三星128S64A VFD显示模块在仪器仪表中的应用

引言

显示模块作为人机交换的重要组成部分，广泛应用于在各种仪器仪表中。当前，采用较多的显示模块主要有LED(发光二极管)、LCD(液晶显示器)和VFD(真空荧光显示器)。LED价格低廉、接口灵活、易于实现，由于只能实现简单的数字和符号，因此较多地应用于低成本场合;LCD和VFD显示器的成本较高，但可以显示复杂的文字、符号、曲线和图像，同时它们的功耗少，因此被较多地应用于各种档次和精度较高的仪器仪表显示终端。

基于国内外的应用背景和实际的开发经验，本文主要对三星128S64A VFD的基本原理和实际应用进行了介绍。该显示模块能够显示比较复杂的文字和图像，性能优良，在各种高中档仪器仪表中有着广泛的应用前景。

1 三星128S,64A VFD的基本原理

三星128S64A VFD是适应于各种仪器仪表的一种高性能VFD。它的主要特点是：

a)由一个128×64的点阵VFD模块、显示驱动、存储器、DC/DC转换器、显示控制器和必须的控制逻辑模块组成，如图1所示;

b)输人信号兼容CMOS逻辑;

c)显示信号为DC12V，逻辑信号为DC5V;

d)具有高速8位输入能力;

e)亮度可以通过软件调节。

三星128S64A VFD有两排引脚，一排为30个数据输入信号引脚，另一排为5个电源测试引脚，各引脚编号如表1和表2所示。

各引脚功能如表3所示。

三星128S64A VFD的读写时序如图2所示。

主要操作模式为清除模式、数据写入模式和亮度调节模式3种。当/CLEAR为低电平时，不管其他控制端状态如何都进入清除模式，显示模块的显示数据清除;当/CLEAR和/BRAD为高电平，/WRITE和/READY为低电平时，显示模块进入数据写入模式，可向显示模块输入显示数据;当/CLEAR为高电平，/WRITE和/BRAD为低电平时，显示模块进入亮度调节模式，通过输入不同的数据，可调节显示模块的亮度。

2 三星128S64A VFD与控制器的接口设计

在各种仪器仪表中，采用较多的控制器一般为各种型号的单片机。为了具有一般性和容易推广，本文以Atmel公司的8位Flash单片机AT89C52为控制核心，进行三星128S64A VFD和单片机的硬件接口电路的设计，如图3所示。

由于AT89C52和三星128S64A VFD都为8位数据传输，因此单片机的数据端口P0直接和三星128S64A VFD的数据端口D0～D7相连;单片机P0端口的D0～D7通过74LS373获得复用地址信号A0～A7，再加上P2端口的A8～A10和三星128S64A VFD的地址端口相连;P1端口的P1.1～P1.7分别和三星128S64A VFD的控制信号引脚WP0、WP1、WPO、DP1、DSPE、/BRAD、/READY、/CLEAR相连。这样，通过单片机P1口控制端口、数据端口和地址端口的共同作用就可以实现三星128S64A VFD的显示控制。

3 显示方法和软件设计

三星128S64A VFD为点阵显示模式，每个点对应一个地址单元。通过向对应位置的地址发送需要显示的数据，就可以实现显示目的。

当需要三星128S64A VFD显示数据或者图像时，首先要将显示模块设置成数据写入模式。模块显示规则如图4所示。

A0、A1、A2为行地址选择线，从000到111，将64行平均分成8行，每一个地址都选择8个小行，如表4所示;A3～A10为列地址线，从00000000到11111111总共256个地址，可以选择256列，其中前128个地址分别对应显示模块的每一列。通过地址A0～A10，就可以选择显示模块上的每一个包含8个单元的列。这样，显示模块被分成了128×8个列，每个列为8个单元，正好与一个字节的8位数据相对应。因此，通过选择行地址和列地址，然后输入数据，就可以控制每一列的状态，实现每行的显示内容。

例如，要选择图4中显示出来的字母"A"最左边的一列，必须选择行地址A0、A1、A2分别为111，列地址A3～A10分别为00000000，那么这一行的总的地址A0～A10为007H。然后通过数据总线向这个地址输入数据F8H，就可以显示出"A"的最左边一行。只要分别再向地址0FH输人数据24H，地址017H输入数据22H，地址01FH输入数据24H，地址027H输入数据F8H，地址02FH输人数据00H，就可以在三星128S64A VFD上显示整个字母"A"。只要向需要显示的地址输入需要显示的数据，就可以实现整个模块的显示控制。

下面采用C语言对显示程序进行了设计。

三星128S64A VFD可以显示汉字、英文、数字、符号和图像等。显示规则将整个模块分成128×8个列，在程序设计中将显示画面划分成一个8×x(8为行数，x为列数)的长方形数据，通过选择起始列和数据的总列数就可以选择需要显示的区域。然后将这些不同的数据组合在一起形成一个表，通过查表呵获得每一个显示内容的显示数据。下面以一个显示数据Data(x)为例，它在表中的起始位置为Datanumber(Number，0)，列数为x，要使它在模块的Y列显示。基本写入显示数据程序void Display()如下所示：

通过调用void Display()，三星128S64A VFD就可以将不同的数据显示到屏幕上的各个位置，通过连续调用就可以实现整个模块的显示输出。

4 结束语

随着测控技术和自动化技术的发展，仪器仪表的智能化程度不断提高。而作为人机交换的重要部分，仪器仪表显示模块的作用越来越大，要求也越来越高。本文介绍的三星128S64A VFD具有性能优良、硬件接口简单、操作方便等优点，因此在仪器仪表的开发应用中有着广泛的使用价值。