51单片机实现多级液晶显示中文菜单

【摘要】以AT89C51单片机控制使用比较普遍的YM12864液晶显示器为基础，介绍了一种采用分页原理实现多级中文菜单操作的方法。给出了YM12864主要技术参数、显示特性和核心的程序。设计的中文菜单具有一定的通用性，只需更改其中的菜单项即可将此设计应用到家电、仪器仪表等设备上，为操作者提供友好方便的中文操作界面。

【关键词】单片机；分页；YM12864液晶；中文菜单

一、引言

目前小型的显示器主要有LCD和LED，LED显示器只能显示数字和有限个英文字符，不能显示汉字，显示内容不直观，操作人员只能根据约定格式了解显示内容。而LCD则可显示各种汉字和图形，尤其能实现中文菜单显示，为操作者提供方便友好的操作界面，并且功耗低，因此LCD得到广泛应用。而现在市面上带中文字库的LCD比比皆是，价格适中，且大部分具有与MCU统一的标准接口，为使用LCD实现中文菜单操作提供了很大的方便。相信更多的电子产品在提升性能的同时，设计更加人性化的中文菜单交互界面，将会使产品具有更广阔的前景。

二、YM12864液晶显示模块简介

YM12864汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16点阵）、128个字符（8X16点阵）及64X256点阵显示RAM（GDRAM）。

主要技术参数和显示特性：

电源：VDD 3.3V～+5V（内置升压电路，无需负压）

显示内容：128列×64行

与MCU接口：8位或4位并行/3位串行

多种软件功能：光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等。

其引脚功能为通用20脚LCD接口，用户指令集也为通用128*64LCD用户指令集，相关资料很容易获取。因其内置中文字库，省去了自己造字库的工作量，而只需写入相应的汉字和字符内码即可显示所需要的汉字和字符，这在许多程序开发软件中很容易实现，如：WAVE、KEIL等。所以使用带中文字库的LCD来实现中文菜单操会更加简便。

三、原理分析

通常的人机交互界面有两种方式，选择菜单和输入参数，为了便于分析，本文使用三级树状菜单结构，如图1所示，来阐述中文菜单的显示原理。因YM12864满屏能显示四行、每行八个汉字，故将四个选择或参数输入菜单项编为一页，不足一页的补空格。补空格的目的是为了归一化操作，可大大简化程序。每一个菜单、参数输入、空格都为固定的八个汉字空间。图1中顶级菜单1、顶级菜单2、顶级参数输入3、顶级4构成一级菜单，四个菜单项为一页同时显示在液晶屏幕上；一级菜单1-1、一级菜单1-2、一级参数输入1-3、一级空格1-4构成了顶级菜单1下的二级菜单，也组成一页同时显示在液晶屏幕上，三级菜单也是如此。使用4*4键盘进行操作，其中“0-9”为数字键，“Esc”为删除/返回键，“Down”为向下选择健，“Enter”为确定健，剩余三个按键预留备用，为了不与其他程序的通用寄存器混淆，而使用89C51的第二组通用寄存器R0和R2来记录菜单的页码和行码（光标所在的菜单行）。

现通过按键的功能来分析多级中文菜单的原理。当按下“Down”键后，光标移动一行（光标所在的行表示此行显示的菜单处于激活状态）行码加1，即（R2）=（R2）+1；当光标已在本级菜单的最后一项，此时按下“Down”键，光标回到本级菜单的首项，行码为0，即（R2）=0。例如：光标处于二级菜单1-1-1，按下“Down”键，则光标移动到二级菜单1-1-2。按下“Enter”，分两种情况处理，如为选择菜单，则根据页码和行码的值：R0*4+R2调用下一级子菜单显示，同时将子菜单的页码赋值给R0，得到子菜单的页码，并且使行码R2=0，表示处于此级菜单的首项。例如：光标处于顶级菜单1，按下“Enter”键，则液晶显示屏上显示一级菜单1-1、一级菜单1-2、一级参数输入1-3、一级空格1-4。如为参数输入菜单，则进入相应的参数输入对话框。例如：光标处于参数输入1-3，按下“Enter”健，则液晶显示屏上显示对应的要求输入参数的对话框（一般为数字，为了简化程序，可采用统一的参数输入对话框），此时输入符合要求的参数，再按下“Enter”键，菜单将返回到上一级菜单，同时将输入到YM12864液晶显示器的数据读出，送到相应的单元存储，以备使用。“Esc”键起到返回上一级菜单和删除参数输入时的错误输入双重功能，程序中只需使用一标志位来区分选择菜单和参数输入菜单即可，同时修改页码和行码值，即R0和R1的值。例如：液晶屏上显示二级菜单1-1-1、二级菜单1-1-2、二级菜单1-1-3、二级空格1-1-4，此时按下“Esc”键，则返回到一级，屏幕上显示一级菜单1-1、一级菜单1-2、一级参数输入1-3、一级空格1-4。

四、硬件设计

使用89C51的P1口作为液晶显示器的数据口，使用P0口作为键盘扫描端口，当然这些端口也可以使用扩展口，只需在程序的开头修改端口的值便可。电路图如图1所示。

五、软件设计

重点在于软件的设计，而程序的关键又在于使用了分页的操作方式。以下为菜单数据，按页的方式存放，不足一页的补空格。

TABLE00：

DB’顶级菜单1 ‘ ；第0页，每页为4行

DB’顶级菜单2 '

DB ‘顶级参数输入3 '

DB ‘ ’ ；此为顶级空格4

TABLE10：

DB ‘一级菜单1-1 ‘ ；第1页

DB ‘一级菜单1-2 ‘ DB ‘一级参数输入1-3 ‘

DB ’ ‘ ；此为一级空格1-4

TABLE20：

DB ‘一级菜单2-1 ‘ ；第2页

DB ‘一级参数输入2-2 ‘ DB ‘ ‘ ；此为一级空格2-3

DB ‘ ‘ ； 此为一级空格2-4

…………………………

由于篇幅有限，不能将所有的程序都写出，只是将程序的框架列出，其它程序如：按键扫描子程序、YM12864显示子程序可参照其它资料。实际应用时需要根据具体情况加以补充。

六、结语

本方法设计的多级中文菜单易于实现、可靠性高，并且具有一定的通用性和使用价值，实际应用时根据产品的操作要求修改上述的菜单名称即可。当某级菜单的项目数有多页时，为方便操作，可增加翻页按键；所有菜单的页数最大为256页，共1024个菜单项，对于一般的系统完全够用。采用此方法设计的全中文菜单操作的信号发生器曾获得2007年全国大学生电子设计大赛三等奖（江西赛区）。

参考文献

[1]毕万新.单片机原理与接口技术[M].大连理工大学出版社，2005，8.

[2]夏继强，沈德金，邢春香.单片机实验与实践教程[M].北京航空航天大学出版社，2006，5.

[3]高吉祥.全国大学生电子设计竞赛培训系列教程[M].电子工业出版社，2007，5.

作者简介：游雨云（1983—），男，江西赣州人，工程硕士，讲师，现供职于上饶职业技术学院，主要从事单片机课程开发与教学工作，全面负责学院高职电子类专业竞赛，指导学生多次获得国家、省级奖励，深受学生好评。