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VFD顯示模塊128S64AA1及其應(yīng)用
摘要：128S64AA1是一種128×64點(diǎn)陣式VFD顯示模塊，具有使用方便、亮度高且可以調(diào)節(jié)、顯示圖文靈活等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹128S64AA1的基本原理，探討實(shí)際應(yīng)用中的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程方法。關(guān)鍵詞：VFD模塊點(diǎn)陣式顯示真空熒光顯示屏
引言
目前，智能儀表常用的顯示設(shè)備有發(fā)光二極管顯示器LED、液晶顯示器LCD等，但是由于LED不能顯示復(fù)雜字符、LCD不宜在暗室中使用的缺點(diǎn)，無法滿足智能儀表對顯示的更高求；而真空熒光顯示屏VFD具有亮度高、可調(diào)節(jié)、顯示圖案靈活的優(yōu)點(diǎn)，在智能儀表中得到了廣泛的應(yīng)用。本文以Samsung公司的128S64AA1VFD顯示模塊為例，介紹在基于51系列單片機(jī)的智能儀表中的應(yīng)用。
1顯示模塊的結(jié)構(gòu)以及與單片機(jī)的接口
1.1128S64AA1的基本結(jié)構(gòu)
該模塊提供有128×64點(diǎn)陣，包括VFD顯示屏、VFD驅(qū)動電路、DC/DC轉(zhuǎn)換器以及顯示控制器；供電電壓是12V，邏輯電壓是5V；亮度可以由軟件來控制。
其接線端子有供電端和接口端兩個。其中接口端的引腳說明如表1所列。
表1接口端引腳說明
引腳名稱引腳名稱引腳名稱1BRAD11A721D22GND12A622D33WRITE13A523D44GND14A424D55READY15A325D66CLEAR16A226D77DSPE17A127WP08A1018A028DP09A919D029WP110A820D130DP1
外部接口簡單易用，表1中所列的30根接口線的功能分別為：8根數(shù)據(jù)線D0～D7和于傳輸數(shù)據(jù)及亮度控制信號；11根地址線用于指定數(shù)據(jù)寫入地址，其中A0～A7指定列數(shù)，A8～A10指定行數(shù)；9根控制線中，BRAD為選擇寫數(shù)據(jù)模式與亮度控制模式，WRITE為寫控制信號，READY為模塊寫數(shù)據(jù)允許，CLEAR為清屏信號，DSPE為顯示允許信號，WP為選擇寫數(shù)據(jù)頁數(shù)，DP為顯示頁數(shù)；2根地線為從電池和邏輯地。
1.2128S64AA1與單片機(jī)的接口
圖1是128S64AA1模塊與51系列單片機(jī)的接口示意圖。其中P1口作為VFD所需的控制線，P0和P2作為地址線和數(shù)據(jù)線。
2顯示模塊的控制和操作
該模塊有清空方式（ClearMode）、寫數(shù)據(jù)方式（WriteMode）和亮度控制方式（DimmingMode）三種工作方式，對應(yīng)的操作時序如圖2所示。
圖2所示的操作時序清晰示意了三種工作方式下對VFD模塊的控制和操作過程。
�。�1）清空方式
將CLEAR端置低電平，此時由WP0和WP1所選擇的RAM清空。當(dāng)清空完畢時，READY輸出低電平。此方式的優(yōu)先級最高，即使READY的輸出為1，RAM仍波清空。
用C51實(shí)現(xiàn)的RAM清空的函數(shù)為：
voidVFD_clear(void)
{P1^2=0;//置清空RAM模式
P1^2=1；
P1^1=0；
do{}
while(P1^1==1);//等待清空響應(yīng)
}
�。�2）寫數(shù)據(jù)方式
當(dāng)DSPE為高電平，BRAD為高電平時，通過寫操作可將待顯示的數(shù)據(jù)寫入由WP0和WP1所選擇的RAM；當(dāng)數(shù)據(jù)寫入完畢，READY輸出低電平，此時可以繼續(xù)寫入下一個數(shù)據(jù)。在此工作方式中，為了使VFD內(nèi)部的RAM按照行排列地址連續(xù)，以便于軟件編程，在實(shí)際設(shè)計(jì)時可將地址A8～A10接VFD的A0～A2，以用于選擇點(diǎn)陣的行數(shù)；而將地址線A0～A7接VFD的A3～A10，用于選擇點(diǎn)陣的列數(shù)。
在寫工作方式中，應(yīng)包括以下幾個操作步驟：
�、僦脤憯�(shù)據(jù)模式；
�、谥蔑@示允許；
�、圻x擇寫數(shù)據(jù)頁數(shù)；
�、軐懘@示數(shù)據(jù)；
�、葸x擇顯示頁數(shù)。
因此，可將實(shí)現(xiàn)此功能的C51程序設(shè)計(jì)如下：
voidWrChar(ucharxdata*addr,ucharcode*codename,ucharcount)
//addr為字的起始地址，count為字符個數(shù)
{uinti=0;
ucharcol;
for(col=0;col<count;col++){
*(addr++)=codeName[i++];
do{}
while(P1^1==1);
}
}//寫數(shù)據(jù)函數(shù)
P1^0=1；//置寫數(shù)據(jù)模式
P1^3=1；//置顯示允許
P1^4=0；//選擇寫第0頁
P1^6=0；//選擇寫第0頁
WrChar(0x1000,page0[],64);//寫數(shù)據(jù)，從1000開始按行寫64個字符編碼，存放于page0[]數(shù)組中
P1^5=0；
P1^7=0；//選擇顯示第0頁
�。�3）亮度控制方式
當(dāng)WRITE輸入有效信號，BRAD為低電平時，D0和D1兩位的值決定顯示的亮度。初始化時的亮度為100%，所需亮度與D1、D0兩位數(shù)據(jù)的關(guān)系如表2所列。
表2亮度控制表
D1D0亮度/%00250150107511100
因此，若要控制顯示亮度，可用下列C51程序?qū)崿F(xiàn)：
ucharxdata*p；
p=0x00；
(*p)=0x02;//控制亮度為75%
3應(yīng)用實(shí)例
某測控裝置需顯示包括概貌、溫度控制、pH值控制以及實(shí)時同線在內(nèi)的一系列圖文信息，且顯示要求較高，要求在光線不足的條件下保證其亮度。為此，選用128S64AA1這一VFD模塊作為顯示器件。該系統(tǒng)人機(jī)交互部分包括顯示模塊以及四個按鍵：確認(rèn)鍵、參數(shù)修改鍵、光標(biāo)移動鍵及返回鍵。
開機(jī)時要求顯示公司名稱，待按下確認(rèn)鍵后，再進(jìn)入主菜單顯示。此時，用戶可通過按光標(biāo)移動鍵來選擇不同的菜單頁面，待確認(rèn)鍵按下后進(jìn)入相應(yīng)的畫面。在次級頁面，按光標(biāo)移動鍵和確認(rèn)鍵，可以完成實(shí)時值和實(shí)時曲線的顯示以及相應(yīng)參數(shù)的修改和保存；修改完成后，按返回鍵返回到主菜單。
下面以主菜單畫面中光標(biāo)移動的子程序?yàn)槔�，簡要介紹在鍵盤按下后，VFD上顯示信息變化的過程。菜單包括7個菜單項(xiàng)；概貌、溫度控制、pH值控制、轉(zhuǎn)速消泡補(bǔ)料、pHDO的電極標(biāo)定、pHTemp實(shí)時曲線和DOAgit實(shí)時曲線。為了簡化程序設(shè)計(jì)，光標(biāo)采用反寫字符的方式，簡單直觀。該子程序的框圖如圖3所示（SemiPg為菜單號），VFD顯示的2幅主菜單內(nèi)容如圖4所示。
當(dāng)光標(biāo)移動鍵按下后，先判斷光標(biāo)的位置（SemiPg=?），然后正寫光標(biāo)所在的位置，恢復(fù)原貌；SemiPg加1（保持SemiPg在1～7內(nèi)），然后反寫SemiPg菜單項(xiàng)，使光標(biāo)移動到下一項(xiàng)。此時按下確認(rèn)鍵，就可根據(jù)SemigPg的值進(jìn)入光標(biāo)所在的下一級菜單。
以上僅是128S64AA1模塊在實(shí)際測控裝置中的一個信息顯示實(shí)例。在實(shí)際裝置中，該模塊還實(shí)現(xiàn)了實(shí)時數(shù)據(jù)顯示、設(shè)定參數(shù)修改顯示、實(shí)時數(shù)據(jù)曲線顯示功能。
結(jié)語
VFD顯示模塊是一種集顯示、控制與驅(qū)動于一體的顯示器件，其最大特點(diǎn)是自身發(fā)光，特別適合在光線不足的條件下實(shí)現(xiàn)圖文信息顯示。由于該模塊亮度高，可滿足在暗室中顯示的要求，而且性能可靠，顯示美觀。另外，VFD模塊還有接口方便，編程簡單等優(yōu)點(diǎn)，可被廣泛應(yīng)用在家用電器、辦公自動化設(shè)備、工業(yè)儀器表及汽車等各種領(lǐng)域中。
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