一种LCD显示图形编辑软件的开发

杜 军， 张丹瑞， 李彦卿

（上海船舶运输科学研究所 军品分 所 ，上海200135）

0 引 言

随着科学技术的不断发展及液晶显示技术的进步，液晶显示屏（Liquid Cr ystal Display，LCD）作为重要的人机接口被广泛地应用于各种嵌入式系统中，遍及仪器仪表、智能电表、水表、示波器、分析仪、手持设备、工业控制面板、通讯设备、蓝牙、家用电器、医疗仪器、消费数码产品等显示类产品。同样，在舰船机舱自动化领域也越来越多地应用了LCD显示模块，例如主推进监控系统、电站监控系统和油气监控系统均已开始大范围使用LCD显示模块，作为控制、测量或报警显示单元。通过调查发现，大部分技术人员在开发LCD图形界面时，仍使用原始的开发方法，即直接用单片机语言或嵌入式软件语言对LCD图形进行编程，程序编译后运行在LCD驱动控制器中，然后在LCD上观察图形效果。因为在编程前不知道LCD图形显示效果，要达到满意的图形显示效果，往往要对程序进行多次调整修改；而对于LCD动态显示的文字或数据，编程前必须知道LCD动态显示的坐标，修改也很麻烦；用以上方法编程，LCD图形显示界面的编程时间占全部编程时间的1／2以上，效率非常低。为了提高LCD图形编程效率，提出了一种在windows操作系统下通过计算机软件实现LCD图形绘制的新方法，并自动生成可应用于单片机语言或嵌入式软件语言的文件，从而快速实现点阵LCD图形界面的开发。

1 设计思路

设计在windows操作系统下运行的计算机绘图及编译软件，可用鼠标快速绘制LCD图形仿真界面，效果与真实LCD显示一致；编译后产生特定格式的数据文件，包含显示坐标及显示内容等，能直接使用在各单片机和嵌入式系统语言中［4］；单片机或嵌入式系统不再需要对LCD具体显示位置和内容编程，只需要对软件产生的格式编写通用的子程序即可。随着LCD的广泛应用，其规格也越来越多，按显示点阵分有两大类：字符点阵，可用于中西文字符显示；图形点阵，可用于点阵图形显示，除能显示中西文字符外，还能显示各种图形［1］。我们研究的设计方法是专门针对图形点阵LCD的，图形点阵LCD一般有如下规格（即分辨率）：122×32、128×32、132×32、160×32、256×32、96×64、128×64、132×64、192×64、240×64、96×96、128×96、128×128、160×128、240×128、160×160、240×160、320×240等。

2 软件设计

使用VC＋＋进行软件设计，完成以下功能：

1.可针对所有规格点阵的LCD，在软件使用时应可设置LCD的图形点阵规格。

2.在设置的区域范围内，可进行各种画图操作，如画线、画矩形、画圆和写文字等，并可设置线宽和颜色。

3.在设置的区域范围内可进行动态数据和文字的设置，由于动态数据和文字是根据不同情况显示的，画图时不能确定内容，所以在显示动态数据和文字的地方用绘制带标号的矩形表示［3］（另外编写1个文本文件，包含标号要显示的具体内容，在编译时直接调用）。

4.可对图形进行编译，编译规则见表1。

表1 图形编译规则

用户针对不同的LCD控制器程序要求，可选择保存为二进制文件、单Byte文件和双Byte文件，文件即可直接应用于汇编语言、PL M语言和C语言等。

完成以上过程后，开发人员可把文件内容拷贝入LCD控制程序中［2］，然后按图形类型编写通用子程序（只需开发1次）。该编辑软件的实质为应用通用的图形显示编辑规则，扮演编译器的作用，生成计算机可直接执行的编码。在应用开发中，可嵌入到各个高级计算机语言程序中，显著节约了编程时间，缩短LCD应用开发周期，提高效率。

3 具体应用

在某型船的主推进监控系统中，应用了点阵式液晶显示器DMF50174。该LCD的规格为320×240，使用80C196 KC系列单片机驱动LCD控制器。此LCD模块的在系统中的主要功能是显示车令、主机转速、桨角命令和反馈等信息。

具体实现步骤如下：

1.在windows操作系统下打开自行开发的LCD画图及软件编译（可执行文件名makelib.exe）。

2.设置LCD的点阵尺寸。用鼠标点击软件显示栏中的工具按钮“”，然后移动鼠标，使LCD的点阵尺寸为320×240（见图1）。

3.根据实际需要在320×240区域画各种图形及写文字。用鼠标点击软件上方显示栏中的工具按钮，“”为画矩形按钮、“”为画直线按钮，“”为画圆／椭圆按钮“”为写文字按钮（见图2）。另外，工具按钮“”可设置图形的线宽和颜色（见图3）。工具按钮“”可设置各图形的X、Y坐标或矩形的标号（见图4）。

图1 设置LCD点阵尺寸示意图

图2 画图及写文字示意图

图3 设置线宽和颜色对话框图

图4 设置图形坐标对话框图

4.对完成的图进行编译，产生单片机需要的格式文件。点击软件上方的Buil d菜单，弹出选择文件的对话框，选择双Byte文本文件（见图5）。确认后，会弹出保存文件名对话框，输入合适的文件名（见图6）。产生的文件部分内容如下：

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，00024 H，／＊直线＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，00000 H，／＊直线＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，0003CH，／＊直线＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，00054 H，／＊直线＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，0006CH，／＊直线＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，0009CH，／＊直线＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00138 H，00008 H，000CCH，／＊直线＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00054 H，00008 H，000D4 H，／＊直线＊／

0002 H，00001 H，00000 H，0006DH，000E8 H，0006 DH，00038 H，／＊直线＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，00054 H，00008 H，0008CH，／＊直线＊／

0002 H，00001 H，00000 H，00008 H，0006CH，00008 H，00054 H，／＊直线＊／

0003 H，00001 H，00000 H，00008 H，00008 H，00138 H，000E8 H，／＊矩形＊／

0003 H，00001 H，00000 H，00008 H，00084 H，00138 H，000B4 H，／＊矩形＊／

0003 H，00001 H，00000 H，0008CH，0006CH，000E4 H，000B4 H，／＊矩形＊／

图5 保存文件格式对话框图

图6 保存文件名对话框图

5.将上述产生的文件内容拷贝到单片机程序中，并调用按规定格式编写的图形及文字子程序，编译单片机程序并运行，就可得图7的效果。

图7 图形界面效果图

4 结 语

目前此方法已成功应用在多个监控系统的LCD图形设备中，相比传统的开发方法，提高了工作效率，缩短了开发时间，使图形的绘制和修改更为方便和直观。

［1］ 张新强.点阵LCD驱动显控原理与实践［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2010.

［2］ 郭强.液晶显示模块应用与调试［M］.北京：电子工业出版社，2010.

［3］ 连悦.点阵式液晶显示器DMF50174的应用［J］.东北煤炭技术，1999（6）：39－41.

［4］ 刘建，夏勇军.80C196KC与LCD模块接口设计及其编程实现［J］.微处理器，2004，6（3）：61－63.