图3.6 液晶显示模块GXM12864的工作原理图

电位器R15的作用是调节提供给驱动器的供压，从而调节液晶显示的对比度。RST是复位脚，接高电平Vout1。数据线DB0～DB7和单片机的P0口相连，控制线D/I、R/W和片选线/CSA、/CSB分别与单片机P2口的6、5、1、0脚相连，使能线与P2.3相连。

在进行液晶显示模块的硬件调试时务必注意正确的接线，尤其是正负电源的接线不能有错，否则会烧坏电路上的芯片。为避免液晶模块的损坏，在加液晶驱动电压V0/VEE时需要比加逻辑电压VDD滞后50ms；在关电时，液晶驱动电压V0/VEE需要比逻辑电压VDD提前50ms关断。

GXM12864的引脚定义如表3.1所示。

表3.1 GXM12864的引脚定义

引脚名称 /CSA、/CSB VSS VDD 引脚定义 片选1、2 数字地 逻辑电源+5V

V0 D/I R/W E DB0-DB7 RST VEE A、K 对比度调节 指令数据通道 读/写选择 使能信号、高电平有效 8位数据线 复位信号 液晶驱动电源 背光正电源端、背光接地端 3.2.2 电源模块

在一般情况下，液晶器件的驱动需要两种不同的电源电压，一种是+5V(工作电压)，另一种是-10V(背景光对比度调节电压)。所以，使用液晶模块时，需要设计专门的液晶电源电路。液晶电源电路的作用就是将电压转换成这两种电压信号输出，为液晶显示模块提供工作电压。

本设计中系统采用电池供电，其输入电压为+3V，所以电源部分的设计要求为+3V输入，+5V和-10V双电压输出。

MAX1677是双电压输出升压DC-DC变换器，它是一种专门为LCD提供电源的芯片，可以产生两种可调电压输出。其输入电压范围（0.7-5.5V）较大，可以依据不同系统提供的安装电池的空间和所需的不同电池电压与容量，灵活的选择电池的种类。

电源模块电路如图3.7所示。图中，MAX1677的输入电压Vin=3V，输出两路电压Vout1和Vout2，分别是+5V和-10V，+5V为系统电源，而-10V作为液晶显示模块的背光电源。

图3.7 电源模块电路

电路中的其他器件说明如下。

L1、L2为CoilCraft的DO1608C-103表贴磁芯电感，电感值为10Uh。 D1、D2是反相耐压大于16V的肖特基二极管，也可选用具有相同耐压参数的其他型号二极管。

电阻R11和R12的比值决定了主输出电压值Vout（对应图中的Vout1）需满足下面的公式：

R11=R12*[Vout/1.25-1] （R12的取值范围为10-200千欧姆） 电阻R14和R13的比值决定了LCD对比度输出的电压值VLCD(对应图中的Vout2)需满足下面的公式：

R14=R13*|VLCD|/1.25（V） （R14的取值范围为500-2000千欧姆） 电阻R8和R7的比值决定了系统欠电压监测的门槛电压值VTRIP需满足下面的公式：

R8=R7*[VTRIP/0.614-1] (R7≤130千欧姆)

当电池正常时，电池电压过低，输出引脚LBO输出保持高电平；一旦电池电压低于门槛电压，LBO引脚输出为低电平。如果不是用欠电压监测的话，只需要将第三引脚（LBI）接地即可。

在原理图中，Vin为电源电路的输入端，连接两节1.5V的电池形成便携式仪表的电源；Vout1连接MAX1677的第16引脚，输出+5V的电压，作为系统的电源电压；Vout2连接MAX1677的10引脚，输出-10V的电压，作为液晶显示模块的背光电源电压。

3.2.3 单片机模块

由于内部液晶控制器的存在，单片机可直接与GXM12864相连，不必使用其他的接口芯片。由于单片机采用Atmel公司的AT89C51,将液晶模块作为存储器的一部分，直接进行I/O操作。其工作原理图见附录2所示。

AT89C51的P0口直接与液晶模块的数据总线DB0～DB7相连；P2口的0、1、3、5、6引脚分别和液晶模块的/CSB、/CSA、E、R/W、D/I相连，在单片机程序执行过程中，对它们作相应的控制。

3.3 记忆单元电路 3.3.1 I2C总线简介

I2C总线，是Inter Integrated Circuit Bus的缩写，即“内部集成电路总线”。I2C总线是Philips公司推出的一种双向二线制总线。目前，Philips公司和其他集成电路制造商推出了很多基于I2C总线的外围器件。I2C总线包括一条数据线（SDA）和一条时钟线（SCL）。协议允许总线接入多个器件，并支持多主工作。总线中的器件既可以作为主控器也可以作为被控器，既可以是发送器也可以是接收器。总线按照一定的通信协议进行数据交换。在每次数据交换开始，作为主控