1 硬件設計

1.1T6963C模塊的結構和原理

目前用于圖形液晶顯示模塊" title="液晶顯示模塊">液晶顯示模塊的控制器主要有：T6963C（TOSHIBA），SED1335（SEIKO EPSON），H D61830B（HITACHI），MSM6255（OKI）。T6963C控制器的原理圖和引腳圖可以查閱參考文獻［1 ］

內藏T6963C的圖形液晶顯示模塊由LCD顯示屏、行列驅動器、控制電路、線路板PCB組成。模 塊實現了T6963C與行，列驅動器及顯示緩沖區RAM的接口，同時也已經用硬件設置了液晶屏 的結構（單屏和雙屏），數據傳輸方式、顯示窗口長度、寬度等。

T6963C最大可控制640×128點陣（單屏）或640×256點陣（雙屏）液晶器件。
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T6963C最大可管理64K字節的顯示緩沖區RAM，顯示緩沖區可分為文本顯示區，圖形顯示" title="圖形顯示">圖形顯示 區（ 或文本特征區）和CGRAM區（在顯示緩沖區內任意設置的一個區域，作為外擴的字符發生器， 一般為2K字節）。顯示緩沖區RAM的具體大小由不同顯示尺寸的模塊決定，如：240×128模塊 帶有16KB的RAM，128×64模塊帶有8KB的RAM。

T6963C不僅具備基本的文本顯示和圖形顯示功能，而且還具備文本屬性顯示功能，這是T696 3C控制器的獨特功能。但是文本特征方式和圖形顯示方式不能同時使用（可在顯示緩沖區中 ，啟用文本特征方式時在原有圖形區和文本區外用圖形區域設置指令另開一區作為文本特征 區，以保持原圖形區的數據）。

1.2顯示緩沖區與液晶屏的對應關系

下面以240×128點陣的液晶屏為例建立圖形 顯示緩沖區地址與液晶屏面對應的坐標關系。

文本顯示緩沖區的首地址為0000H，圖形顯示緩沖區首地址為0800H，取屏面左下角為坐標原 點（0，0），基于此橫坐標x范圍為（0，239），縱坐標y范圍為（0，127）。在此坐標系下，圖形 顯示緩沖區地址與液晶屏面點陣坐標一一對應，利用如下算法可以很容易地確定屏面中任意 點陣坐標（x，y）在顯示緩沖區中的物理地址：

（1）確定該點相對于圖形顯示緩沖區首地址（0800H）的偏移字節數L
　
（2）進一步確定該點位于字節內的具體某一位b
　　
b=x mod 8

確定屏幕上點在顯示緩沖區中的地址后，進而利用T6963C的位操作指令就可以在屏幕上很容 易的繪出該任意點，再結合各種具體的繪圖算法，就可以在液晶屏上繪制出不同的圖形。

1.3T6963C模塊與MPU的接口電路

MPU能與T6963C直接接口，其接口電路" title="接口電路">接口電路如圖2所示（直接訪問方式）。

T6963C液晶模塊的讀寫控制信號/RD、/WR分別由AT89C52的讀寫控制信號/RD、/WR控制，P27 連接片選信號/CS，P25 連接指令和數據通道選擇信號C/D，液晶模塊采用上電復位，VO用于 調節液晶顯示的對比度。據此連接方式，可以得到數據通道和指令通道的物理地址分別為： 5F00H和7F00H。

2 軟件設計

2.1T6963C指令的傳遞方式

模塊的初始化由硬件管腳設置完成，因此其指令主要集中于顯示功能的設置上。T6963C的狀 態字和指令集的詳細說明可以查閱參考文獻［2］。

T6963C的指令可帶一個或兩個參數，或不帶參數。每條指令的執行都是先送入參數（如果有 參數的情況），再送入指令代碼。為了保證MPU與T6963C之間的命令和數據的正常交換，每次 指令代碼傳送之前必須進行狀態檢查。

2.2人機界面圖形顯示

圖形人機界面顯示的程序包括圖形菜單界面顯示，動態登錄顯示和各個功能按鍵選擇等子程 序。下面是利用經典查表法" title="查表法">查表法快速實現圖形顯示的參考程序。
　　
2.3向量圖的顯示

2.3.1設計思想

在電量檢測過程中為了方便現場查線和接線分析，需要能夠顯示三相電壓和三相電流之間的 向量圖，在電力測量" title="電力測量">電力測量中稱之為“六角圖”。

本系統所采用的模塊為240×128點陣，建立以屏面中心為坐標原點的直角坐標系，則屏面所 能顯示長度為0至64個點陣，相角為0至360度的矢量圖形。因此送入顯示的三相電壓和電流 的大小需要進行一定倍數的壓縮，使其幅值變化在（0，64）范圍內。

由于液晶屏面點陣與模塊的顯示緩沖區對應（在直角坐標下），而需要顯示的三相電壓和三相 電流為向量，因此首先需要進行坐標轉換" title="坐標轉換">坐標轉換，而且為了滿足測量和顯示的實時性，要求轉換速 度快。本系統設計了一種利用查映射表轉換極坐標和直角坐標的方法，先將整數角度0至90 度和其正弦值建立映射表插入到程序當中，這樣就將復雜的乘除運算簡化為簡單的查表指令 ，顯著提高了轉換速度并節省了內存。

利用三角函數的誘導公式，可以很容易將求相角為0至360度的正余弦等效為求0至90度的正 余弦值，再利用上面的查映射表的方法就可以解決任意相角的坐標轉換。由于大于255度的 相角度數需要用兩個字節來表示，在本系統中為了簡化程序編寫和節省寄存器空間，利用設 置正負相角標志位的方法，將相角0至360度分為±180至0兩個區間來描述。

通過上述的坐標轉化，就可以得到要顯示矢量的起點和終點的直角坐標，利用繪制直線算法 和前面提到的繪制液晶屏上已知坐標的任意點的方法，就可以在屏幕上顯示出三相電壓和電 流的矢量關系圖（圖3）。

2.3.2設計思路框圖和坐標轉換程序

六角圖圖形顯示中顯示一組矢量信號的設計思路框圖。利用查映射表的方法大大提高 了坐標轉換速度，而且映射表分度愈密轉換精度愈高。下面給出幅值為（0，64）點陣長，相 角為（0，90）度的矢量極坐標轉換為直角坐標的參考程序，其中矢量起點坐標（XSTA， YSTA）為固定點，因此只需求出終點坐標（XEND，YEND）即可調用繪直線 子程序繪制矢量線段。
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3 結語
　　
我們在“綜合電量檢測儀”中利用圖片轉數據的方法快速生成清晰的圖形菜單界面，利用光 標指示位置激活菜單按鈕，從而形成了良好的圖形人機界面。在此界面下，采用查表法和整 數數字微分分析直線繪制算法，實現快速坐標轉換和電力測量的六角圖圖形顯示。這些方法 對于不同點陣大小和其他控制器的液晶顯示模塊同樣適用，如SED1335。該技術已經運用在 實際產品中，實踐證明效果良好。