基于 RA8870 控制器的液晶模块自定义符号和图形的显示 方法 【技术领域】
本发明属于彩色液晶显示模块的汉字显示技术领域， 具体涉及一种基于 RA8870 控制器的液晶显示模块用户自定义的、 任意尺寸的汉字字符和图形符号的显示方法。背景技术
目前， TFT 液晶显示模块质量轻、 厚度薄， 辐射少， 数字化， 被广泛应用在智能仪器 仪表领域。 在智能仪器仪表上， 液晶显示模块用于监控参数数值显示、 实时参数曲线显示和 提供报警信息， 因此， 不同字体、 不同大小的文字或符号提示必不可少。
RA8870 控制器是瑞佑科技有限公司 (RAiO Technology Inc.) 出品的一款文字 / 图形 TFT 液晶控制器， 支持 640×480 点分辨率的数字或模拟 TFT 液晶显示模块。RA8870 内 置了 ISO8859 的 4 种字体的字母及符号 1024 个， 以半字型 8×16 点阵模式显示。另外， 它 提供了按照 GB-2312 和 BIG-5 编码访问外部汉字字型 ROM 的功能， 以全字型 16×16 点阵模 [1] 式显示 。金鹏实业有限公司出品的彩色显示模块 OCM480272T430 采用了 RA8870 控制器 作为驱动器件， 该模块提供了 GB-2312 及 BIG-5 编码的外部 16×16 点阵宋体字型字库 [2]。 RA8870 控制器具有完善的西文显示模式， 提供了 4 种字体、 1024 个 16×8 的点阵字符库， 其 放大、 旋转等附加功能， 西文显示基本能够满足智能仪器仪表应用的需要。 在汉字字符显示 方面， 它支持 16×16 点全字型显示模式， 由于汉字字库 ROM 通常存储一种字体的字型点阵 库， 不能满足不同风格字体多样化显示的需求 ； 另外， 虽然在 RA8870 控制器下可以实现把 显示字符以固定倍数放大， 但是由于字体膨胀， 字符字型显示点阵变得稀疏， 缺乏美感， 另 一方面， 也不能满足用户自行定义的字符和图形显示要求。
以下是申请人检索的相关参考文献 ：
【1】 RA8870 文字 / 图形 TFT LCD 控制器规格书 (Version 1.1A)， 2010， 9；
【2】 OCM480272T430-1B 彩屏带触摸屏说明书， 金鹏实业有限公司。 发明内容 针对目前基于 RA8870 控制器的液晶显示模块只能显示 16×8 半字型和 16×16 全 字型的不足， 本发明的目的在于， 提供一种 RA8870 控制器的自定义大尺寸和字体的字符和 图形符号显示方法。
为了实现上述任务， 本发明采用如下的技术解决方案 ：
一种 RA8870 控制器的自定义大尺寸和字体的字符和图形符号显示方法， 其特征 在于， 该方法首先构建显示字符或图形符号的字型点阵， 以 RA8870 控制器的 16×8 半字型 和 16×16 全字型基本显示模式为基础， 把自定义的字符点阵字型分割成 16×8 的半字型子 字型块， 并进行编码 ； 显示时， 首先把需要显示的字型以子字型模块的编码形式， 按字型结 构特征及拟定的顺序依次读入 RA8870 控制器的 CGROM， 并确定每个子字型模块在 CGROM 中 的编号 ； 其次， 指定该字符在液晶模块上的显示起始位置， 按照自定义字符或图形的结构，
通过显示位置计算公式， 计算出每个子字型模块显示位置 ； 然后， 采用半字型或全字型方式 的调用方式， 把 CGROM 中的子字型模块按指定显示位置调入 DDRAM， 实现显示字符的字型装 配， 在液晶显示模块上呈现完整的字符和图形。
所述的字型模块的编码是行形式的二进制编码， 字型点阵中需显示的点定义为 1， 无需显示的点定义为 0 ； 需要反色显示时， 则反之 ； 每 8 位二进制构造一个编码， 一个子字型 模块由 16 个 8 位二进制编码构成。
所述的自定义字型点阵的字高是 16 的整数倍， 字宽是 8 的整数倍， 不是整数倍数 时， 在构建字型点阵时用 0 补足 8 位。
所述的自定义字型点阵分割方法是 ：
把自定义字型点阵按照 8×16 点阵分解成若干个子模块， 称为子字型模块。然后， 对每个子模块编码， 构成 16 个字节的子字型模块编码。
自定义字符或图形的显示方法是 ：
(1) 把自定义字型点阵写入 RA8870 的 CGRAM， 具体步骤 ： 设置 RA8870 设置为图形 模式， 设置 CGRAM 控制寄存器为允许写入 CGRAM 状态， 指定字型点阵写入 CGRAM 的区域， 依 次把字型模块的 16 个字节编码存入 CGRAM 的指定区域， 每次写入一个子模块编码。并把每 个子模块按其在 CGRAM 的存储顺序编号。
(2) 写入 CGRAM 时， 按照显示字符或图形的结构特征， 自左向右、 自上而下各个子 模块的编码按指定顺序写入。
(3) 自定义字符或图形显示， 具体步骤为 ： 把 RA8870 设置为文本模式， 设置文字控 制寄存器 0 使 RA8870 选择 CGRAM 字型， 选择显示存储区 DDRAM 的写入区域， 指定字符或图 形在液晶模块的显示位置坐标， 从 CGRAM 中提取字型编码到 DDRAM。
(4) 字符或图形显示时， 按照自定义字符和图形的结构特征， 定位显示位置坐标， 把字型点阵子模块编码传送到 DDRAM。
(5) 从 CGRAM 提取字型编码的方式 ： 以 RA8870 的半字型或全字型模式提取。
以 RA8870 的半字型模式提取 ： 设置 RA8870 为显示半型字， 把子模块在 CGRAM 中的 编号传送给 RA8870， RA8870 控制器会自动从 CGROM 中提取该子模块的点阵信息到液晶模块 的指定位置显示。
以 RA8870 的全字型模式提取 ： 设置 RA8870 为显示半型字， 把子模块在 CGRAM 中的 编号传送给 RA8870， RA8870 控制器会自动从 CGROM 中提取该子模块以及下一个子模块的点 阵信息到液晶模块的指定位置显示。 附图说明
图 1 为一个自定义字符的字型点阵示意图 ；
图 2 为一个自定义字符的字型点阵的分割示意图 ；
图 3 为一个子模块的字型点阵编码示意图 ；
图 4 为字型点阵子模块在 CGRAM 中的存储和编号示意图 ；
图 5 为自定义字符或图形的字型点阵编码送入 CGRAM 的流程图。
图 6 为一个字符或图形以半型字方式显示的操作流程。
图 7 为一个字符或图形以全型字方式显示的操作流程。下面结合附图对本发明进一步说明。具体实施方式
按照本发明的技术方案， 实现本发明方法具体包括自定义字符或图形的字型点阵 创建、 字型点阵的子模块分割、 子模块装入 CGRAM、 自定义字符和图形的显示。
所述字型点阵创建方法是 ：
自定义的字符或图形须转换成字型点阵， 其点阵维数为 M×N， 其中 M 是 16 的整数 倍， N 是 8 的整数倍， 设 m ＝ M/16， n ＝ N/8。
一个自定义汉字字符的字型点阵如图 1 所示， 图 1 中自定义字体为行书的汉字 “雪” 的 32×32 字型点阵。图中黑色点为显示部分， 反色显示时， 反之。在构建字型点阵时， 若 M 和 N 不能满足 16 和 8 整数倍的要求时， 用非显示色补足。
所述的字型点阵的子模块分割方法是 ：
把字型点阵分割为 16 行、 8 列的一系列子模块， 分割 M×N 维字型点阵可以得到 m×n 个子模块， 并按字型点阵结构形式自左向右、 自上而下给每个模块编号。如图 2 所示， 32×32 字型点阵可分割为 8 个 16×8 的子模块①～⑧。 为了把字型点阵信息送入 RA8870 的 CGRAM， 需要对每个字型点阵子模块进行编 码， 图 3 为其中一个子模块的点阵字型编码示意图， 编码时， 图中的黑色方块为二进制数 1， 图中的黑色方块为二进制数 0， 字型点阵子模块的每一行为 8 位， 编码可写成 2 位十六进制 数， 如图中第一行字型点阵的二进制编码为 11111000， 写成十进制数为 0xF8. 每一个子模 块的编码为 16 个， 顺序自上而下。
所述的子模块装入 CGRAM 的方法是 ：
按子模块编号顺序地把各个子模块的编码送入 CGRAM 中， 图 4 为子模块送入 CGRAM 后的示意图。图 5 为自定义字符或图形的字型点阵编码送入 CGRAM 的流程图。具体的操作 流程如下 ：
(1) 设置 RA8870 设置为图形模式 ： 把 RA8870 的 CGRAM 写入控制器 0(MWCR0) 的最 高位 TX_MD 清零，
(2) 设置 RA8870 的 CGRAM 为允许写入状态， 设置 RA8870 的 CGRAM 写入控制器 1(MWCR1)WR_DS1 为 0， WR_DS0 为 1。
(3) 指定字符字型点阵的写入区域， 通过设定 RA8870 的 CGRAM 设定寄存器内容 (CGSR) 实现， 即指定字型点阵在 CGRAM 存储区编号， 编号取值 ： 0x00 ～ 0xFF。
RA8870 的 CGRAM 每个存储区域的大小为 16 个单元， 因此， 每个存储区域存储一个 字符字型点阵子模块。多个子模块需要多次进行写入 CGRAM 操作。
(4) 把一个字符字型点阵子模块写入 RA8870 的 CGRAM 指定存储区域时， 首先执行 GCRAM 写入命令， 写入 CGRAM 读 / 写命令寄存器 (MRWC)。然后， 依次把字符字型点阵子模块 的编码以每次一个字节的形式， 分 16 次写入指定 CGRAM 的存储区域。
(5) 多个字型点阵子模块写入 CGRAM 的操作， 重复上述步骤 (3)、 步骤 (4) 两步。
(6) 多个自定义字型点阵的写入， 重复步骤 (3)、 步骤 (4)、 步骤 (5)。
所述自定义字符或图形显示方法是 ：
( 一 ) 字符或图形以半型字方式显示
字符或图形以半型字方式显示是把存储在 RA887 的 CGRAM 中的各子模块， 以 RA8870 定义的全半字型方式 (16×8 点阵 )， 按预先设置的顺序依次调入 DDRAM， 重新组装各 字型点阵子模块， 以完整字符或图形的形式显现在液晶显示模块上。图 6 为一个字符或图 形以半型字方式显示的操作流程。具体步骤是 ：
(1) 分割字符或图形为子模块之后， 按照字符和图形的构造确定子模块的个数， 共 m 行 ×n 列个 16×8 个字型点阵子模块， 确定字型点阵子模块行数 m， 列数 n。
(2) 设置字符显示的背景和字体颜色 ： 设置 RA8870 的文字前景颜色寄存器 (TFCR) 和文字背景颜色寄存器 (TBCR)。
(3) 设置 RA8870 的模式为文本模式 ： 把 GCRAM 存储器写入控制器 0(MWCR0) 的最 高位置 1。
(4) 设置字符的显示模式， 即从 CGRAM 中提取字符字型点阵到 DDRAM 的方式， 显示 模式由文字控制寄存器 0(FNCR0) 的第六位 FS_S 设置 ： 半字型方式时， FS_S 设置为 0。
(5) 确定字符显示的起始位置 (x0， y0)。确定字型点阵子模块的起始编号， 行j＝ 0， 列 i ＝ 0。
(6) 设置字型点阵库的位置位于 RA8870 的 CGRAM ： 文字控制寄存器 0(FNCR0) 的第 七位 FT_S 设置为 1。
(7) 选择写入字型点阵的目的存储区域 ： 设置目的存储区域为 BANK1 和 BANK2， 由 CGRAM 写入控制寄存器 1(MWCR1) 的第三位 WR_DS1 和第二位 WR_DS0 确定， WR_DS1 和 WR_DS0 均设置为 0。
(8) 设置字符显示的图层 ： 由 CGRAM 写入控制寄存器 1(MWCR1) 的最低位 WR_L 确 定， WR_L 设置为 0 时， 选择图层 1。
(9) 求字符显示位置坐标 (x， y)。
设字符在液晶模块显示的起始位置 (x0， y0)
在某一行显示的字型点阵子模块显示位置坐标 (x， y) 按下式计算 ：
x ＝ x0+i×8
y ＝ y0
即： 子模块在同一行显示时， 纵坐标 y 保持不变， 横坐标 x 在上一个子模块位置基 础上递增 8 个像素。
根据字符和图形的构造装配字型点阵子模块时， 字型点阵子模块需换行显示， 换 行显示的起始坐标为按下式计算 ：
x0 ＝ x0
y0 ＝ y0+16
即： 换行显示时， 子模块显示起始位置的横坐标 x 保持不变， 纵坐标 y 在上一行显 示位置的基础上递增 16 个像素。
(10) 通过 RA8870 的坐标设置寄存器设置字型点阵子模块的显示位置。
横坐标 x 由水平坐标寄存器 (CURH1， CURH0) 设置 ；
横坐标 y 由水平坐标寄存器 (CURV1， CURV0) 设置。
(11) 从 CGRAM 中按编号取字型点阵子模块， 然后写入 DDRAM， 字型点阵子模块显示 在液晶显示模块上。(12) 换行显示时， 需要重新设置字型点阵库的位置、 目的存储区和显示图层。
( 二 ) 字符或图形以全型字方式显示
字符或图形以全型字方式显示是把存储在 RA8870 的 CGRAM 中的各子模块， 以 RA8870 定义的全字型方式 (16×16 点阵 )， 按预先设置的顺序和字符或图形的结构， 依次调 入 DDRAM， 重新组装字型点阵子模块， 以完整字符或图形的形式显现在液晶显示模块上。全 型字方式显示时， 每给一个字型点阵子模块编号， 将提取从此编号开始的 2 个字型点阵子 模块的编码， 在液晶显示模块上显示一个 16×16 点阵的图形。图 7 为一个字符或图形以全 型字方式显示的操作流程。具体步骤是 ：
(1) 分割字符或图形为子模块之后， 按照字符和图形的构造确定子模块的个数， 共 m 行 ×n 列个 16×8 个字型点阵子模块， 确定字型点阵子模块行数 m， 列数 n。
(2) 设置字符显示的背景和字体颜色 ： 设置 RA8870 的文字前景颜色寄存器 (TFCR) 和文字背景颜色寄存器 (TBCR)。
(3) 设置 RA8870 的模式为文本模式 ： 把 GCRAM 存储器写入控制器 0(MWCR0) 的最 高位置 1。
(4) 设置字符的显示模式， 即从 CGRAM 中提取字符字型点阵到 DDRAM 的方式， 显示 模式由文字控制寄存器 0(FNCR0) 的第六位 FS_S 设置 ： 全字型方式时， FS_S 设置为 1。 (5) 确定字符显示的起始位置 (x0， y0)。确定字型点阵子模块的起始编号， 行j＝ 0， 列 i ＝ 0。
(6) 设置字型点阵库的位置位于 RA8870 的 CGRAM ： 文字控制寄存器 0(FNCR0) 的第 七位 FT_S 设置为 1。
(7) 选择写入字型点阵的目的存储区域 ： 设置目的存储区域为 BANK1 和 BANK2， 由 CGRAM 写入控制寄存器 1(MWCR1) 的第三位 WR_DS1 和第二位 WR_DS0 确定， WR_DS1 和 WR_DS0 均设置为 0。
(8) 设置字符显示的图层 ： 由 CGRAM 写入控制寄存器 1(MWCR1) 的最低位 WR_L 确 定， WR_L 设置为 0 时， 选择图层 1。
(9) 求字符显示位置坐标 (x， y)。
设字符在液晶模块显示的起始位置 (x0， y0)
在某一行显示的字型点阵子模块显示位置坐标 (x， y) 按下式计算 ：
x ＝ x0+i×16
y ＝ y0
即： 子模块在同一行显示时， 纵坐标 y 保持不变， 横坐标 x 在上一个子模块位置基 础上递增一个全字型字宽—— 16 个像素。
根据字符和图形的构造装配字型点阵子模块时， 字型点阵子模块需换行显示， 换 行显示的起始坐标为按下式计算 ：
x0 ＝ x0
y0 ＝ y0+16
即： 换行显示时， 子模块显示起始位置的横坐标 x 保持不变， 纵坐标 y 在上一行显 示位置的基础上递增 16 个像素。
(10) 通过 RA8870 的坐标设置寄存器设置字型点阵子模块的显示位置。
横坐标 x 由水平坐标寄存器 (CURH1， CURH0) 设置 ；
横坐标 y 由水平坐标寄存器 (CURV1， CURV0) 设置。
(11) 从 CGRAM 中按编号取字型点阵子模块， 然后写入 DDRAM， 字型点阵子模块显示 在液晶显示模块上。
(12) 换行显示时， 需要重新设置字型点阵库的位置、 目的存储区和显示图层。