引言
ARM處理器憑借其強大的功能、極低的功耗、較小的封裝廣泛應用于門禁、無線抄表、智能溫控等小型系統(tǒng)中，在這些系統(tǒng)中人機交互界面一般由LCD完成，但是通常LCD在顯示亮度、環(huán)境適應等方面存在缺陷，所以越來越多新技術新產品逐漸出現(xiàn)，OLED就是一種。本文介紹了一種基于OLED的顯示器VGS12864E的結構原理，給出了其在ARM7微處理器LPC2138系統(tǒng)應用中的硬件連接和具體程序設計。
系統(tǒng)簡述
LPC2138簡介
LPC2138是基于支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32/16 位ARM7TDMI-S CPU 的微控制器，帶有512 KB高速Flash和32KB的SRAM。128位寬度的存儲器接口和獨特的加速結構使32 位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。對代碼規(guī)模有嚴格控制的應用可使用16 位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30%，而性能的損失卻很小。
LPC2138內含2個32位定時器、2個10位8路ADC、10位DAC、PWM通道和47個GPIO以及多達9個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷，它還具有多個串口，包括2個16C550工業(yè)標準UART、2個高速I 2 C接口（400kbit/s）、SPITM和SSP（具有緩沖功能，數(shù)據(jù)長度可變）。
較小的封裝和極低的功耗使LPC2138可理想地用于工業(yè)控制和醫(yī)療等小型系統(tǒng)中，如訪問控制和POS機、通信網(wǎng)關、協(xié)議轉換器、軟modem、聲音辨別和低端成像等等。
VGS12864E結構原理
VGS12864E是128列×64行點陣單色OLED圖形字符顯示模塊，由于其采用有機發(fā)光技術，無需背光源，所以與傳統(tǒng)LCD相比在陽光照射下更能呈現(xiàn)清晰的圖像和數(shù)據(jù)，另外它還具有高亮度、高對比度、寬視角、低驅動電壓和高發(fā)光效率等優(yōu)越的特性，較寬的溫度范圍（存儲溫度：?30℃~80℃，工作溫度：?20℃~70℃）也能適應更惡劣的環(huán)境。
VGS12864E使用兩片列驅動控制器，分別驅動1-64列和65-128列和一片有64行輸出的行驅動器，內藏64×64顯示數(shù)據(jù)RAM，RAM中每位數(shù)據(jù)對應屏上一個點的亮、暗，其結構如圖1所示：它把一個半屏分成了按行的八頁，因為每個字節(jié)的數(shù)據(jù)按低位（LSB）在上，高 位（MSB）在下的結構排列，所以在提取字庫的時候，需要設置取字模的方式為：縱向取模，字節(jié)倒序。
VGS12864E具有非常簡潔的指令系統(tǒng)，指令如表1所示。
表1:VGS12864E指令表（略）
圖1 VGS12864E的RAM結構(略)
系統(tǒng)硬件結構
VGS12864E共有20個引腳，功能定義如表2，它與LPC2138的連接如圖2所示。盡管LPC2138的I/O口可以承受5V的輸入電壓，但是其輸出的高電平電壓不能驅動VGS12864，所以在它們中間需要加一個電平轉換芯片。本系統(tǒng)電平轉換采用IDT74FCT164245T芯片，它是基于高速CMOS技術的16位3.3V到5V的雙向轉換口（其中P1.28口負責數(shù)據(jù)方向的控制）。
表2:VGS12864E引腳定義（略）
圖2 VGS12864E與LPC2138連接示意圖（略）
程序設計
對VGS12864E的各種操作都是通過其指令系統(tǒng)完成的，通過控制腳的高低電平和數(shù)據(jù)口的數(shù)據(jù)來完成各種操作。顯示時一般需要設置列地址和頁地址，然后進行相應的讀寫操作（在寫操作前都要讀“忙”狀態(tài)），最后根據(jù)需要進行相應的循環(huán)。在同頁內，列地址在執(zhí)行完讀寫操作后自動加一。
本文程序有如下宏定義：
#define uint32 unsigned int
#define uint16 unsigned short
#define uchar unsigned char
#define DIS_DIR 1<<24 //P1.24
#define DIS_DI1<<28 //P0.28
#define DIS_RW1<<29 //P0.29
#define DIS_E1<<30 //P0.30
#define DIS_CS21<<31 //P0.31
#define DIS_CS11<<16 //P1.16
讀“忙”狀子程序
在對VGS12864E的各種寫操作執(zhí)行之前都需要進行讀“忙”操作，防止在“忙”狀態(tài)下“寫”操作的不正確執(zhí)行，程序代碼如下：
void read_status()
{ uchar busy;
uchar temp;
IOCLR0 = DIS_DI; //選擇"指令"寄存器
IOSET0 = DIS_RW; //選擇"讀"操作
IOCLR1 = DIS_DIR; //控制電平轉換方向
do
{ IOPIN0 = (IOPIN0 & 0xFFFFFF00) | 0xff;
IOSET0 = DIS_E;
busy=(IOPIN0 & 0xff);
IOCLR0 = DIS_E; //使能操作
temp=busy & 0x80;
}while(temp!=0); //忙則繼續(xù)循環(huán)
IOSET1 = DIS_DIR; //控制電平轉換方向
}
寫指令子程序
// 對左半屏寫指令操作，右半屏操作只需要改變片選電平（DIS_CS1、DIS_CS2）
void wr_command1()
{
IOCLR1 = DIS_CS1; //選擇左半屏
IOSET0 = DIS_CS2;
read_status(); //讀"忙"狀態(tài)
IOSET0 = DIS_DI; //選擇"寫"操作
IOCLR0 = DIS_RW; //選擇"指令"寄存器
IOPIN0 = (IOPIN0 & 0xFFFFFF00) | com; //送指令
IOSET0 = DIS_E; //使能操作
IOCLR0 = DIS_E;
}
寫數(shù)據(jù)子程序
//對左半屏寫數(shù)據(jù)操作，右半屏操作只需要改變片選電平（DIS_CS1、DIS_CS2）
void wr_data1()
{
IOCLR1 = DIS_CS1; //選擇左半屏
IOSET0 = DIS_CS2;
read_status(); //讀"忙"狀態(tài)
IOSET0 = DIS_DI; //選擇"寫"操作
IOCLR0 = DIS_RW; //選擇"數(shù)據(jù)"寄存器
IOPIN0 = (IOPIN0 & 0xFFFFFF00) | dat;//送數(shù)據(jù)
IOSET0 = DIS_E; //使能操作
IOCLR0 = DIS_E;
}
其他子程序
//OLED初始化子程序
void init_OLED()
{
com =0xc0; //第"0"行開始顯示
wr_command1();
wr_command2();
com =0x3f; //打開OLED顯示
wr_command1();
wr_command2();
}
//清屏程序
void clear_prog(void)
{
for(i=0;i<8;i++)
{
com =(0xb8+i); //頁面地址設置
wr_command1(); wr_command2();
com =0x40; //列地址設置
wr_command1();
wr_command2();
for(j=0;j<64;j++)//在一頁內，列地址自動增加
{
dat=0x00;
wr_data1();//寫RAM都為0，這樣完成清屏
}
}
}
//漢字顯示標準函數(shù)：把屏幕分成0，1，2，3四行和64列進行漢字的顯示，每個漢字占兩//行，字庫數(shù)據(jù)通過指針進行傳遞
void display(uchar hang,uchar lie,uchar *p_dis_data)
{
for(page=hang;page<hang+2;page++)
{
uchar m;
com=(0xb8 + page); //頁面地址設置
wr_command1();
com=0x40+lie; //列地址設置
wr_command1();
f or(m=0;m<64;m++)//顯示大小根據(jù)實際情況 進行改變 {
dat=*p_dis_data;
wr_data1();
p_dis_data++;
}
}
}
結束語
VGS12864E使用簡單，而且相對LCD可以適應惡劣的環(huán)境，所以在工業(yè)控制、軍事等方面都有廣泛應用。由于需要通過字模軟件設計界面，增強設計靈活性的同時也提高了設計復雜界面的難度，而且生成字庫需要占用大量存儲空間。而LPC2138是基于ARM7核心的微控制器，配合VGS12864E可以組成非常通用的小型顯示控制系統(tǒng)。
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