摘要：128S64AA1是一種128×64點(diǎn)陣式VFD顯示模塊，具有使用方便、亮度高且可以調(diào)節(jié)、顯示圖文靈活等優(yōu)點(diǎn)。本文介紹128S64AA1的基本原理，探討實(shí)際應(yīng)用中的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程方法。
關(guān)鍵詞：VFD模塊 點(diǎn)陣式顯示 真空熒光顯示屏
引言
目前，智能儀表常用的顯示設(shè)備有發(fā)光二極管顯示器LED、液晶顯示器LCD等，但是由于LED不能顯示復(fù)雜字符、LCD不宜在暗室中使用的缺點(diǎn)，無(wú)法滿(mǎn)足智能儀表對(duì)顯示的更高求；而真空熒光顯示屏VFD具有亮度高、可調(diào)節(jié)、顯示圖案靈活的優(yōu)點(diǎn)，在智能儀表中得到了廣泛的應(yīng)用。本文以Samsung公司的128S64AA1VFD顯示模塊為例，介紹在基于51系列單片機(jī)的智能儀表中的應(yīng)用。
1 顯示模塊的結(jié)構(gòu)以及與單片機(jī)的接口
1.1 128S64AA1的基本結(jié)構(gòu)
該模塊提供有128×64點(diǎn)陣，包括VFD顯示屏、VFD驅(qū)動(dòng)電路、DC/DC轉(zhuǎn)換器以及顯示控制器；供電電壓是12V，邏輯電壓是5V；亮度可以由軟件來(lái)控制。
其接線端子有供電端和接口端兩個(gè)。其中接口端的引腳說(shuō)明如表1所列。

表1 接口端引腳說(shuō)明

外部接口簡(jiǎn)單易用，表1中所列的30根接口線的功能分別為：8根數(shù)據(jù)線D0～D7和于傳輸數(shù)據(jù)及亮度控制信號(hào)；11根地址線用于指定數(shù)據(jù)寫(xiě)入地址，其中A0～A7指定列數(shù)，A8～A10指定行數(shù)；9根控制線中，BRAD為選擇寫(xiě)數(shù)據(jù)模式與亮度控制模式，WRITE為寫(xiě)控制信號(hào)，READY為模塊寫(xiě)數(shù)據(jù)允許，CLEAR為清屏信號(hào)，DSPE為顯示允許信號(hào)，WP為選擇寫(xiě)數(shù)據(jù)頁(yè)數(shù)，DP為顯示頁(yè)數(shù)；2根地線為從電池和邏輯地。
1.2 128S64AA1與單片機(jī)的接口
圖1是128S64AA1模塊與51系列單片機(jī)的接口示意圖。其中P1口作為VFD所需的控制線，P0和P2作為地址線和數(shù)據(jù)線。

2 顯示模塊的控制和操作
該模塊有清空方式（Clear Mode）、寫(xiě)數(shù)據(jù)方式（Write Mode）和亮度控制方式（Dimming Mode）三種工作方式，對(duì)應(yīng)的操作時(shí)序如圖2所示。

圖2所示的操作時(shí)序清晰示意了三種工作方式下對(duì)VFD模塊的控制和操作過(guò)程。
（1）清空方式
將CLEAR端置低電平，此時(shí)由WP0和WP1所選擇的RAM清空。當(dāng)清空完畢時(shí)，READY輸出低電平。此方式的優(yōu)先級(jí)最高，即使READY的輸出為1，RAM仍波清空。
用C51實(shí)現(xiàn)的RAM清空的函數(shù)為：
void VFD_clear(void)
{P1^2=0; //置清空RAM模式
P1^2=1；
P1^1=0；
do {}
while(P1^1==1); //等待清空響應(yīng)
}
（2）寫(xiě)數(shù)據(jù)方式
當(dāng)DSPE為高電平，BRAD為高電平時(shí)，通過(guò)寫(xiě)操作可將待顯示的數(shù)據(jù)寫(xiě)入由WP0和WP1所選擇的RAM；當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)入完畢，READY輸出低電平，此時(shí)可以繼續(xù)寫(xiě)入下一個(gè)數(shù)據(jù)。在此工作方式中，為了使VFD內(nèi)部的RAM按照行排列地址連續(xù)，以便于軟件編程，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可將地址A8～A10接VFD的A0～A2，以用于選擇點(diǎn)陣的行數(shù)；而將地址線A0～A7接VFD的A3～A10，用于選擇點(diǎn)陣的列數(shù)。
在寫(xiě)工作方式中，應(yīng)包括以下幾個(gè)操作步驟：
①置寫(xiě)數(shù)據(jù)模式；
②置顯示允許；
③選擇寫(xiě)數(shù)據(jù)頁(yè)數(shù)；
④寫(xiě)待顯示數(shù)據(jù)；
⑤選擇顯示頁(yè)數(shù)。
因此，可將實(shí)現(xiàn)此功能的C51程序設(shè)計(jì)如下：
void WrChar(uchar xdata *addr,uchar code *codename,uchar count)
//addr為字的起始地址，count為字符個(gè)數(shù)
{uint i=0;
uchar col;
for(col=0;col
*(addr++)=codeName[i++];
do {}
while(P1^1==1);
}
} //寫(xiě)數(shù)據(jù)函數(shù)
P1^0=1； //置寫(xiě)數(shù)據(jù)模式
P1^3=1； //置顯示允許
P1^4=0； //選擇寫(xiě)第0頁(yè)
P1^6=0； //選擇寫(xiě)第0頁(yè)
WrChar(0x1000,page0[],64); //寫(xiě)數(shù)據(jù)，從1000開(kāi)始按行寫(xiě)64個(gè)字符編碼，存放于page0[]數(shù)組中
P1^5=0；
P1^7=0； //選擇顯示第0頁(yè)
（3）亮度控制方式
當(dāng)WRITE輸入有效信號(hào)，BRAD為低電平時(shí)，D0和D1兩位的值決定顯示的亮度。初始化時(shí)的亮度為100%，所需亮度與D1、D0兩位數(shù)據(jù)的關(guān)系如表2所列。

表2 亮度控制表

因此，若要控制顯示亮度，可用下列C51程序?qū)崿F(xiàn)：
uchar xdata *p；
p=0x00；
(*p)=0x02; //控制亮度為75%

3 應(yīng)用實(shí)例
某測(cè)控裝置需顯示包括概貌、溫度控制、pH值控制以及實(shí)時(shí)同線在內(nèi)的一系列圖文信息，且顯示要求較高，要求在光線不足的條件下保證其亮度。為此，選用128S64AA1這一VFD模塊作為顯示器件。該系統(tǒng)人機(jī)交互部分包括顯示模塊以及四個(gè)按鍵：確認(rèn)鍵、參數(shù)修改鍵、光標(biāo)移動(dòng)鍵及返回鍵。
開(kāi)機(jī)時(shí)要求顯示公司名稱(chēng)，待按下確認(rèn)鍵后，再進(jìn)入主菜單顯示。此時(shí)，用戶(hù)可通過(guò)按光標(biāo)移動(dòng)鍵來(lái)選擇不同的菜單頁(yè)面，待確認(rèn)鍵按下后進(jìn)入相應(yīng)的畫(huà)面。在次級(jí)頁(yè)面，按光標(biāo)移動(dòng)鍵和確認(rèn)鍵，可以完成實(shí)時(shí)值和實(shí)時(shí)曲線的顯示以及相應(yīng)參數(shù)的修