1.項目介紹

不管是LED數碼管，還是段碼式LCD液晶顯示屏，在顯示上都是由各個段位組合顯示成我們想要的字符的。本項目中采用的是4位段碼式LCD顯示屏，每一位由A~G共7個段位組成，另外還有P1~P4共4個點段位。為了實現在顯示程序上的可移植性和通用性，本項目通過數據結構的設計形式結合驅動LCD顯示芯片內部RAM的操作方法，給出一種既適合LED數碼管，也適合段碼式LCD液晶顯示屏的程序設計方法。

2.開發環境

軟件開發環境：Keil MDK 5.25，HC32005_SDK

硬件設計軟件：立創EDA

3.硬件設計

3.1.原理圖設計

硬件設計上使用了華大的Cortex-M0+內核的HC32F005C6PA作為主控芯片，整個系統電壓工作在3.3V~5V之間，簡單的電源設計和復位電路，使用內部24MHz晶振，通用的SWD在線調試和下載接口，在硬件外圍電路上省了不少的空間。4個用戶自定義按鍵、2個串口全部引出，一個連接SP232芯片進行RS-232通訊，另一個直接引出TTL作調試監控用、還有一個4位的LCD段碼式液晶屏，使用TM1621驅動芯片，作為顯示接口。

3.2.PCB設計

3.3.焊接調試

3.4.華大MCU初次使用，調試體會

4.程序設計

4.1.TM1621驅動設計

TM1621芯片內部帶有靜態顯示內存（RAM），RAM以32*4位格式存儲所顯示的數據。RAM的數據直接映像到LCD驅動器，也就是說可以通過修改RAM的數據內容，來修改液晶屏顯示的內容。對應的COM和SEG所對應的RAM映像圖可以參考TM1621的數據手冊。對于TM1621我們有4個基礎的主要函數，分別如下所述：

4.1.1.void TM1621_Write（uint16_t value， uint8_t length），這是TM1621最底層的函數， 是將value這個數據的高length個bit位寫入到TM1621芯片內部，例如：

TM1621_Write（0x8020/*0b 1000 0000 0010 0000*/， 0x0C）; // SYS_EN，將0x8020這個數值的高12位寫入到TM1621芯片

4.1.2.void TM1621_UpdateRAM（void），更新TM1621顯示RAM，將全局數組暫存儲的RAM數據統一一次性的更新到TM1621芯片內，使用的是TM1621的WRITE命令，命令概述詳見TM1621數據手冊。

4.1.3.void TM1621_ModifyRAM（uint8_t index， uint8_t bit， uint8_t flag），修改TM1621顯示RAM，根據數據結構及算法確認修改的TM1621顯示RAM的下標和位下標，flag是置位和清除的操作標志。統一修改完成后，需要調用TM1621_UpdateRAM函數更新TM1621的顯示RAM，更新液晶屏顯示。

4.1.4.void TM1621_Init（void），TM1621芯片初始化配置操作，詳見程序設計說明。

4.2.顯示設計

4.2.1.定義顯示字符和段位的映射表，如下代碼給出了38個常用的顯示字符：

typedef struct

{

char ch; /*字符索引*/

uint8_t segment［8］; /*字符對應的段編碼*/

} DIGITRON_STRUCT;

const DIGITRON_STRUCT DIGITRON_TABLE［38］ =

{

{‘ ’， {0， 0， 0， 0， 0， 0， 0， 0}}，

{‘0’， {1， 1， 1， 1， 1， 1， 0， 0}}，

{‘1’， {0， 1， 1， 0， 0， 0， 0， 0}}，

{‘2’， {1， 1， 0， 1， 1， 0， 1， 0}}，

{‘3’， {1， 1， 1， 1， 0， 0， 1， 0}}，

{‘4’， {0， 1， 1， 0， 0， 1， 1， 0}}，

{‘5’， {1， 0， 1， 1， 0， 1， 1， 0}}，

{‘6’， {1， 0， 1， 1， 1， 1， 1， 0}}，

{‘7’， {1， 1， 1， 0， 0， 0， 0， 0}}，

{‘8’， {1， 1， 1， 1， 1， 1， 1， 0}}，

{‘9’， {1， 1， 1， 1， 0， 1， 1， 0}}，

{‘A’， {1， 1， 1， 0， 1， 1， 1， 0}}，

{‘b’， {0， 0， 1， 1， 1， 1， 1， 0}}，

{‘c’， {0， 0， 0， 1， 1， 0， 1， 0}}，

{‘C’， {1， 0， 0， 1， 1， 1， 0， 0}}，

{‘d’， {0， 1， 1， 1， 1， 0， 1， 0}}，

{‘E’， {1， 0， 0， 1， 1， 1， 1， 0}}，

{‘F’， {1， 0， 0， 0， 1， 1， 1， 0}}，

{‘g’， {1， 1， 1， 1， 0， 1， 1， 0}}，

{‘H’， {0， 1， 1， 0， 1， 1， 1， 0}}，

{‘h’， {0， 0， 1， 0， 1， 1， 1， 0}}，

{‘i’， {0， 0， 1， 0， 0， 0， 0， 0}}，

{‘I’， {0， 0， 0， 0， 1， 1， 0， 0}}，

{‘J’， {0， 1， 1， 1， 1， 0， 0， 0}}，

{‘l’， {0， 0， 0， 0， 1， 1， 0， 0}}，

{‘L’， {0， 0， 0， 1， 1， 1， 0， 0}}，

{‘n’， {0， 0， 1， 0， 1， 0， 1， 0}}，

{‘o’， {0， 0， 1， 1， 1， 0， 1， 0}}，

{‘O’， {1， 1， 1， 1， 1， 1， 0， 0}}，

{‘P’， {1， 1， 0， 0， 1， 1， 1， 0}}，

{‘q’， {1， 1， 1， 0， 0， 1， 1， 0}}，

{‘r’， {0， 0， 0， 0， 1， 0， 1， 0}}，

{‘S’， {1， 0， 1， 1， 0， 1， 1， 0}}，

{‘t’， {0， 0， 0， 1， 1， 1， 1， 0}}，

{‘u’， {0， 0， 1， 1， 1， 0， 0， 0}}，

{‘U’， {0， 1， 1， 1， 1， 1， 0， 0}}，

{‘y’， {0， 1， 1， 1， 0， 1， 1， 0}}，

{‘-’， {0， 0， 0， 0， 0， 0， 1， 0}}，

};

4.2.2.定義段位的組成關系，如下給出了顯示一位字符所需要的一個段組合，這些定義可以參照段碼式LCD液晶屏的PIN引腳關系定義：

const char DISPLAY_DIGIT_TABLE［4］［7］［3］ =

{

{“1A”， “1B”， “1C”， “1D”， “1E”， “1F”， “1G”}，

{“2A”， “2B”， “2C”， “2D”， “2E”， “2F”， “2G”}，

{“3A”， “3B”， “3C”， “3D”， “3E”， “3F”， “3G”}，

{“4A”， “4B”， “4C”， “4D”， “4E”， “4F”， “4G”}，

};

const char DISPLAY_POINT_TABLE［4］［3］ =

{

“P1”， “P2”， “P3”， “P4”

};

直白了說，就是我要在第一位上顯示一個‘8’這個字符，那這個字符肯定是由“1A”， “1B”， “1C”， “1D”， “1E”， “1F”， “1G”這7個段位組合顯示而成的。

4.2.3.定義段碼式LCD液晶屏PIN引腳關系與TM1621驅動芯片顯示RAM的對應關系表，如下代碼所示：

const char LCD_CS_TABLE［4］［32］［3］ =

{

{“1F”，“1A”，“2F”，“2A”，“3F”，“3A”，“4F”，“4A”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”}，

{“1G”，“1B”，“2G”，“2B”，“3G”，“3B”，“4G”，“4B”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”}，

{“1E”，“1C”，“2E”，“2C”，“3E”，“3C”，“4E”，“4C”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”}，

{“P1”，“1D”，“P2”，“2D”，“P3”，“3D”，“P4”，“4D”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”，“ ”}，

};

這個數組的每一行對應著一個COM，每一列對應著一個SEG，這樣一個數據就直接映射成TM1621顯示RAM中的每一個BIT位;但需要注意的是，這個數據是需要根據原理圖的COM和SEG引腳的設計而定的;本項目在硬件設計上段碼式LCD液晶的COM0~COM3分別對應的也是TM1621驅動芯片的COM0~COM3，所以在行的對應關系上與段碼式LCD液晶屏PIN引腳關系保持一致，如果順序不一致，那在數組的行順序要也要做相應的對應排序;SEG段的數組對應關系設計和COM段的思想是一樣的。

4.2.4.void DISPLAY_SearchCS（const char *str， uint8_t *com， uint8_t *seg），這是最關鍵的一個函數，結合硬件電路設計，查找某個顯示字符對應的每一個段編碼在TM1621顯示RAM的下標和位下標。

4.2.5.void DISPLAY_Digit（uint8_t index， char ch， uint8_t blink， uint8_t flag），這是位顯示函數，index是位下標，ch是需要顯示字符，blink是閃爍標志，flag是刷新標志;通過這個函數，我們可以調用DISPLAY_Digit（0， ‘8’， 0， 1）;在第一個位置上顯一個不閃爍的8字。

5.程序移植性和通用性

在相同硬件驅動的情況下，對應不同設計的段碼式LCD，我們只需要根據段碼式LCD液晶屏PIN引腳關系，再結合硬件原理圖電路設計，修改LCD_CS_TABLE數組即可實現如上顯示功能。