由于點陣式液晶顯示模塊功耗低、體積小,，且可以顯示各種字符,、漢字以及圖形，因而可廣泛應(yīng)用于數(shù)字式儀表和各種低功耗監(jiān)測系統(tǒng)中,。筆者利用該模塊設(shè)計的沖擊力監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崟r顯示沖擊力的大小,、速度,、峰值及平均值，且操作界面友好,。同時在每次測試的開始,，都有語音提示；此外,，還可根據(jù)需要選擇資料的存儲和打印,。本文將重點介紹圖形點陣式液晶控制模塊與凌陽單片機" title="單片機">單片機之間的硬件設(shè)計電路和軟件編程方法。
1 沖擊力監(jiān)測系統(tǒng)的組成和功能
圖1 所示是一個沖擊力監(jiān)測系統(tǒng)的功能框圖,。本系統(tǒng)由信號采集,、信號處理和信號輸出三部分組成。其中信號采集部分由力傳感器（BK-2Y）和光電編碼器（ZKX-6-50BM7.5-G05E）組成,。BK-2Y是一款高精度力傳感器,，主要測量作用力的大小，測量范圍最大可達(dá)500kg,，其輸出信號經(jīng)TS-2放大器放大后,，輸出電壓范圍為-5V～+5V；光電編碼器是高精度角位移傳感器,，其工作原理是采用圓光柵經(jīng)光電轉(zhuǎn)換將軸的角度位移轉(zhuǎn)換成電脈沖信號,，然后直接用于測量角位移和角速度，或間接用于測量直線位移和直線速度,。
中央處理器選用凌陽單片機SPCE061A,。由于沖擊力監(jiān)測系統(tǒng)要求CPU響應(yīng)速度快、處理能力強并能夠?qū)崟r處理信息,，所以本設(shè)計選用功能強大的凌陽16位單片機,。SPCE061A在2.6V～3.6V工作電壓范圍內(nèi)的工作速度為0.32MHz～49.152MHz。SPCE061A自帶2kB flash,、32位可編程的多功能I/O端口,、兩個16位定時器/計數(shù)器、32768Hz實時時鐘低壓復(fù)位/監(jiān)測電路,、8通道10位模 - 數(shù)轉(zhuǎn)換輸入等,。
輸出部分選用320×240點陣的LCD液晶顯示屏，顯示控制器選用STN3224-2A,。由于STN3224-2A是針對圖形顯示而設(shè)計的,，因此編程十分簡單。
2 系統(tǒng)顯示部分的硬件設(shè)計
本監(jiān)測系統(tǒng)的顯示屏采用LFUBK911A,，與之配套的顯示控制器STN3224-2A具有以下特點：
●適用于圖形顯示較多的環(huán)境,，可顯示數(shù)字、字母、漢字和特殊字符,；
●每一次寫一點,，8bit色彩深度，共256色,；
●總共8頁顯示緩沖,，可以設(shè)定顯示頁和寫入面；
●每次寫入或讀出后,，X方向或Y方向的自動加1,、均加1或不變可通過參數(shù)設(shè)定；
STN3224-2A顯示控制器的接口線包括數(shù)據(jù)D0～D7,，地址線A0和A1,、片選線CS、讀信號RD,、寫信號WR,、電源VCC,、地GND以及背光信號等,。SPCE061A與STN3224-2A有兩種接口方法，一種是在兩者之間加一個鎖存器,，另一種是直接連接,。硬件接法不同會影響到軟件的設(shè)計。本文采用直接連接的方法,，其接口電路如圖2所示,。其中CPU垢端口IOA2～IOA6和IOA8～IOA15將被初始化為輸出口，端口IOA0,、IOA1（輸入力信號）和IOA7將被初始化為輸入口,。
3 系統(tǒng)顯示軟件設(shè)計
3.1 軟件設(shè)計流程
STN3224-2A分四步完成一個點的操作，筆者在編寫曲線程序時,，先定義了一個寫點的子程序（Write-dot）,，以便于主程序的操作。程序如下：
寫參數(shù)
A> 寫參數(shù)到端口1（A0=1,，A1=0）,，其定義為：
bit7=1，Y方向在讀/寫后自動加1,；
關(guān)鍵字：圖形點陣式 LCD 凌陽單片機 沖擊力 實時曲線 STN3224-2A
bit6=1,，X方向在讀/寫后自動加1；
bit[5……3],，顯示頁號（0～7）,；
bit[2……0]，讀/寫頁號（0～7）；
B> 讀一次端口1以鎖存參數(shù)（這一步很重要,，如果沒有讀Port1,，系統(tǒng)將把剛才輸入的數(shù)據(jù)默認(rèn)為X值）。
（2）分兩次寫入X（0～511,，只顯示0～319）,；
A> 寫bit8到端口1（對應(yīng)關(guān)系X8→D0）；
B> 寫bit[7……0]到端口1（如果僅為讀數(shù)據(jù),，則寫到端口3）,。
（3）寫Y（0～255，只顯示0～319）
寫bit[7……0]到端口2（A0=0,，A1=1）,。
（4）數(shù)據(jù)到端口0（A0=0，A1=0）,，bit8O數(shù)據(jù)表示顏色灰度,。圖3所示是其寫數(shù)據(jù)流程。
3.2 軟件實現(xiàn)方法
液晶顯示控制器的軟件部分包括初始化程序和應(yīng)用程序,。初始化包括清屏和初始化參數(shù),。應(yīng)用程序分為顯示背景和顯示實時曲線兩部分。背景部分是指預(yù)先建立的（x,y）坐標(biāo)軸以及相關(guān)的說明（漢字）,。本控制器不帶漢字庫,，顯示漢字時，首先根據(jù)漢字字形編出字模數(shù)據(jù)塊,，用戶可以根據(jù)要求編寫任意大小的漢字,，本文采用的漢字大小為16×16點陣。
顯示實時光滑曲線是本監(jiān)測系統(tǒng)顯示部分的關(guān)鍵,。結(jié)點陣式液晶屏的操作實際是對點的操作,，曲線是由一系列不連續(xù)的點組成的。本系統(tǒng)主要測試沖擊力,，而沖擊力作為輸入數(shù)據(jù)必然有著很大的跳躍性,，這就造成了曲線的不連續(xù)。為了美觀和實用,，本方利用編程技巧來對曲線進行了修飾,。
子程序write-y-line (x,l,h,color)是修飾曲線的一個子函數(shù)，其中x表示點的x坐標(biāo),，1表示前一個點的y坐標(biāo),，h表示后一個點的y坐標(biāo)，color表示點的顏色,。在子程序中,，先比較前后兩個點的y坐標(biāo)的大小,。如果1小于h，則以點（x,l）為終點畫一直線,。這樣就把不連續(xù)的點連成了曲線,。Write-y-line(x,l,h,color)程序流程圖如圖4所示。其顯示實時曲線主程序（C語言）如下：
p=0x0010; //采集數(shù)據(jù)存儲區(qū)首地址
for(x=280;x>0;x- -) //坐標(biāo)原點在液晶上對應(yīng)的坐標(biāo)是（280,，40）
{
ad_one(280-x); //ad_one是A/D轉(zhuǎn)換子程序,，這是將采集的第0個力信號進行轉(zhuǎn)換
l=*p; //取前一個數(shù)據(jù)
p + + ;
h= * p; //取后一個數(shù)據(jù)
if((1 - h>2) | | (h - 1>2)) //判斷前一個數(shù)據(jù)與后一個數(shù)據(jù)間隔是否大于2，若大于將在兩點之間畫一直線,。
{set_option(m,m,2) //設(shè)置操作參數(shù),，讀/寫后Y自動加一
write_y_line(x,l,h,0xlc); //調(diào)子程序，畫直線
set_option(m,m,0) //設(shè)置操作參數(shù),，讀/寫后X,、Y均不加一
write_dot(x,h,0xlc) //在（x,h）描點，點的顏色為綠色
}
else //判斷前一個數(shù)據(jù)與后一個數(shù)據(jù)間隔是否大于2,，若小于將在（x,h）描點
{
set_option(m,m,0);
write_dot(x,h,0xlc);
}
}
4 結(jié)束語
針對圖形顯示而設(shè)計的STN3224-2A具有編程簡單,，應(yīng)用靈活等特點。它與功能強大的凌陽單片機配合使用可現(xiàn)對沖擊力曲線的實時顯示,。目前,，該系統(tǒng)已在實驗過程中取得良好的效果。