图形LCD模块的菜单方式人机交互界面

时间：2023-03-19 09:57:40 理工毕业论文我要投稿

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图形LCD模块的菜单方式人机交互界面

摘要：在以单片机为核心的嵌入式应用中，友好的人机互界面起着十分重要的作用。笔者在设计中使用WGM-12864B图形LCD模块实现一种中文窗口菜单界面，设计中使用的方法具有普遍性意义。

随着液晶显示技术的进步，高质量的液晶显示模块会被日趋广泛地应用于各种嵌入式系统中。在系统整体设计中，人机交互界面的设计往往占据着很大一部分工作，现以某嵌入式系统的人机交互部分为例，介绍一种使用WGA-12864B图形LCD模块实现中文窗口菜单界面的方法。

1 图形LCD模块WGM-12864简介

WGM-12864B模块是单色图形点阵液晶显示模块，点阵数为64×128，其点阵存储区如图1所示。

模块点阵分为左右两边，左右两边的结构是完全一样的。对模块的点阵存储区进行读写操作时，由CS1、CS2进行片选，高电平有效。模块中每8行为1页，页地址由X确定；Y确定点阵的列号，点阵数据的每一个字节所在的位置由（CSi,X,Y）唯一确定。字节中的每一位对应着相应的像素，为1显示该像素；为0则不显示。液晶显示模块工作时，逐行扫描点阵存储区。首先被扫描的行显示在LCD屏幕的第1行上，其余行则依次顺序显示。“扫描起始行”可以通过Z地址寄存器来设置。Z可以是0～63的任意一行，如Z=56时，则显示在LCD屏幕上的次序从上到下分别为：

56，57，…，62，63，0，1，2，…，54，55

该模块的这一功能为窗口的滚屏提供了便利。

2 人机界面的硬件接口设计

系统扩展了1片8255A作为人机界面的接口，硬件接口电路如图2所示。8255A的A口连接图形LCD的8位数据线，B口低6位连接相应的控制线，D/I表示数据总线上的信号是点阵数据还是控制命令字，R/W表示当前操作是读或写操作，E是使能控制端，RST是复位端，CS1、CS2是左右点阵区选端。以行扫描方式扩展键盘接口，C口高半字节接行线，低半字节接列线。8255A初始化时，定义A、B口为方式0输出；C口高半字节为方式0输出，低半字节为方式0输入。请注意，大多数类型的8255芯片在对其方式控制寄存器进行初始化时，会引起A、B、C口清零，故不要在程序中动态改变8255端口的输入输出方式，以免影响LCD和键盘。

3 用户界面的软件设计

人机交互界面设计的目标是实现中文窗口界面，用户可以在菜单方式下进行交互。窗口分为两类：对话框和菜单，也包括对话框和菜单的混合。对话框用于参数的输入输出显示；菜单用于响应用户的选择，根据用户的选择运行程序。

首先，应当确定系统需要多少个窗口，每个窗口有多少个菜单，画出窗口之间的变迁图，可以知道所有的窗口应当组成一个树形结构。菜单中的汉字大小为16×16的点阵，数字和符号的大小为16×8的点阵。这些点阵数据可以由点阵提取程序获得。点阵数为64×128的LCD模块只能同时显示4个菜单项，每个菜单项点据256个字节的点阵存储空间。窗口多于4个菜单项时，应当使用滚屏功能。为方便数据的安排，系统规定了参数、菜单、窗口及LCD缓冲区的数据结构。

（1）数据结构

为方便参数的显示和处理，参数的输入输出格式用类似于分离BCD码来表示，数据结构如图3所示。数据长度表示数据区的字节数。正负标志，为1表示负数，为0表示正数，负数在输入都要在数据前面加上负号“-”。数据区的每一字节对应于参数的每一位数。数字用分离BCD码表示，小数点用ASCII码表示。“数据长度”域占1个字节时，此数据结构可以表示最多255位的数据。

菜单点阵的数据结构如图4所示。菜单序号表示该菜单在该窗口所有菜单中的次序；菜单长度表示该菜单项中汉字的个数，菜单点阵数据区存放的是菜单中汉字的点阵，每一个汉字都是16×16的点阵；参数标志为0表示没有参数，为1表示此菜单项是对话框，后面跟着参数。参数存放在参数指针域指向的内存中，若是系统参数，则要预先从E2PROM读到内存中。由于系统是16位寻址的存储空间，所以用2个字节存放指针。参数存放格式如图3所示。

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