现芯片间通信。

　　2　微处理器与LCM141通信

　　LCM141读写命令/数据时序及格式如图2所示[1]。

　　由图2可知,对液晶模块进行数据或命令的写入时,片选信号为低电平有效。WR为写时钟脉冲,并且写入数据时为上升沿有效。单片机将数据写入液晶模块的操作过程如下:将WR置低电平后,单片机送出数据DATA,此时DATA并未进入LCD模块,等将WR置高电平后, DATA方能被写入LCD模块。

　　由此可见,对液晶模块中的RAM单元写入4bit数据时,需要先写入地址,再写数据。下次写入4bit数据时还要重复写入地址,这样便增加了程序代码量,既占用了CPU时间,又增加了系统功耗。因此,该液晶模块允许以半字节为单位连续写数据。

　　对于模式字的写入操作,首先要求微处理器的RB1端口产生1、1、0或1、0、1数字信号,然后根据时序图将这些信号送到液晶模块的DATA端口。以写数据的模式字为例,程序设计如下:

　　#define CS RB1 //片选信号

　　#define WR RB2 //写时钟信号

　　#define DATA RB3 //数据线

　　CS=1; //准备送数据

　　delay (); //延时函数