普通MCU驅(qū)動液晶LCD方法.doc

LCD(Liquid Crystal Diodes)是液晶顯示器的簡稱。LCD顯示器具有體積小、重量輕、功耗極低、易于定制、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，被越來越廣泛地應(yīng)用于儀器儀表、通信產(chǎn)品、家用電器等領(lǐng)域。根據(jù)不同種類的LCD，其驅(qū)動方式分為靜態(tài)和動態(tài)兩種，其中動態(tài)驅(qū)動方式可以減少LCD顯示器的引線和相應(yīng)的驅(qū)動電路，適用于較多位的字符顯示和點(diǎn)陣式顯示，是現(xiàn)在和將來LCD顯示驅(qū)動的主導(dǎo)方式。但LCD的動態(tài)驅(qū)動與控制較為復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用中，通常都是使用專用的IC芯片，或直接采用具有動態(tài)LCD驅(qū)動接口的單片機(jī)。前者一般較為昂貴，且通用性不好，后者則需具有針對相應(yīng)單片機(jī)的開發(fā)系統(tǒng)或開發(fā)手段。這些都限制了LCD顯示器更為廣泛的應(yīng)用。本文介紹了一種簡單的方法，可以用一般并行接口配合單片機(jī)軟件進(jìn)行LCD的動態(tài)驅(qū)動，從而使得具有任何型號單片機(jī)開發(fā)手段的人都可以使用動態(tài)驅(qū)動的LCD顯示器。作為實(shí)例，本文采用與MCS51系列兼容的ATMEL 89C1051單片機(jī)串行口擴(kuò)充的并行口實(shí)現(xiàn)了具有3個公共背極，51個顯示段位的LCD的驅(qū)動，顯示效果良好，費(fèi)用極其低廉。2動態(tài)LCD的一般驅(qū)動原理1由于LCD的電化學(xué)特性，LCD的驅(qū)動一般采用交流驅(qū)動。圖1為基本的LCD驅(qū)動電路和工作波形。圖中A為顯示頻率信號，C為顯示控制信號。從中可以看出，當(dāng)LCD兩極間電壓為零時，不顯示；而當(dāng)LCD兩端為交替變化的電壓時，LCD顯示。動態(tài)驅(qū)動方式的實(shí)質(zhì)是用矩陣驅(qū)動法來驅(qū)動字段的顯示。在此，字段引線相當(dāng)于行引線，公共背極引線相當(dāng)于列引線，字符的每一字段相當(dāng)于矩陣的一個點(diǎn)。由于是交流驅(qū)動，因而不能采用象LED的動態(tài)驅(qū)動方法，即用LCD的公共電極作為顯示的開關(guān)控制極；也不能將LCD驅(qū)動線懸空，否則在懸空線與選通線交點(diǎn)上的非選通點(diǎn)則會由于液晶所具有的電容特性而產(chǎn)生交叉顯示效應(yīng)，使清晰度下降。一般作法是在非選通點(diǎn)上加上低于LCD顯示閾值的電壓信號，以消除交叉效應(yīng)的影響，如偏壓法。圖2以22矩陣為例說明采用偏壓法時只有D、S線交點(diǎn)顯示的情形。各線上所加電壓及其相位如圖2(b)，各顯示點(diǎn)的電壓如圖2(c)所示。從中可知，在顯示點(diǎn)上有工作電壓Vc，其它點(diǎn)上的最高電壓只有1/2Vc。因此，當(dāng)顯示閾值電壓大于1/2Vc而小于Vc時僅顯示點(diǎn)顯示。由以上可知，動態(tài)LCD驅(qū)動與控制較為復(fù)雜，因而在實(shí)際應(yīng)用中，通常都是使用專用集成電路，如MC145000和MC145001等或帶有LCD動態(tài)驅(qū)動接口的單片機(jī)。在眾多顯示器件中,TN液晶顯示器以它價格低廉,耗電量低,顯示清晰等優(yōu)勢成為很多小產(chǎn)品的首選顯示器件;lcd正常顯示需要交流方波,而且為了不重復(fù)顯示筆段,需要4個COM分時顯示,但是專用的lcd驅(qū)動芯片價格較高,且增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度,帶lcd驅(qū)動的mcu價格更是不低,怎么辦呢? 如果我們徐婭的筆段不多的話就可以考慮用普通IO型的單片機(jī)模擬lcd驅(qū)動波形來使用lcd了.要使用LCD之前我們需要了解關(guān)于LCD的幾個參數(shù):1. 電壓: 這個我們一般和mcu供電電壓一致就可以了,lcd電壓高于mcu電壓易造成亮度不夠,lcd電壓低于mcu電壓易造成鬼影(不該點(diǎn)亮的筆段卻點(diǎn)亮)2. 偏壓(BIAS): 偏壓級數(shù)越多l(xiāng)cd的對比度級別就越多,對于mcu驅(qū)動的簡單lcd我們?yōu)榱撕唵沃恍枰梁筒涣羶煞N狀態(tài)就夠了,所以只要1/2的就可以了,不必做成1/3,1/4 .3. 周期(DUTY): 周期跟公共端COM的個數(shù)有關(guān),例如3個com,周期就是1/3 ,4個com周期就是1/4了解以上幾點(diǎn)我們就可以進(jìn)行下一步了,下面以一個例子作為引述: 圖1 LCD 邏輯圖圖2 MCU腳位圖我們以以上兩個圖片作為此次實(shí)驗(yàn),圖1為LCD的邏輯圖和連線圖,圖2是與單片機(jī)連接的腳位圖,注意實(shí)際上單片機(jī)的COM1-COM4這幾個引腳對地和VCC之間接有100K的電阻.我們需要在lcd上面第一個8字從0-9依次顯示,每秒遞增1次,一直循環(huán): 根據(jù)圖1得到0-9的com1-com4對應(yīng)的SEG碼如下:;COM1BTL查表;COM1BTL:ADD PC,ARETL 0XF1;0RETL 0XF3RETL 0XF1RETL 0XF1RETL 0X03;4RETL 0XF1;5RETL 0XF1RETL 0XF1RETL 0XF1RETL 0XF1;9; ;COM2BTL查表;COM2BTL: ADD PC,ARETL 0XF0;0RETL 0XF2;1RETL 0XF2;2RETL 0XF2;3RETL 0XF0;RETL 0XF1RETL 0XF1;6RETL 0XF2;RETL 0XF0;RETL 0XF0;9;COM3BTL查表;COM3BTL: ADD PC,ARETL 0XF1;0RETL 0XF3;1RETL 0XF0;2RETL 0XF2;3RETL 0XF2;4RETL 0XF2;5RETL 0XF0;6RETL 0XF3;7RETL 0XF0;8RETL 0XF2;9;COM4BTL查表;COM4BTL: ADD PC,ARETL 0XF0;0RETL 0XF2;1RETL 0XF1;2RETL 0XF0;3RETL 0XF2;4RETL 0XF0;5RETL 0XF0;6RETL 0XF2;7RETL 0XF0;8RETL 0XF0;9以上查表采用的是0代表點(diǎn)亮1代表不點(diǎn)亮,得到以上查表我們需要做的就是每個COM分時輸出固定的波形,com輸出波形同時查表輸出對應(yīng)的筆段,這樣就能正常顯示了,具體流程圖如下;1. COM1 輸出高,其他com1/2電平(輸入),seg查表2.COM1 輸出低,其他com1/2電平(輸入),seg查表并取反3. COM2 輸出高,其他com1/2電平(輸入),seg查表4. COM2 輸出低,其他com1/2電平(輸入),seg查表并取反5. COM3 輸出高,其他com1/2電平(輸入),seg查表6. COM3 輸出低,其他com1/2電平(輸入),seg查表并取反7. COM4 輸出高,其他com1/2電平(輸入),seg查表8. COM4 輸出低,其他com1/2電平(輸入),seg查表并取反9. 跳到1 具體程序如下:LCD_DSPLY:;11111;COM1=3V,其他COM=1.5V;MOV A,0XFF;IOW P5IOW P6;MOV A,LCD_BUF; LCD顯示查表CALL COM1BTL ;MOV P6,A;驅(qū)動seg顯示;MOV A,0B00001110IOW P5;P5方向BS P5,COM1;COM1=3V;MOV A,0B11111100IOW P6;CALL DELAY16MS;延時16ms,掃描一個周期=16ms約60HZ;2222;COM1=0V,其他COM=1.5V;MOV A,0XFF;IOW P5IOW P6;MOV A,LCD_BUF; LCD顯示查表CALL COM1BTL ;MOV TBL_BUF,A;COMA TBL_BUF;seg取反MOV P6,A;驅(qū)動seg顯示;MOV A,0B00001110IOW P5;P5方向BC P5,COM1;COM1=0V;MOV A,0B11111100IOW P6;CALL DELAY16MS;延時16ms,掃描一個周期=16ms約60HZ;3333333;COM2=3V,其他COM=1.5V;MOV A,0XFF;IOW P5IOW P6;MOV A,LCD_BUF; LCD顯示查表CALL COM2BTL ;MOV P6,A;驅(qū)動seg顯示;MOV A,0B00001101IOW P5;P5方向BS P5,COM2;COM2=3V;MOV A,0B11111100IOW P6;CALL DELAY16MS;延時16ms,掃描一個周期=16ms約60HZ;44444444,COM2=0V,其他COM=1.5V;MOV A,0XFF;IOW P5IOW P6;MOV A,LCD_BUF; LCD顯示查表CALL COM2BTL ;MOV TBL_BUF,A;COMA TBL_BUF;seg取反MOV P6,A;驅(qū)動seg顯示;MOV A,0B00001101IOW P5;P5方向BC P5,COM2;COM2=0V;MOV A,0B11111100IOW P6;CALL DELAY16MS;延時16ms,掃描一個周期=16ms約60HZ;55555,COM3=3V,其他COM=1.5V;MOV A,0XFF;IOW P5IOW P6;MOV A,LCD_BUF; LCD顯示查表CALL COM3BTL ;MOV P6,A;驅(qū)動seg顯示;MOV A,0B00001011IOW P5;P5方向BS P5,COM3;COM3=3V;MOV A,0B11111100IOW P6;CALL DELAY16MS;延時16ms,掃描一個周期=16ms約60HZ;6666666,COM3=0V,其他COM=1.5V;MOV A,0XFF;IOW P5IOW P6;MOV A,LCD_BUF; LCD顯示查表CALL COM3BTL ;MOV TBL_BUF,A;COMA TBL_BUF;seg取反MOV P6,A;驅(qū)動seg顯示;MOV A,0B00001011IOW P5;P5方向BC P5,COM3;COM3=3V;MOV A,0B11111100IOW P6;CALL DELAY16MS;延時16ms,掃描一個周期=16ms約60HZ;7777777,COM4=3V,其他COM=1.5V;MOV A,0XFF;IOW P5IOW P6;MOV A,LCD_BUF; LCD顯示查表CALL COM4BTL ;MOV P6,A;驅(qū)動seg顯示;MOV A,0B00000111IOW P5;P5方向BS P5,COM4;COM4=3V;MOV A,0B11111100IOW P6;CALL DELAY16MS;延時16ms,掃描一個周期=16ms約60HZ;888888,COM4=0V,其他COM=1.5V;MOV A,0XFF;IOW P5IOW P6;MOV A,LCD_BUF; LCD顯示查表CALL COM4BTL ;MOV TBL_BUF,A;COMA TBL_BUF;seg取反MOV P6,A;驅(qū)動s