浅析T6963C液晶显示模块与PIC单片机的接口技术

文章编号：1006-6268(2009)03-0034-04

摘要：介绍了基于t6963c液晶显示模块的基本特性及其与pic单片机的接口方法。通过分析PIC单片机的时钟与指令周期关系和T6963C对MCU/MPU时序的要求，得出了基于T6963C液晶显示模块与PIC单片机接口方法，并给出了以单片机PIC16F74为例的软硬件实现方法。

关键词：PIC；单片机；T6963C；液晶显示

中图分类号：TN27 文献标识码：B

Brief Analysis T6963C Liquid Crystal Display Module and PIC Monolithic Integrated Circuit's Connection Technology

LI Rong-biao1，XU Xiang-qian2，LI Guo-ming1，ZHOU Hao-bin2

(1.Construction Engineering Corporation Of ChangQing Petroleum Exploration Bureau Shaanxi 710201,China；2.College of Material Science and Engineering,

Xi'an Shiyou University, Xi'an 710065, China)

Abstract：This paper introduces the fundamental characteristics of T6963C LCD module and the interface method with the PIC. From analyzing the clock, the relation of instructional cycle and the demand of T6963C to MCU/MPU, this paper obtains based on T6963C LCD module with the PIC microcontroller interface, and gives MCU PIC16F74 as an example to the hardware and software implementation.

Keywords: PIC；MCU；T6963C；LCD.

引 言

液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用[1，2]。而美国Microchip公司生产的PIC系列单片机系用精简指令集（RISC），哈佛总线结构、二级流水线取指令方式，具有实用、低价、指令集小、简单易学、低功耗、高速度、体积小、功能强等优点，而逐渐成为8位单片机的新潮流。这里以基于T6963C液晶模块与PIC16F74的连接来介绍其使用方法。

1 T6963C液晶显示模块与单片机PIC16F74的连接方式

1.1 T6963C模块的结构和原理

内藏T6963C的图形液晶显示模块由LCD显示屏、行列驱动器、控制电路、线路板PCB组成[3]。模块实现了T6963C与行、列驱动器及显示缓冲区RAM的接口，同时也已经用硬件设置了液晶屏的结构(单屏和双屏)、数据传输方式、显示窗口长度、宽度等。

T6963C最大可控制640×128点阵(单屏)或640×256点阵(双屏)液晶器件。下面以单屏结构为例进行介绍，液晶显示模块的结构方框图如图1所示。

T6963C最大可管理64K字节的显示缓冲区RAM，显示缓冲区可分为文本显示区，图形显示区(或文本特征区)和CGRAM区(在显示缓冲区内任意设置的一个区域，作为外扩的字符发生器，一般为2K字节)。显示缓冲区RAM的具体大小由不同显示尺寸的模块决定，如：240×128模块带有8KB的RAM。

T6963C不仅具备基本的文本显示和图形显示功能，而且还具备文本属性显示功能，这是T6963C控制器的独特功能。但是文本特征方式和图形显示方式不能同时使用(可在显示缓冲区中，在启用文本特征方式时，在原有图形区和文本区外用图形区域设置指令，另开一区，作为文本特征区，以保持原图形区的数据)。

1.2 PIC单片机的特点

PIC系列8位单片机是美国Microchip Technology公司推出的采用精简指令集计算机(RISC- Reduced Instruction Set Computer)结构的功能和性价比很高的嵌入式控制器。PIC单片机具有体积小、功能强、功耗低、设计开发灵活方便和价格低廉等特点，可以应用在数字化仪器仪表、自动测试和控制、智能化家用电器等领域[4]。PIC16F74是基于低功耗、高速CMOS FLASH的单片机。

PIC16F74单片机的PORTD是一个8位的双向I/O端口，使用TRISD寄存器来设置端口引脚作为输入或输出引脚。在本文中我们使用PORTD口作为与液晶的数据接口[5]。

1.3 LCD显示器与PIC16F74单片机的硬件接口电路

PIC16F74与T6963C接口，其接口电路如图2所示。T6963C液晶模块的读写控制信号/RD、/WR分别由PIC16F74的RE0、RE1控制，RE2连接片选信号/CE，RC5连接指令和数据通道选择信号C/D，液晶模块复位由PIC16F74的程序控制，在单片机初始化时对液晶复位，VO用于调节液晶显示的对比度。

1.4 T6963C对MCU/MPU的时序要求

从图3和表1可以知道，C/D建立的最小时间为100ns，C/D保持最小时间10ns；写操作时，数据建立的最小时间为80ns,数据保持的最小时间为40ns；读操作时，数据建立的最大时间为150ns,数据保持的最小时间为10ns最大时间为50ns。所以，MCU/MPU对T6963C的写操作必须满足：C/D建立时间大于100ns，并且C/D保持时间大于120ns，即写操作时间大于220ns；MCU/MPU对T6963C读操作必须满足：C/D建立时间大于100ns并且C/D保持时间要介于10ns到150ns之间，即读操作时间介于110～250ns之间。

1.5 PIC单片机的晶振选择

PIC单片机的时钟基本上是由OSC1引脚进入单片机的，此时钟进入单片机后会被除以4，以产生四个不重叠的四相序时钟Q1～Q4。在程序的执行进行中，有一个程序计数器（PC）是来记录程序存储器中下一个要执行的指令代码地址，而PC值的递增就是要靠Q1的上升沿来触发的。接下来PC中指向地址的程序代码便会从程序存储器中捕捉出来并存放到指令寄存器中，这个动作在Q1中的相序中完成。然后在下一个Q1上升沿时会触发下一个PC值的捕捉，而在同样的Q2～Q4的相序中，刚刚放在指令寄存器中的指令会译码并执行。换句话说在每一个Q1～Q4的期间，都会有指令捕捉和指令执行的动作发生[6，7，8]。PIC16F74单片机接4MHz晶振时，一个指令周期为1，000ns，除以4后每个Q保持的时间为250ns。

根据T6963C模块的结构和原理、PIC单片机的特点、LCD显示器与PIC16F74单片机的硬件接口和T6963C对MCU/MPU的时序要求和PIC单片机的时序特点，可以得到这样的结论：PIC单片机与T6963C正确接口的关键是PIC单片机对T6963C的操作必须满足T6963C的时序要求，也就是PIC单片机产生的C/D信号必须满足：写操作时间大于220ns,读操作时间介于110ns～250ns之间。如果选择更高频率的晶振，在设计软件时必须满足T6963C对MCU/MPU的时序要求。这样会给软件设计带来不必要的麻烦，更主要的是液晶的显示速度也不会有提高。

2 T6963C液晶显示模块的软件接口方法

2.1 T6963C液晶显示模块读写流程

T6963C的数据或指令及参数读/写都要读T6963C的状态口，其状态口八位格式如下：

STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0

STA0：指令读写状态 1：准备好 0：忙

STA1：数据读写状态 1：准备好 0：忙

STA2：数据自动读状态 1：准备好 0：忙

STA3：数据自动写状态 1：准备好 0：忙

STA4：未用

STA5：控制器运行检测可能性 1：可能 0：不能

STA6：屏读／拷贝出错状态 1：出错 0：正确

STA7：闪烁状态检测 1：正常显示 0：关显示

由于状态位作用不一样，因此执行不同指令必须检测不同状态位。在MCU一次读／写指令和数据时，STA0和STA1要同时有效("准备好"状态)。当MCU读／写数据时，判断STA2或STA3状态。屏读、屏拷贝指令使用STA6。STA5和STA7反映T6963C内部运行状态。因此依据液晶显示模块的原理及状态口八位的定义，给出了图4所示的液晶显示模块读写流程。

2.2 软件接口的实现

根据以上的硬件电路和液晶显示模块的读写流程，设计出液晶显示模块显示（数据/文字/图形）软件流程图(见图5)在PIC单片机上电复位后，进行系统的参数设定，液晶显示模块初始化后，PIC单片机对液晶显示模块T6963C进行指令数据写操作和读数据操作。

3 结束语

本文介绍的图形液晶显示器与PIC单片机的软硬件实现方法特别适合在仪器仪表中显示较丰富的信息，因此具有广泛的实用价值。通过移植本文的程序，修改其中的一些指令，可以完成更加复杂的功能，并具有缩短开发周期、加快产品上市等优点。

参考文献

[1]龙燕，李剑峰，曹科峰，等.以FPGA为核心液晶显示电路与实现[J].液晶与显示，2006，21（3）：274～278.

[2]苗裕，郑喜风，许开欢，等.利用c8051f023单片机对点阵液晶显示模块的低温测试[J].液晶与显示，2006，21（1）：63～66.

[3]内藏T6963C控制器图形液晶显示模块使用手册［Z］.北京精电蓬远显示技术有限公司，2002.

[4]何信龙,李雪银.PIC16C7X入门与应用范例[M].北京:清华大学出版社,2002.

[5]刘和平.PIC18Fxxx单片机程序设计及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

[6]Myke Predko，姜汉龙译.PICmicro微控制器编程与自主开发（第二版）[M].电子工业出版社，2001.

[7]何信龙,李雪银.PIC16F87X快速上手[M].北京:清华大学出版社,2002.

[8]武锋,陈新建编.PIC单片机C语言开发入门[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

作者简介：(1979-)，男，硕士，西安石油大学材料科学与工程学院教师，研究方向为材料加工成套设备及其自动控制，E-mail：。