[转载].教你在12864上打点(基于ST7920控制器)

转AIHHLI 咚冬兄的帖子：http://www.ourdev.cn/bbs/bbs_content.jsp?bbs_sn=3936904

转者注：AIHHLI 咚冬兄写得比较生动，值得一读；对其他的点阵屏的研究有很大的参考价值。

基于ST7920控制的12864液晶用于字符显示很方便的，但网友说用它显示图形并不合适，原因就是它绘图时先要关闭显示，绘完后又要打开，速度会较慢。我没有用过别的液晶，手中只有这一款，摆弄了几天，掌握了一点东西，写出来共享。
首先，我们知道，图形都是由像素点组成的，绘图的基础其实就是画点。只要我们能点亮液晶的任意一个像素点，那么绘图就不是什么难事了。万丈高楼平地起嘛，先要做的，当然是要打好基础。

ST7920提供了用于绘图的GDRAM（graph display RAM）。共 64×32 个字节的空间（由扩充指令设定绘图 RAM 地址），最多可以控制 256×64点阵的二维绘图缓冲空间。在它的Datasheet给出了GDRAM的坐标地址对照表：

用坐标表示，就是这样：

它的横坐标每一个地址都是16 位的。共16个地址，256位。
很明显，它能控制256*64像素的液晶屏，而我们的只是128*64像素液晶屏，显然只用到它的一部分。
我刚开始以为它对应屏幕的绘图RAM是这样分布的(如红色部分)：

结果栽了大根头，后来终于弄明白，原来它对应屏幕的GDRAM是这样分布的：

只要我们清楚了它的GDRAM和屏幕上像素点的映射(对应)关系，点亮对应的像素点就容易多了。要点亮某一个像素点，就是将这个像素点在GDRAM中对应的位置1，这个相信没人会不知道吧？
我们先讨论一下思路，再一步步写代码。我觉得，思路要比代码重要的多，只要你的思路通了，正确了，那么写出代码肯定会很容易。
首先，给你x，y的坐标，要你点亮一个点，要怎么做呢？从上面的图我们知道，它是分为两个半屏的，首先，我们要确定这个点是在上半屏还是下半屏，然后确定它是在那一行（纵坐标Y），再确定它是在哪一个字节的哪一个位（也就是确定它在那一列，即横坐标X）。这些都确定后我们就定位到某一个具体的位上了，只就将这个位置1，就OK了。
下面我们边写代码边讨论。
因为这里仅仅是讨论如何在12864上打点的，而不是给12864写一个驱动，所以对于基本的数据读写函数，我们不做讨论，这里假设已经有了如下基本函数：

void lcd_write_cmd(unsigned char);   //lcd 命令写
void lcd_write_data(unsigned char);  //lcd 数据写
unsigend char lcd_read_data(void);   //lcd 数据读

好了，就这些了。
为了方便，我们定义如下宏：

#define  BASIC_SET   0x00          //基本指令集，后面的数字查数据手册，下同。
#define  EXTEND_SET  0x00           //扩展指令集
#define  DRAW_ON     0x00           //绘图显示开
#define  DRAW_OFF    0x00           //绘图显示关

我们现在开始写点亮某一个点的函数：

void lcd_set_dot(unsigned char x, unsigned char y)
{
  unsigned char x_byet, x_bit;        //在横坐标的哪一个字节，哪一个位
  unsigned char y_byte, y_bit;
  x_byte = x / 16;                    //算出它在哪一个字节(地址)
                                      //注意一个地址是16位的
  x_bit = x % 16;                     //算出它在哪一个位
  y_byte = y /32;                     //y是没在哪个字节这个说法
                                      //这里只是确定它在上半屏还是下半屏
                                      //0:上半屏 1:下半屏
  y_bit = y % 32;                     //y_bit确定它是在第几行
  lcd_write_cmd(EXTEND_SET);          //扩展指令集
  lcd_write_cmd(DRAW_OFF);            //绘图显示关闭
  lcd_write_cmd(0x80 + y_bit);        //先写垂直地址
                                      //具体参照数据手册
  lcd_write_cmd(0x80 + x_byte + 8 * y_byte);   //水平坐标
                                               //下半屏的水平坐标起始地址为0x88
                                               //(+8*y_byte)就是用来确定在上半屏还是下半屏
  if (x_bit < 8)                               //如果x_bit位数小于8
  {
      lcd_write_data(0x01 << (7 - x_bit));     //写高字节。因为坐标是从左向右的
                                               //而GDRAM高位在左，底位在右
      lcd_write_data(0x00);                    //低字节全部填0
  }
  else
  {
      lcd_write_data(0x00);                    //高字节全部填0
      lcd_write_data(0x01 << (15 - x_bit));
  } 
  lcd_write_cmd(DRAW_ON);                     //打开绘图显示
  lcd_write_cmd(BASIC_SET);                   //回到基本指令集，毕竟ST7920是以字符为主的
  return ;
}

基本画点函数算是完成了，但是我们如果使用这个函数，就会发现问题。你且用它沿横坐标画几个连续的点试试，肯定不是你想要的结果。
出现问题的原因是因为我们画点时对其余的位全部填0处理了，造成对原来的信息的破坏。所以我们要读出要写的那个地址原来的数据，再进行加工，写回去就可以解决问题了。
改进后的代码：

void lcd_set_dot(unsigned char x, unsigned char y)
{
  unsigned char x_byet, x_bit;        //在横坐标的哪一个字节，哪一个位
  unsigned char y_byte, y_bit;
  unsigned char tmph, tmpl;           //定义两个临时变量，用于存放读出来的数据
  x &= 0x7F;
  y &= 0x3F;
  x_byte = x / 16;                    //算出它在哪一个字节(地址)
                                      //注意一个地址是16位的
  x_bit = x&0x0F;                     //算出它在哪一个位
  y_byte = y /32;                     //y是没在哪个字节这个说法
                                      //这里只是确定它在上半屏还是下半屏
                                      //0:上半屏 1:下半屏
  y_bit = y&0x3F;                     //y_bit确定它是在第几行
  lcd_write_cmd(EXTEND_SET);          //扩展指令集
  lcd_write_cmd(DRAW_OFF);            //绘图显示关闭
  lcd_write_cmd(0x80 + y_bit);        //先写垂直地址(最高位必须为1)
                                      //具体参照数据手册
  lcd_write_cmd(0x80 + x_byte + 8 * y_byte);   //水平坐标
                                               //下半屏的水平坐标起始地址为0x88
                                               //(+8*y_byte)就是用来确定
                                               //在上半屏还是下半屏
  lcd_read_data();                  //先空读一次
  tmph = lcd_read_data();           //读高位
  tmpl = lcd_read_data();
  lcd_write_cmd(0x80 + y_bit);       //读操作会改变AC，所以重新设置一次
  lcd_write_cmd(0x80 + x_byte + 8 * y_byte);
  if (x_bit < 8)                             //如果x_bit位数小于8
  {
     lcd_write_data(tmph | (0x01 << (7 - x_bit)));  //写高字节。因为坐标是从左向右的
                                                    //而GDRAM高位在左，底位在右
      lcd_write_data(tmpl);                         //原数据送回
  }
  else
  {
      lcd_write_data(tmph);                         //原数据送回
      lcd_write_data(tmpl | (0x01 << (15 - x_bit)));
  } 
  lcd_write_cmd(DRAW_ON);       //打开绘图显示
  lcd_write_cmd(BASIC_SET);     //回到基本指令集，毕竟ST7920是以字符为主的
  return ;
}

画点函数到此就完成了，剩下的事情就是对函数的优化了。例如对入口参数的检查，对乘除法的优化等等。