第 l7卷 第 8期 Vo1．17 No．8 电 子 设 计 工 程 Electronic Design Engineering 2009年 8月 Aug．2009 基于RA8806控制器的LCD和 51单片机接 口技术 (淮北 煤 炭 师 范 学 院 计 算 机科 学与 技 术 学 院 ，安 徽 淮 北 235000) 刘 升 摘要 ：论 述 基 于 RA8806控 制 器的 LCD 的特 点 ，给 出 RA8806与 MCS51单 片机 的 硬 件 接 口电路 和 详 细 的 实现 方 法 ， 介 绍 RA8806 内置 的 触摸 屏 控 制 器 的 应 用和 编 程 方 法 ，给 出实现 框 图 。基 于 RA8806的 LCD 和 同类 产 品 相 比 ，具 有 功 能 强 、调试 简单 、编 程 灵 活 和性 价 比 高等优 点 ，可 广 泛 应 ／+1于智 能 仪 表 ，数 字 化仪 器 。 关 键 词 ：RA8806；LCD；5l单 片机 ；触摸 屏 ；两 点校 准 中 图分 类 号 ：TN873~．93 文 献标 识 码 ：A 文件 编 号 ：1674—6236(2009)08-0125-03 LCD and interface technique 0f 51 M CU based on RA8806 controller (College ofComputer Science and Technology，Huaibei Normal University，Huaibei 235000，China) LIU Sheng Abstract：The features of LCD based on RA8806 are described in the paper．The hardware interface circuit of the RA8806 and 5 l MCU and the detailed implementation method are given．The application and programming method of touch screen controller built in the RA8806 are introduced，and the implementation block diagram is given．Comparing the LCD based on RA8806 with products of the same class，it features strong function，simple test，flexible programming and high rate of property and price et a1．It is widely used for intelligence meter and digital instrument． Key words： RA8806；LCD；5 l MCU；touch screen；two point calibration 1 引 言 端 口相 连 。P20选择 指 令或 数据 。P27作 为 片选信 号 ，因此 LCD 的命 令端 口地 址是 0x7100．数 据端 口地 址是 0x70o0。LCD的 复 由 于点 阵液 晶 显示具 有 高 清 晰度 和 高分 辨 率 ．可 显 示 复 位信 号 直接从 5l单片 机的 复位 信号取 反得 到 ，为 保证 LCD复 杂 文字 和 冈 形 ．耗 电省 等 优点 ．在移 动 通讯 、仪 器仪 表 、电 子设 位信 号 的稳定 ，单 片机 复位 的对 地 电阻 不能 大 于 4．7 kn。LCD 备 等方 面 得 到广 泛 应 用 。而 触摸 屏 作 为 良好 的人 机 接 口一直 的 复位 也可 采用 基 于直 接 I／(】方式 的 LCD接 口方 式 (罔 2)日，用 应 用 于仪 器 仪表 。触 摸屏 和 点 阵液 晶显 示模 块 的相 互 配 合使 一 个单 片机 引脚产 生复 位信 号 。 用 ．使 得人 机 界 面更 加 完 善美 观 。这 里 介 绍 的基 于 RA8806控 表 l 基 于 RA88O6控 制器 的 LCD 外 部 引脚 功 能描 述 制 器 的 LCD就 是 内 建触 摸 屏控 制 器 的点 阵液 晶 显 示模 块【”。 引 脚序 号 名 称 功能 2 RA8806控 制 器 简 介 RA8806是点 矩 阵液 晶 显示 控制 器 ．支持 320>(240、四灰 阶 、双图层 文字 及图形 显示 模式 ，内建 中 、日、英 、欧 文字 型 码 ，可 将 文字旋转 90"、180~、270~显 示 。RA8806内建智 能 型触摸 扫描 控 制器 ，支持 4线 电 阻式 触摸 屏接 口 ，带 8~8的 键盘 扫 描接 口 ． 可 编程 设 置 的脉 宽调 制 用 来 调 节 LCD 面 板 的 对 比度 或 背 光 。 RA88o6也提 供 如 区域卷 动 、文字 反 白 、粗体 文 字 、文字 放 大 、内 存清 除等功 能 。RA8806还 提供一 项创 新功 能 即无雪 花模 式 ．可 有效 移除 当频 繁对 内存 读 写所 产生 的雪 花121。 3 I 8806和 51单 片 机接 口电路 1 2 3 VSS 逻 辑 电源 地 VDD 逻辑 电源 (5 V或 3 V，根据 需 要设 置 ) V0 对 比度 调 节 电 压 输 入 (在 VDD～VEE 问调 节 ) 命 令 数 据 选 择 (高 电平 写 命 令 、读状 态 ；低 电 平 4 RS 读写 数 据 ) 5 6 7 8 9 10 l1 WR 写 信号 。低 电 平 有效 RD 读 信 号 ，低 电 平 有效 CSl 片选 信 号 ，低 电 平 有效 CS2 片选 信 号 ，高 电 平有 效 BUSY 忙 信 号 INT 中断 信 号 Rs，r 复位 信 号 ，低 电平 有 效 RA8806支持 4位或 8位 数据 总线 的 8080／68O0系列 MPU 12~l9 DBO～DB7 三态 数 据 总 线 接 口 ，其外部 接 口引脚 功能 描述 如表 1所示 。基 于 RA88o6控制 器 的 LCD 和 51系列单 片机 的接 口采 用 总 线 或直 接 I／O方 式 ． 基于 总线 的接 口方式 如 图 l所 示 ．数 据 总线 直接 和单 片机 的 Po 收 稿 日期 ：2o09一O2～26 稿 件 编号 ：20o902068 20 21 22 VEE LCD负 电压 输 出 (一22 V) A 背 光 电 源 (+5 V或 3 V，根 据需 要 设 置 ) K 背 光 电 源 (0 V) 作 者 简 介 ：刘 升 (1969一)，男，安徽 霍邱 人 ，硕 士 ，实验 师 。研 究 方 向 ：智 能 仪表 。 一 l25- 

VCC 丽丽 0 ； 工 VCC 1 0 l1 C J E T CSl CS2 BUSY INT RST D n E 《电子设 计工 程)2009年 第 8期 0．1 u F — oVCC f ／／在 指 定 的寄 存 器写 入 数 据 LcmCmdPort：Addr； chmbusy()；／／判 忙 函数 ，可 用 延 迟 代 替 Lcm DataPort= Data； } P 佃 P 2 ； P P P P P P P P O 0 0 O 0 0 0 0 如 果 采 用 图 2的 直接 I／O接 口方 式 ，必 须 严 格 按 图 3给 VEE A K 2上 背 光+ 背光一 G320240M (控制器RA8806 罔 1 总 线 方 式 的 LCD和 5l单 机 片 接 口电路 4 5 坠 VSS 6 WR 7 RD P 0 i P l 2 P 2 3 P 3 4 P 4 L VCCo_—卫 CSl VDD P 5 6 P 6 7 8 l 0 BUSY l L INT —． CS2 P ／ P2 0 21 P21 22 P22 2 3 P2 3 2 4 P24 2 5 P2 5 2 6 P26 2 7 2 8 P2 7 RST VO l 2 DO 1 3 D1 l 4 D2 l 5 D3 VEE 16 I)4 l 7 D5 1 R D6 1 9 D7 A K 89S52 20240M (控 制 器RAS806) 图 2 直 接 1／O 方 式 的 LCD 接 口电路 4 软 件 设计 出的 接 口时 序 编 程 ，其 指 令 如 下 ： #define BUS P2 sbit RS=P1^o； W R=PI 1；RD=P1 2：CSl=PI 3： void LCD_CmdW rite(unsigned char Addr，unsigned char Data) f，／在 指 定 的 寄 存 器 写入 数 据 RS=I； CSI=0； RD=I： W R=0： BUS=Addr；一 nop_()；一hop_()； W R=I； CS1=l；一 nop一()；一hop一()； chmbusy()； ／／判 忙 函数 ，可 用延 迟 代 替 RS=0； CSI=0： W R=0； BUS=Data；一 nop_()；nop一()； W R=l： CSI=I； } 4．2 RA8806编 程 注 意 事 项 (1)内存 写 入 与 读 取 当写 数 据 到 内存 (可 能 是 显示 内存 或 字 型 产 生 内 存 )时 ．必 须 先 执 行 缓 存 器 编 号 为 B0h的 “写 入 指 令 周 期 ”。 反之 ，如 果 读 取 内存 中 的 数 据 时 ，则 必 须 先 执 行 缓 存 器 编 号 为 Blh的 “写 入 指 令 周 期 ”。 (2)字 符 模 式 和 图 形模 式 RA8806 支 持 两 种 自 MPU写 基 于 RA8806控 制 器 的 LCD 软 件 设 计 包 括 基 本 读 写 函 入 内 存 的 模 式 ：字 符 模 式 和 图形 模 式 。在 图形 模 式 时 ，数据 以 数 、字 符 串 显 示 函 数 、厕线 函 数 、图 像 显 示 函 数 、触 摸 屏 相 关 点 阵 的 方 式 直 接 写 入 内 存 ：而 在 字 符 模 式 下 ，写 入 的 数 据 以 函数 等 。这 里 重点 介 绍 基 本读 写 函 数 的 编 程 方 法 ，编 程 注 意 字 码 的 彤 式 被 写 入 RA8806， 而 写 入 的 字 码 会 冉 到 CGR0M 事 项 及 触 摸 屏 的 开 发 过 程 。 4．1 基 本 读 写 函 数 中读 出相 对 的 字 型 码 而 后 写 入 内存 。 因此 ，当需 要 I画线 或 显 示 图像 时 ，必 须 设 置 LCD 丁作 在 图形 方 式 ；当显 示 字 符 时 ，务 基 于 RA8806控 制 器 的 LCD和 51单 片 机 接 口的 基 本读 必切 换 到 文字 方 式 。 写 函数 主要 包括 ：指令 写 入 函数 (写 数 据 到 寄 存 器 )，缓 冲 器读 (3)LCD 的 复 位 和 初 始 化 为 保 证 RA8806无 误 操 作 ， 取 数 ．内存 写 入和 读取 甬数 ，以 及状 态 读 取 函 数 。 这 些 函 数 RA8806供 电 后 要 进 行 复 位 。 复 位 方 式 可 采 用 图 1方 式 ，也 主 要 是 按 照 RA8806数 据 资料 给 出 的时 序 要 求 进 行 编 写 。 单 可 采 用 图 2方 式 ，或 单 独 采 用 阻 容 方 式 。 复位 后 要 初 始 化 设 片 机 和 RA8806接 口 方式 不 同 ，编程 方式 也不 同 。 以 RA8806 定 RA8806内 部 缓 存 器 ．即 编 写 一 个 初 始 化 函 数 ，并 在 复 位 指 令 写 入 数 为 例 ．时 序 要求 如 图 3所 示 。 后 运 行 。 RS RA8806功 能 强 大 ．只 有 包 括 卷 动 、反 向 、双 图层 、四灰 度 几 厂一 等功 能 ，以 及 独 特 的 消 除 闪烁 模 式 功 能 ，建 议 使 用 C5l编 程 ， 以 函数 的形 式 实 现 以 上 功 能 ，将 这 些 函数 封 装 在 一 个 C程 序 中 ．通 过 头 文 件 供 主 程 序 调 用 。 4．3 触 摸 屏 编 程 图 3 写 入 指 令 (写 数 据 到 寄 存 器 )时 序 RA8806内 建 一 组 1O位 MD 转 换 和 控 制 电 路 ，以 连 接 4 若 RA8806和 单 片 机 的接 口按 图 1的 总线 方式 ，指 令 简 线 电 阻 式 触 摸 屏 。一 般 ，电 阻 式 触 摸 屏 由两 层 很 薄 的 电 阻 式 单 ，接 口时 序 南单 片 机 自动形 成 ，其指 令 如 下 ： 屏 幕 组 成 ，当 外 力 施 加 在 面 板 上 的 某 一 点 时 ，两 层 屏 幕 将 被 char xdata Ix；mCmdPort — at — o)【7 100；／／RA8806命 令 端 口 触 碰 ，相 对 于触 碰 的 位 置 ，系 统 将 侦 测 到 一 个 ( ，y)坐 标 值 。 char xdma Lcm DataPort — at 一 0x7000；／／RA8806数 据 端 口 触 摸 屏查 询 方 式 流 程 (图 4)的 作 用 是 开 启 触 屏 功 能 。判 断 当 void LCL)_CmdW rite(unsigned char Addr，unsigned char Data) 触 控 事件 发 生 时 ，首 先 读 回对 应 的 ( ，y)坐 标 值 (两 组 lO位 一 l26- 

刘 升 基 于 RA8806控制 器的 LCD和 5l单片机接 口技 术 A／D转 换 值 )，再 转换 为对 应 的 屏幕 坐标 。 ： ， b=R 一‘ R．~-RI__)c (1) 启 一式 开盯二模阱 一删～ 触堕一设 全 能触摸 中断 (REG【OFh】B4=1) 等待触摸事件 (REG【C4h】【1：0】=01) N 查触摸事件 奎 N‘ 退 锁存X数据 硷 旺＼ 查 ∞ ＼ (REG【C4hH l：0】；1 0) 延 迟 5ms 事 ／ 捧 一 锁 存 Y数据 (REG[C4h][i：0j—l1) 延 迟 5ms 读取触屏x、Y坐标值 (读 REGfCIh]， REG【C2h】，REG【C3h】) 将触屏坐标值 转换 为对 应 的LCI)点阵数据 清除触摸中断状 态 (REG fOFh】B0=0) 图 4 触 摸 屏 查 询 方 式 流 程 触 摸 控 制 电 路 的 l0位 A，D转 换 器 产 生 的 ( 、Y)坐 标 都 在 1 023～0中 ，而 基 于 RA8806的 LCD分 辨 率 是 320x240，程 序 要 将 触摸 屏 的 ( ，l，)坐 标 值 转 换 为 LCD坐 标 值 ，确 定 两 者 间的 转 换 关 系一 般 通 过触 摸屏 的校 准 程 序完 成 。最 简 单 的 校 准 算 法 是两 点 校 准 ：在 LCD 的左 上 角 和 右 下 角显 示 2个 校准 图标 (长 为 2O的 十 字 光标 )，十 字光 标 的 交 叉 点 即 为 校 准 点 。 分别 触 摸 2个 十字 中 心 的 交点 ，可 得 到 两组 触 摸 屏 的 ( ．1，) 坐标 值 ．而 LCD 的 2个 十 字 中心 的坐 标 已 知 ．由式 (1)可 得 到 水 平 和 垂 直 方 向 的 斜 率 和 截距 ，然后 将 水 平 和 垂直 方 向 的 斜 率 和 截 距 保存 在 EEPROM 中 。 对 于 要 求 触 摸 定 位 不很 精 确 的场 合 ，比如 仅 以 字 符 为 单 位 的定 位 精 度 ．也 可 在 系 统 中 省 去 校 准 程 序 ，而 在 程 序 转 换 中给 出一 个 相 近 的斜 率 和 截距 I 。 5 结 束 语 基 于 RA8806的 LCD 与 同 类产 品相 比 ，具 有 功 能 强 、调 试 简 单 、编 程 灵 活 和 性 价 比高 等 优 点 ，且 内建 4线 电 阻 式 触 摸 屏 接 口 ．内置 中 文 字 库 和 ASCII码 字 库 。因此 基 于 RA8806 的 LCD 可 广泛 应 用 于 智 能仪 表 、数字 化 仪 器 等 。 参考 文 献 ： 【l】李 颖卓 ，赵 文 忠 ，卢伟 宏 ．SEDl335控 制 器在 石 化 分 析 仪 器 中的 应 用『J]．传感 器与 仪 器仪 表 ，2005，21(10)：107-109 【2]RAIO Technology Inc．RA8806 LCD 控 制 器 规 格 书 (Ver— sion 1．0)[EB／OL]．2008．http：／／www．raio．Corn．tw． f31刘 升 ．基 于 S17920控 制 器 的 液 晶 显示 器 LGI28645画线 功 能 的 实现 [J1．电子 设 计 工 程 ，2007，15(1)：28—3O． [4】徐 勇斌 ，谢 莹 ，朱永 红 ．触摸 屏 校 准 常 用 算 法 分 析fJJ．37-业 控 制 用计 算 机 ，2006(4)：77—79． [5】罗 勇刚 ，夏 定 纯 ．电 阻 式 触摸 屏 的 校 准 与 应 用 研 究 fJ】．武 汉 科技 学 院 学报 ，2007，20(12)：47～49． [61Y-立风 ．基 于 51微 处 理 器 的 触摸 屏 系统 设 计 ．电子 元 器 件 应 用 ，2007，9(1】)：44—47． [7】Wendy Fang，Tony Chang．触摸 屏控 制 器辅 助 输 入 的 应 用 【J】． 电 子 设 计 工 程 ，2008，l6(12)：87—88． · + 一+ -+ 一+ 一+ 一—-●一一——-卜 一—’一一+ 一+ 一+ 一+ 一+ -+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ -+ ”十 -+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ -+ 一十 · (上 接 第 124页 ) 3．3 箝位 SNS引脚 反 接 时 保 护 电 池 组 。 设 计 中 虽 然作 m 了一 些 折 中考 虑 ，但 不 尽 管 CC FET关 断 ，负 电压 作 用 在 PK+使 其 体 二 极 管 导 会 对 保 护 器 的 整体 T 作 性 能 造 成影 响[2-31 本 文计 算 假 设 使 用 通 。使 SNS出 现 负 电 压 ，SNS是 最 后 一个 需 要 肖特 基 二 极 管 额 定 功 率 为 250 mW 的 电 阻 。如 果 选 择 额 定 功 率 更 大 的 电 箝 位 的 引 脚 。保 护 FET漏 极 电 压 ：-42 V+0．6 V=-41．4 V。 阻 ．可 以 减小 电阻 值 。较 小 的阻 值 有 助 于 降 低 对过 流 门 限 产 SNS引脚 电 压将 箝 位 在-o．45 V。 SNS电 阻 两端 压 降 ：_4l4v一 生 的 误 差 电 压 ，也 可 以减 小 通／断 时 问 。还 需 注 意 的 是 确 保 不 (一0．45 V)一 39．95 V。 假 设 使 用 250 mW 的 电 阻 ： 250 mW= 要 超 过 肖特 基 二 极 管 的 额 定 电流I 。 (一39．95 V) ， ∞ ，其 中 ，尺0c=6．384 kll。 比较 器 SNS引 脚将 参 考 文 献： 吸 收约 l A 电流 ：1 A X 6．384 kIl=6．384 mV。 [1】 Maxim 公 司．DS2726 Datasheet[Ewoq．2009．http'J／datasheets． 这 将 在 过 电 流 门限 引 入误 差约 6．4 mV。如 果 使 用额 定 功 maximqc．com／en／ds／DS2726．pdf． 率 更 大 的 电阻 ，可 以减 小 电 阻值 ，从 而降 低 这 个 误 差 。 【2】陈 婧 ，刘存 根 ，孙 建 风．基 于 MAx1758的 智 能锂 离子 电 池 注 意 ：SNS端 的 RC滤 波 器 时 间 常 数 随 着 电 阻 的 提 高 而 充 电 器设 计『J1．电子 设计 工程 ，2006，14(12)：45—48 改 变 。 因此 ，电 容 值 也 要相 应 改 变 ，以 维 持适 当 的 时 间 常 数 。 【3]杨 国柱 ．带 反接 保 护 的 电 动 自行 车 电瓶 充 电 器[J】．电子 工 SNS的时 间 常数 应 该 与 RDOC和 RSC时 间常 数 相 一 致 。如果 程 师 ，2005，3l(9)：75～76． 这些 引 脚 的时 间 常数 不 一 致 ，会 在过 流 门 限 引入 额 外误 差 。 【4】杨 志 飞 ，刘 强 ，周 长 胜 ，等．一种 高精 度 增 强 瞬 态 响 应 的锂 4 结 论 离子 电池 充 电 器 的设 计【J】．电子 应 用设 计 ，2009(1)：94—96． 【5】杨 志 荣．高 集 成 度 、低 成 本 电 池 充 电 器 [J1．电子 设 计 工程 ， DS2726 Li+电池 保 护 器 经过 电路 修 改 后 ．能 够 在 充 电 器 2006．14(10)：76—77． 一 l27一