ST7920驱动的LCD12864实现单行反白显示

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　　用12864显示菜单时，将当前项菜单反白显示是一个比较常见的显示效果。然而，ST7920驱动的12864模块扩展指令集中的反白显示（Reverse）功能，却没有什么实际使用价值。因为反白第1行时，第3行也同时反白了；反白第2行时，第4行也同时反白了。

　　查阅网上资料，向DDRAM写入文字，再向文字所在处的GDRAM内存相应位置写入“1”，可实现反白效果。

　　为此，研究了一下ST7920的图形操作。

1.　　GDRAM内存与屏幕的对应关系

　　GDRAM空间有64×256 bit 组成。使用扩展指令集中的Set Graphic RAM Address指令将GDRAM地址添加到AC（Address Counter）之后，就可向GDRAM写入数据了。Set Graphic RAM Address是一个两字节指令，连续写入垂直地址（第一个字节）和水平地址（第二个字节）就可完成该指令。这样就需要首先了解垂直地址、水平地址和GDRAM空间的关系。

• GDRAM的64个bit，每个 bit 对应着一行像素，从上到下分别记作0~63，这就是所谓“垂直地址”。
• GDRAM的256个bit，每个 bit 对应着一列像素，从左到右分成16组，每组包含16列像素，这16组像素依次分别记作0~15，这就是所谓“水平地址”，那么16组×16列像素/组=256列像素。

　　可见，GDRAM的垂直地址有64个（0~63），水平地址有16个（0~15）。利用Set Graphic RAM Address指令时，就是使用这两组数据。那么，这两组数据和屏幕的实际对应关系是怎样的呢？

　　如下图所示：12864屏幕只使用了上一半的GDRAM内存：

• 屏幕的第一行全宽字符：对应的垂直地址是0~15，水平地址是0~7
• 屏幕的第二行全宽字符：对应的垂直地址是16~31，水平地址是0~7
• 屏幕的第三行全宽字符：对应的垂直地址是0~15，水平地址是8~15
• 屏幕的第四行全宽字符：对应的垂直地址是16~31，水平地址是8~15

2.  如何向GDRAM写入数据

　　使用Set Graphic RAM Address指令写入垂直地址和水平地址之后，AC中就存储了指定的GDRAM地址了，此时利用写数据指令，就会向GDRAM中写入图形数据了。

　　垂直地址好理解，一个垂直地址就是一行像素的垂直位置。

　　一个水平地址指向16个 bit 数据，代表着屏幕上16个像素，这16位数据分别称作 b15~b0，如上图所示。值为1的位代表亮点，值为0的位代表暗点。因此连续写入两个字节的数据，就可完成一个水平地址的写数据操作。根据Entry Mode设置的方向，写完这两个字节后，AC会自动±1。接着就可直接写下一个水平地址包含的16位数据了。

　　连续写入数据时有一个问题需要注意，当AC中的水平地址为15时，写入16位数据后，AC中的水平地址将会自动变成0，而垂直地址不会发生变化。也就是说，当写满一行后，如果不调整垂直地址，就会反复在同一行中写入，从而将前面写入的数据擦除。

　　因此向GDRAM写入数据的流程是：

• 使用Set Graphic RAM Address指令，连续写入垂直地址和水平地址
• 使用写数据指令，写入b15~b8位构成的一个字节，再写入b7~b0位构成的一个字节
• 根据需要看是否需要调整AC中的垂直地址和水平地址，然后再继续写入下一个水平地址的16个位

　　将一个全宽字符（汉字）位置对应的GDRAM全部写1，就可实现这个汉字的反白效果，将一行全宽字符位置对应的GDRAM全部写1，就可实现该行的反白，这样就实现了菜单的反白显示目的。

3. 切换基本指令集和扩展指令集需要注意的问题

　　写字操作的是DDRAM，画图操作的是GDRAM，相关指令分属基本指令集和扩展指令集。因此，在反白显示操作时需要在两个指令集中切换，切换涉及的寄存器结构如下，我采用的串行通讯，所以RS、RW不用考虑，仅考虑寄存器本身的位即可，其中DL位是8、4位并行通讯格式的选择位，我也不用考虑，直接取0，使用8位并行通讯时取1。

　　在基本指令集和扩展指令集中切换时，注意不要影响DB1-G位。

• 执行指令：0x20(DB5=1，RE=0，G=0)，可进入基本指令集，同时关闭图形模式（将所画图形隐去，但GDRAM中的数据还在，再次开启图形模式时就会直接显示图形）
• 执行指令：0x22(DB5=1，RE=0，G=1)，可进入基本指令集，同时保持图形模式开启（可操作DDRAM，例如写字等，不影响后面的图形，字型和图形都是1的像素会反白）
• 执行指令：0x24(DB5=1，RE=1，G=0)，可进入扩展指令集，但不开启图形模式
• 执行指令：0x26(DB5=1，RE=1，G=1)，可进入扩展指令集，同时开启图形模式