如何利用16位PIC18F458单片机实现LCD显示？

本文介绍一种新型的电网质量检测系统中显示测量结果的液晶显示系统，它主要由PIC18F458和液晶显示模块MGLS12864组成。PIC18F458单片机是美国微芯公司推出的16位RISC指令集的高级产品，与LCD接口方便。液晶显示器MGLS12864是基于两片HD61202和一片HD61203所构成的128×64点阵液晶显示器；只要提供电源就能产生点阵驱动信号和各种同步信号。其中HD61202是一种点阵图形式液晶显示驱动器，它可以直接与16位微处理器相连，与HD61203配合对LCD进行行、列驱动。

1PIC18F1458的性能特点

PIC18F458单片机是一种高性能的RISC CPU。该款单片机不仅集成了强大的外围功能模块，而且因其特殊的单片机特性(如：自振式看门狗、可编程代码保护功能、休眠省电方式等)及先进的FLASH技术(低功耗、高增强型FLASH技术，全静态设计，2.0～5.5V宽范围的工作电压，工业级和扩展级温度范围)，可以适用各种工业控制场合。

1.1高性能的RISC CPU

具有高达2MB的程序存储器；高达4KB的数据存储器；高达10MIPS的执行速度；DC~40MHz时钟输入；4~10MHz带PLL锁相环有源晶振/时钟输入；16位宽指令，8位宽数据通道；带优先级的中断；8×8单周期硬件乘法器。

1.2外围功能模块

具有PORTAPORTE五组I/O端口；定时器/计数器TMR0-TMR3模块；捕捉/比较/PWM(*)模块；增强型捕捉/比较/PWM(E*)模块；主同步串型端口；可寻址的通用同步/异步收发器；CAN控制模块；10位A/D转换器模块；比较模块。

2PIC18F458与MGLS12864的硬件接口和软件编程

2.1硬件接口电路

本文所提出的系统主要由信号采集电路，数据处理单片机PIC18F458，上位机(DISPIC系列的单片机)，键盘系统和液晶显示器五个模块组成，整个系统通过PIC18F458驱动LCD显示。

PIC18F458的I/O口具有很强的驱动能力，其PORTD口最大可通过25mA的拉电流和灌电流，可以直接驱动LCD显示，所以将PORTD口直接与LCD液晶显示器MGLS12864的8位数据口相连，进行数据交换和指令发送。同时，利用PORTB口的RB0～RB4与液晶显示器MGLS12864的RS，RW，E，CSB，CSA引脚相连，控制数据交换的性质和方向。液晶显示器MGLS12864的工作电压为：-5V～+5V,且其内部已集成了所需的负电源，这样，MGLS12864的Vout引脚将输出-5V。在实际的电路中是将V0接在电位器的可调端，电位器两固定端接在Vout和GND的引脚上，通过调节V0的电压来改变液晶显示器的亮度。MGLS12864第19和第20引脚LED+、LED-作为背光电源，本设计将+5V通过一个限流电阻和一个起驱动作用的三极管接到LED+引脚上，通过单片机的一个I/O口控制三极管的导通来控制点亮背光，从而减少了功耗。PIC18F458与MGLS12864的连接见图1。其中背光驱动电路实现了点亮背光和控制亮度的功能。

2.2显示程序设计

2.2.1电网质量检测的显示要求及分级显示

显示要求：(1)技术人员需要对电网的一些基本参数进行设置。(2)需要了解当前电网的工作情况。(3)需要对过去一段时间内的电网质量进行分析。(4)需要对当前电网进行一定的控制。

针对显示要求，监测系统采用分级显示。将显示的内容分类，每一类组成显示的第一级菜单，第一级菜单下有第二级或第三级子菜单(根据显示内容的要求来确定)。通过分级使技术人员能很快的找到自己当前需要的菜单，从而提高了时效性。电网质量检测系统的分级菜单如图2所示。

2.2.2系统软件设计

本系统的软件采用模块化结构设计，各功能子块独立，调节方便，容易根据需要进行修改和扩展。见图3。

为了便于查找菜单数据显示，本设计在菜单数据表(放在ROM中)中用前两个字节来表示菜单的位置(级标志)，第三个字节表示显示字符的个数，后六个字节表示显示数据在字库表中的偏移地址(offset)。通过级标志计算出显示数据在ROM中的位置，再根据表中的第三个字节定显示字符的个数，最后利用offset中的显示数据的偏移地址来显示菜单。下面是菜单显示的流程图(图4)。

3小结

PIC18F458是一种高速的16位单片机，MGLS12864接口简便，在满足显示准确度的前提下，二者的综合使用可以使整个电网质量检测的显示子系统具有极佳的实时性，另外分级式菜单的显示方式具有很大的灵活性，可以满足各种不同的显示要求。