AVR单片机驱动的VRAM型彩色液晶显示模块设计与应用

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"本文主要探讨了显示/光电技术中的基于AVR单片机的VRAM型彩色液晶显示模块设计。设计的核心是将AVR单片机作为控制器，配合硬件汉字库，实现对彩色液晶显示器的高效管理和控制。文章首先介绍了彩色液晶显示器的基本原理，包括其显示结构（如采用的YD2502型号，点阵数320×240，VRAM容量64k×8位，支持8色显示），以及液晶驱动电路的设计，如DC/DC转换器和DC/AC逆变器的作用，以及显示驱动逻辑电路如何利用分时技术提高显示速度。设计的关键组件是硬件汉字库，通过预先编码的字符数据，使得系统能够快速显示中文字符，增强了显示模块的灵活性和功能性。C语言编程模块的引入，实现了VRAM型液晶的模块化设计，便于在不同的单片机平台之间进行移植和集成，提升了开发效率。文章还强调了彩色液晶显示器在现代电子设备中的广泛应用，尤其是在工控仪表和机电设备等行业的优势，如超薄、低功耗、长寿命、无辐射等特性，使其成为理想的显示解决方案。这种基于AVR单片机的VRAM型彩色液晶显示模块不仅满足了高性能的需求，也考虑到了便携性和成本效益。总结来说，本文详细阐述了如何利用现代电子技术，特别是单片机和VRAM型液晶技术，设计出一款既高效又能满足多种显示需求的彩色液晶显示模块，为相关领域的应用提供了实用的技术参考。"

显示显示/光电技术中的基于单片机的光电技术中的基于单片机的VRAM型彩色液晶显示模块设计型彩色液晶显示模块设计

摘　要：介绍一种基于AVR 单片机和硬件汉字库的VRAM 型彩色液晶显示模块的设计。给出彩色液晶显示器的显示原理、硬件接口设计框图以及硬

件汉字库的制作和应用，同时给出基于C语言的程序设计模块，实现了应用VRAM 型液晶的模块化，便于移植在其他类型的单片机。　　1 　引言

　　随着电子技术的飞速发展，越来越多的领域应用到以单片机为控制核心、用液晶作为显示终端的数字化设备。彩色液晶显示器作为当代高新技术

的结晶产品，不但具有超薄平面、显示信息丰富、色彩逼真的特点，而且还具有体积小、耗电省、寿命长、无辐射、抗震、防爆等其他类型显示器无

可比拟的优点，因而是工控仪表、机电设备等行业更新换代的理想显

　　摘　要：介绍一种基于AVR 单片机和硬件汉字库的VRAM 型彩色液晶显示模块的设计。给出彩色液晶显示器的显示原理、硬件接口设计框图以及硬件汉字库的制

作和应用，同时给出基于C语言的程序设计模块，实现了应用VRAM 型液晶的模块化，便于移植在其他类型的单片机。

　　1 　引言　引言

　　随着电子技术的飞速发展，越来越多的领域应用到以单片机为控制核心、用液晶作为显示终端的数字化设备。彩色液晶显示器作为当代高新技术的结晶产品，不但

具有超薄平面、显示信息丰富、色彩逼真的特点，而且还具有体积小、耗电省、寿命长、无辐射、抗震、防爆等其他类型显示器无可比拟的优点，因而是工控仪表、机

电设备等行业更新换代的理想显示器件。因此基于单片机系统的彩色液晶显示模块的使用也越来越广泛。本文介绍一种基于AVR 单片机和硬件汉字库的彩色液晶显示模

块，该模块实现了在彩色液晶显示器上显示不同颜色的中文、英文、数字及简单的画图功能。

　　2 　液晶显示器显示原理　液晶显示器显示原理

　　本模块采用的液晶显示器是河南友利华高科技有限公司生产的YD2502 彩色液晶VRAM 型显示器。它的点阵数是320 ×240 ,VRAM 容量是64 k ×8 位，由于屏幕上

的任何一点都是由R（红）、G（绿）、B（蓝） 3 种颜色组成，且灰度不可调节，因此显示颜色为8 色。基本原理框图如图1所示。DC/ DC 转换器产生液晶所用各种

驱动电压，DC/ AC 逆变器则用来点亮冷阴极背光灯，显示驱动逻辑电路采用了优化逻辑电路，利用分时技术让显示与写入数据同时进行，实现了画面的高速更新，且

互不干扰。其显示原理是：在显示器内部含有一个显示缓冲区与屏幕显示一一对应，使用时只需向缓冲区里写入相应的数据，屏幕上即可显示出对应的彩色图形或文

字，也就是说该显示器可作为单片机系统的一个外部存储器就可以实现彩色信息的显示。

图1 　YD2502 原理框图

　　3 　硬件系统设计　硬件系统设计

　　　3. 1 　硬件总体设计　硬件总体设计

　　本模块中使用的单片机是AVR 系列单片机中功能最强的A Tmega128 。该单片机具有丰富的片上资源如具有128 kB 在线可重复编程Flash、4 kB 的E2 PROM、4

kB 的内部SRAM、48 个I/ O 端口、34 个不同的中断源、可寻址64 kB 的地址空间、ISP 下载以及J TA G 仿真等功能。详细介绍请参考其数据手册。

　　图2 是该模块硬件系统总体设计框图。由于YD2502 的显示缓冲区里的内容是不能读出的，为了保存写入内容，在该模块中还外扩了一片存储器芯片61LV5128 ,其

存储容量为512 kB ,除了保存YD2502 显示缓冲区里的数据外，还为使用本模块的嵌入式系统提供了扩展应用。由于A Tmega128 的寻址范围只达到64 KB ,因此采用了

分页管理技术来操作512 kB 的存储空间。在具体电路设计时，将A Tmega128 的PB3 ～ PB0连接到61LV5128 的高4 位地址线上，将512 kB的存储空间分成16 页，每

页32 kB。硬件汉字库芯片AT29C040A 的存储容量也是512 kB ,与CPU的接口设计与61LV5128 是类似的，只需将片选信号和高4 位地址线接在不同的I/ O 口上就可以

了。

图2 　硬件设计图

　　3. 2 　　YD2502 的接口设计的接口设计

　　YD2502 的接口方式采用总线方式，外部引线包括数据总线（DB7～DB0）、片选信号（/ CS）、读写输入（/ RD、/ WR）和寄存器选择信号（RS） ,可以直接

挂接到单片机的总线上，作为单片机的某部分内存来使用。接口采用16 针插座，引脚定义请参阅其说明书。

　　根据YD2502 可以作为单片机的外部存储器使用的接口特性，将A Tmega128 的读写信号线与YD2502 的读写信号线直接连接，具体接口设计原理如图3 所示。

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