ST7920

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• 1 主要特性
• 2 功能描述
• 3 内部结构
  • 3.1 信号线定义
  • 3.2 总线接口
    • 3.2.1 并行接口
    • 3.2.2 串行接口
  • 3.3 寄存器
    • 3.3.1 BF
    • 3.3.2 AC
    • 3.3.3 DR
    • 3.3.4 IR
  • 3.4 存储器
    • 3.4.1 CGROM
    • 3.4.2 HCGROM
    • 3.4.3 CGRAM
    • 3.4.4 DDRAM
    • 3.4.5 GDRAM
  • 3.5 控制/驱动电路

[编辑] 主要特性

• 工作电压范围：2.7~5.5V
• 支持8位、4位并行及串行总线接口
• 64×16位 字符显示RAM
• 64×256位 图形显示RAM(GDRAM)
• 2M位 中文字库ROM(CGROM),支持8192个中文字符（16×16点阵）
• 16K位 半宽字库ROM(HCGROM)，支持126个字符（16×8点阵）
• 64×16位 造字RAM(CGRAM)
• 32行×64列的驱动电路
• 上电自动复位
• 外部reset引脚(XRESET)
• 支持外部驱动器
• 低功耗设计
• 图形和字符混合显示模式
• 多指令集

[编辑] 功能描述

ST7920是一个集成LCD控制器和驱动器的芯片，能够显示字母、数字、中文和自定义字符。支持8位、4位并行及串行总线接口。包括RAM、ROM、LCD显示驱动和控制电路的所有功能都集成在一块芯片上。最小的系统配置就能实现中文字符的显示。
ST7920包含的字符ROM支持8192个16×16 点阵的中文字模和126个16×8点阵的字母数字字模，也包含支持图形显示的GDRAM（64×256）。这使得ST7920能够支持字符和图形的混合显示。ST7920也内嵌了4个16×16的软件可编程的CGRAM。
ST7920有着很宽的工作电压范围（2.7V~5.5V）。ST7920的低功耗设计，适合于电池供电的便携设备。
ST7920 LCD驱动器是一个32行×64列的驱动电路。通过扩展段驱动器ST7921，ST7920能支持高达32行×256列的显示能力。

[编辑] 内部结构

[编辑] 信号线定义

XRESET：系统复位，低电平有效

RESI、RESO：时钟输入、输出或悬空。使用内嵌的RC振荡器时，需外接一电阻。

PSB：串并选择，高电平：并行；低电平：串行

RS(CS)：寄存器选择/片选（串行模式）

RW(SID)：读写控制信号/串行数据输入

E(SCLK)：使能信号位/串行时钟输入

DB4~DB7：8位接口的高半字节数据总线和4位接口的数据总线

DB0~DB3：8位接口的低半字节数据总线

V0~V4：LCD偏压，最大 7V

VDD：电源正极

VSS：电源地

XOFF：保留

CL1：扩展段驱动器的锁存信号

CL2：扩展段驱动器的移位时钟

M：扩展段驱动器电压逆变的交流信号

DOUT：输出数据到扩展段驱动器

COM1~COM32：行驱动信号

SEG1~SEG64：列驱动信号

[编辑] 总线接口

ST7920支持8位、4位并行及串行3种总线接口。并行接口和串行接口可以通过PSB引脚的高低电平进行设置。

[编辑] 并行接口

PSB引脚为高电平时，ST7920通过并行接口与MCU进行通信。可以通过功能设置指令的DL控制位设置是8位并行总线模式还是4位并行总线模式。MCU通过RS、RW、E 、DB0~DB7引脚完成数据的传输。

8位并行总线模式数据传输时序图

4位并行总线模式数据传输时序图

工作在4位并行总线模式时，每个8位数据字节分成两次进行传输，先传输高4位，后传输低4位，并且只能通过DB7~DB4数据引脚进行传输，没有使用DB3~DB0数据引脚。

[编辑] 串行接口

PSB引脚为低电平时，ST7920通过串行接口与MCU进行通信。仅用两个引脚(SCLK和SID)就能完成数据的传输，并且只能写入数据。
当连接有多个ST7920时，必须使用片选CS引脚。只有当CS为高电平时，串行时钟SCLK才会被接收。当CS为低电平时，传输将会终止，数据将会清除。当系统中只有一个ST7920时，CS应该被拉高。
连续发送指令和数据的时候，需要考虑指令的执行时间，也就是要等待指令执行完成，才能发送新的指令，这是因为，ST7920内部没有指令缓冲区。

串行总线模式数据传输时序图

MCU发送数据/指令字节之前，必须发送一个起始字节。起始字节的高5位是5个连续的'1'(作为同步字符)，接下来的两位分别是RW和RS，最后一位被填充成'0'。
ST7920在接收到起始字节后，每8位数据/指令将会被分成两组。高4位组在前，低4位组在后，每一组发送后，后面紧跟4个'0'。

[编辑] 寄存器

[编辑] BF

忙标志位，当BF="1"时，表示ST7920现在正忙，此时无法处理任何指令。在发送新的指令之前必须要检查BF位，看看其内部操作是否已经处理结束。

[编辑] AC

地址计数器，里面存放的地址可以指向DDRAM/CGRAM/GDRAM。当读写存储区域操作执行后，它将自动的增加一或者减去一。

[编辑] DR

数据寄存器，用于存放MPU与ST7920之间的传输数据。

[编辑] IR

指令寄存器，用于接收MPU发过来的指令。

[编辑] 存储器

[编辑] CGROM

存储8192个中文字符的字模（16×16点阵），大小2M位。字符编码使用两个字节表示。

[编辑] HCGROM

存储126个ASCII字符的字模（16×8点阵），大小16K位。字符编码使用一个字节表示。

[编辑] CGRAM

能存储4个用户自定义字符的字模（16×16点阵），大小1K位。字符编码使用两个字节表示，分别为：0000h，0002h，0004h，0006h。

DDRAM中字符编码的bit15~bit4必须为0，bit3和bit0不关心。
CGRAM地址的bit5和bit4是由DDRAM中字符编码的bit2和bit1决定的，而CGRAM地址的bit3~bit0分别指定要写入字模数据的行。最后一行是光标显示，当存储字模数据时，将与光标进行逻辑或显示。每个CGRAM地址中存储16位字模数据。

[编辑] DDRAM

存储将要显示的字符编码。大小64×2个字节，地址范围0x00~0x3F。能存储4行×16个16×16点阵的字符编码（2字节，存储在同一DDRAM地址中）或者4行×32个16×8点阵的字符编码（1字节）。但是，只能同时显示2行。而字符编码指向的字符点阵存储在CGROM、HCGROM和CGRAM中。

字符显示操作流程：

1)设置DDRAM的地址（AC）
2)将显示的字符编码写入DDRAM中（DDRAM）
3)根据这个编码去查找对应字符的点阵数据（HCGROM/CGROM/CGRAM）
4)使用驱动电路将字符点阵输出显示（LCD）

与LCD屏的对应关系

设置DDRAM地址指令是由最高位标志位1和低7位地址位组成的，因此，地址指令范围为80h~BFh。由于LCD屏的驱动方式，因此，在上图中LCD屏的第一行对应的地址指令为80h~87h；第二行为90h~97h；第三行为88h~8Fh；第四行为98h~9Fh。

[编辑] GDRAM

存储图形的点阵。GDRAM逻辑结构如下图所示：

由上图我们可以看出：GDRAM大小64×256位，地址范围：垂直地址0x00~0x63；水平地址0x00~0x15。每个地址存储容量为16位（2字节）。

图形显示操作流程：

1)设置垂直地址（AC）
2)设置水平地址（AC）
3)将要显示的图形点阵的高字节写到GDRAM对应地址的高字节中（GDRAM）
4)将要显示的图形点阵的低字节写到GDRAM对应地址的低字节中（GDRAM）
5)使用驱动电路将图形点阵输出显示（LCD）

与LCD屏的对应关系

[编辑] 控制/驱动电路

控制/驱动电路由时序发生器、移位寄存器、锁存器、行驱动器及列驱动器等组成。

控制信号：

CL1：扩展段驱动器的锁存信号

CL2：扩展段驱动器的移位时钟

M：扩展段驱动器电压逆变的交流信号

DOUT：输出数据到扩展段驱动器

驱动信号：

COM1~COM32：行驱动信号

SEG1~SEG64：列驱动信号

ST7920通过控制信号可以控制扩展段驱动器ST7921，从而能够驱动高达32*256点阵的LCD。