如何利用16位PIC18F458單片機實現LCD顯示？

本文介紹一種新型的電網質量檢測系統中顯示測量結果的液晶顯示系統，它主要由PIC18F458和液晶顯示模塊MGLS12864組成。PIC18F458單片機是美國微芯公司推出的16位RISC指令集的高級產品，與LCD接口方便。液晶顯示器MGLS12864是基于兩片HD61202和一片HD61203所構成的128×64點陣液晶顯示器；只要提供電源就能產生點陣驅動信號和各種同步信號。其中HD61202是一種點陣圖形式液晶顯示驅動器，它可以直接與16位微處理器相連，與HD61203配合對LCD進行行、列驅動。

1PIC18F1458的性能特點

PIC18F458單片機是一種高性能的RISC CPU。該款單片機不僅集成了強大的外圍功能模塊，而且因其特殊的單片機特性(如：自振式看門狗、可編程代碼保護功能、休眠省電方式等)及先進的FLASH技術(低功耗、高增強型FLASH技術，全靜態設計，2.0～5.5V寬范圍的工作電壓，工業級和擴展級溫度范圍)，可以適用各種工業控制場合。

1.1高性能的RISC CPU

具有高達2MB的程序存儲器；高達4KB的數據存儲器；高達10MIPS的執行速度；DC~40MHz時鐘輸入；4~10MHz帶PLL鎖相環有源晶振/時鐘輸入；16位寬指令，8位寬數據通道；帶優先級的中斷；8×8單周期硬件乘法器。

1.2外圍功能模塊

具有PORTAPORTE五組I/O端口；定時器/計數器TMR0-TMR3模塊；捕捉/比較/PWM(*)模塊；增強型捕捉/比較/PWM(E*)模塊；主同步串型端口；可尋址的通用同步/異步收發器；CAN控制模塊；10位A/D轉換器模塊；比較模塊。

如何利用16位PIC18F458單片機實現LCD顯示？

2PIC18F458與MGLS12864的硬件接口和軟件編程

2.1硬件接口電路

本文所提出的系統主要由信號采集電路，數據處理單片機PIC18F458，上位機(DISPIC系列的單片機)，鍵盤系統和液晶顯示器五個模塊組成，整個系統通過PIC18F458驅動LCD顯示。

PIC18F458的I/O口具有很強的驅動能力，其PORTD口最大可通過25mA的拉電流和灌電流，可以直接驅動LCD顯示，所以將PORTD口直接與LCD液晶顯示器MGLS12864的8位數據口相連，進行數據交換和指令發送。同時，利用PORTB口的RB0～RB4與液晶顯示器MGLS12864的RS，RW，E，CSB，CSA引腳相連，控制數據交換的性質和方向。液晶顯示器MGLS12864的工作電壓為：-5V～+5V,且其內部已集成了所需的負電源，這樣，MGLS12864的Vout引腳將輸出-5V。在實際的電路中是將V0接在電位器的可調端，電位器兩固定端接在Vout和GND的引腳上，通過調節V0的電壓來改變液晶顯示器的亮度。MGLS12864第19和第20引腳LED+、LED-作為背光電源，本設計將+5V通過一個限流電阻和一個起驅動作用的三極管接到LED+引腳上，通過單片機的一個I/O口控制三極管的導通來控制點亮背光，從而減少了功耗。PIC18F458與MGLS12864的連接見圖1。其中背光驅動電路實現了點亮背光和控制亮度的功能。

2.2顯示程序設計

2.2.1電網質量檢測的顯示要求及分級顯示

顯示要求：(1)技術人員需要對電網的一些基本參數進行設置。(2)需要了解當前電網的工作情況。(3)需要對過去一段時間內的電網質量進行分析。(4)需要對當前電網進行一定的控制。

針對顯示要求，監測系統采用分級顯示。將顯示的內容分類，每一類組成顯示的第一級菜單，第一級菜單下有第二級或第三級子菜單(根據顯示內容的要求來確定)。通過分級使技術人員能很快的找到自己當前需要的菜單，從而提高了時效性。電網質量檢測系統的分級菜單如圖2所示。

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2.2.2系統軟件設計

本系統的軟件采用模塊化結構設計，各功能子塊獨立，調節方便，容易根據需要進行修改和擴展。見圖3。

如何利用16位PIC18F458單片機實現LCD顯示？

為了便于查找菜單數據顯示，本設計在菜單數據表(放在ROM中)中用前兩個字節來表示菜單的位置(級標志)，第三個字節表示顯示字符的個數，后六個字節表示顯示數據在字庫表中的偏移地址(offset)。通過級標志計算出顯示數據在ROM中的位置，再根據表中的第三個字節定顯示字符的個數，最后利用offset中的顯示數據的偏移地址來顯示菜單。下面是菜單顯示的流程圖(圖4)。

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