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標題: 教你在12864上打點(基于ST7920控制器) [打印本頁]

作者: aabbcc 時間: 2014-11-22 15:30
標題: 教你在12864上打點(基于ST7920控制器)

轉者注：AIHHLI 咚冬兄寫得比較生動，值得一讀；對其他的點陣屏的研究有很大的參考價值。

基于ST7920控制的12864液晶用于字符顯示很方便的，但網友說用它顯示圖形并不合適，原因就是它繪圖時先要關閉顯示，繪完后又要打開，速度會較慢。我沒有用過別的液晶，手中只有這一款，擺弄了幾天，掌握了一點東西，寫出來共享。
首先，我們知道，圖形都是由像素點組成的，繪圖的基礎其實就是畫點。只要我們能點亮液晶的任意一個像素點，那么繪圖就不是什么難事了。萬丈高樓平地起嘛，先要做的，當然是要打好基礎。

ST7920提供了用于繪圖的GDRAM（graph display RAM）。共 64×32 個字節的空間（由擴充指令設定繪圖 RAM 地址），最多可以控制 256×64點陣的二維繪圖緩沖空間。在它的Datasheet給出了GDRAM的坐標地址對照表：

用坐標表示，就是這樣：

它的橫坐標每一個地址都是16 位的。共16個地址，256位。
很明顯，它能控制256*64像素的液晶屏，而我們的只是128*64像素液晶屏，顯然只用到它的一部分。
我剛開始以為它對應屏幕的繪圖RAM是這樣分布的(如紅色部分)：

結果栽了大根頭，后來終于弄明白，原來它對應屏幕的GDRAM是這樣分布的：

只要我們清楚了它的GDRAM和屏幕上像素點的映射(對應)關系，點亮對應的像素點就容易多了。要點亮某一個像素點，就是將這個像素點在GDRAM中對應的位置1，這個相信沒人會不知道吧？
我們先討論一下思路，再一步步寫代碼。我覺得，思路要比代碼重要的多，只要你的思路通了，正確了，那么寫出代碼肯定會很容易。
首先，給你x，y的坐標，要你點亮一個點，要怎么做呢？從上面的圖我們知道，它是分為兩個半屏的，首先，我們要確定這個點是在上半屏還是下半屏，然后確定它是在那一行（縱坐標Y），再確定它是在哪一個字節的哪一個位（也就是確定它在那一列，即橫坐標X）。這些都確定后我們就定位到某一個具體的位上了，只就將這個位置1，就OK了。
下面我們邊寫代碼邊討論。
因為這里僅僅是討論如何在12864上打點的，而不是給12864寫一個驅動，所以對于基本的數據讀寫函數，我們不做討論，這里假設已經有了如下基本函數：

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void lcd_write_cmd(unsigned char); //lcd 命令寫
void lcd_write_data(unsigned char); //lcd 數據寫
unsigend char lcd_read_data(void); //lcd 數據讀

好了，就這些了。
為了方便，我們定義如下宏：

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#define  BASIC_SET 0x00       //基本指令集，后面的數字查數據手冊，下同。
#define  EXTEND_SET  0x00          //擴展指令集
#define  DRAW_ON    0x00          //繪圖顯示開
#define  DRAW_OFF 0x00          //繪圖顯示關

我們現在開始寫點亮某一個點的函數：

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void lcd_set_dot(unsigned char x, unsigned char y)
{
  unsigned char x_byet, x_bit;       //在橫坐標的哪一個字節，哪一個位
  unsigned char y_byte, y_bit;
  x_byte = x / 16;                   //算出它在哪一個字節(地址)
                                    //注意一個地址是16位的
  x_bit = x % 16;                   //算出它在哪一個位
  y_byte = y /32;                   //y是沒在哪個字節這個說法
                                    //這里只是確定它在上半屏還是下半屏
                                    //0:上半屏 1:下半屏
  y_bit = y % 32;                   //y_bit確定它是在第幾行
  lcd_write_cmd(EXTEND_SET);       //擴展指令集
  lcd_write_cmd(DRAW_OFF);          //繪圖顯示關閉
  lcd_write_cmd(0x80 + y_bit);       //先寫垂直地址
                                    //具體參照數據手冊
  lcd_write_cmd(0x80 + x_byte + 8 * y_byte); //水平坐標
                                             //下半屏的水平坐標起始地址為0x88
                                             //(+8*y_byte)就是用來確定在上半屏還是下半屏
  if (x_bit < 8)                            //如果x_bit位數小于8
  {
   lcd_write_data(0x01 << (7 - x_bit));    //寫高字節。因為坐標是從左向右的
                                             //而GDRAM高位在左，底位在右
   lcd_write_data(0x00);                   //低字節全部填0
  }
  else
  {
   lcd_write_data(0x00);                   //高字節全部填0
   lcd_write_data(0x01 << (15 - x_bit));
  }
  lcd_write_cmd(DRAW_ON);                   //打開繪圖顯示
  lcd_write_cmd(BASIC_SET);                //回到基本指令集，畢竟ST7920是以字符為主的
  return ;
}

基本畫點函數算是完成了，但是我們如果使用這個函數，就會發現問題。你且用它沿橫坐標畫幾個連續的點試試，肯定不是你想要的結果。
出現問題的原因是因為我們畫點時對其余的位全部填0處理了，造成對原來的信息的破壞。所以我們要讀出要寫的那個地址原來的數據，再進行加工，寫回去就可以解決問題了。
改進后的代碼：

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void lcd_set_dot(unsigned char x, unsigned char y)
{
  unsigned char x_byet, x_bit;       //在橫坐標的哪一個字節，哪一個位
  unsigned char y_byte, y_bit;
  unsigned char tmph, tmpl;          //定義兩個臨時變量，用于存放讀出來的數據
  x &= 0x7F;
  y &= 0x3F;
  x_byte = x / 16;                   //算出它在哪一個字節(地址)
                                    //注意一個地址是16位的
  x_bit = x&0x0F;                   //算出它在哪一個位
  y_byte = y /32;                   //y是沒在哪個字節這個說法
                                    //這里只是確定它在上半屏還是下半屏
                                    //0:上半屏 1:下半屏
  y_bit = y&0x3F;                   //y_bit確定它是在第幾行
  lcd_write_cmd(EXTEND_SET);       //擴展指令集
  lcd_write_cmd(DRAW_OFF);          //繪圖顯示關閉
  lcd_write_cmd(0x80 + y_bit);       //先寫垂直地址(最高位必須為1)
                                    //具體參照數據手冊
  lcd_write_cmd(0x80 + x_byte + 8 * y_byte); //水平坐標
                                             //下半屏的水平坐標起始地址為0x88
                                             //(+8*y_byte)就是用來確定
                                             //在上半屏還是下半屏
  lcd_read_data();                //先空讀一次
  tmph = lcd_read_data();          //讀高位
  tmpl = lcd_read_data();
  lcd_write_cmd(0x80 + y_bit);    //讀操作會改變AC，所以重新設置一次
  lcd_write_cmd(0x80 + x_byte + 8 * y_byte);
  if (x_bit < 8)                            //如果x_bit位數小于8
  {
   lcd_write_data(tmph | (0x01 << (7 - x_bit)));  //寫高字節。因為坐標是從左向右的
                                                //而GDRAM高位在左，底位在右
   lcd_write_data(tmpl);                      //原數據送回
  }
  else
  {
   lcd_write_data(tmph);                      //原數據送回
   lcd_write_data(tmpl | (0x01 << (15 - x_bit)));
  }
  lcd_write_cmd(DRAW_ON);    //打開繪圖顯示
  lcd_write_cmd(BASIC_SET);    //回到基本指令集，畢竟ST7920是以字符為主的
  return ;
}

畫點函數到此就完成了，剩下的事情就是對函數的優化了。例如對入口參數的檢查，對乘除法的優化等等。

作者: 宋德福 時間: 2014-12-24 14:33
謝謝分享

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