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1、利用单片机I/O口直接驱动LCD如何将小家电成本降低的同时，又保证其性能，是对应用工程师提出的更高要求。本控制板需要进行温度控制，显示界面要求LCD显示。带专用LCD驱动器，又 带AD转换器的单片机成本太高，因此选用台湾义隆公司带AD的单片机EM78P259N直接驱动LCD。该款单片机性价比高，性能可靠，很适合在家电 控制中应用。 1 LCD简介 目前，市面主流LCD(液晶显示器)分成以下几大类：TN(扭曲阵列型)、 STN(超扭曲阵列型)、DSTN(双层超扭曲阵列)、HPA(高性能定址或快速DSTN)、TFT(薄膜场效应晶体管)等。由于成本因素，目前小家电大 多数采用的是TN型单色液晶显示器
2、，它的原理是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间。这两个平面上的梧互相垂直(相交成90)，也就是说，若一个平面上的 分子南北向排列，则另一平面上的分子东西向排列，而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经 过液晶时也被扭转90。当液晶上加一个电压时，分子便会重新垂直排列，使光线能直射出去，而不发生任何扭转。LCD正是由这样两个相互垂直的极化滤光器 构成的，所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是，由于两个滤光器之间充满了扭曲液晶所以在光线穿出第一个滤光器后，会被液晶分子扭转 90，最后从第二个滤光器中穿出。另一方面，若为液晶加一个电压，
3、分子叉会重新排列并完全平行，使光线不再扭转，所以正好被第二个滤光器挡住。总之，加 电将光线阻断，不加电则使光线射出。LCD模型可以把其看成一个电容器，一个电极连接着公共极板，另一个连接着字符段。LCD受电压的均方根值控制，当施 加在LCD上的电压为零时，LCD呈透明状态。当旅加在字符段与公共极的电压大于LCD的阀值电压，则该字符段就显示出来。如果用直流驱动LCD，将会引 起显示单元永久性的损坏。为了防止不可逆转的电化学反应使LCD损坏，加在所有字符段上的电压必须周期性翻转极性，以使加在字符段上的平均电压为O。为了 节约单片机IO口线，采用多路复用的方法驱动LCD。 2 单片机EM78P259N
4、简介 EM78P259N是台湾义隆公司推出的8位单片机，引脚如图l所示。 主要功能如下： 工作电压范围为2355 V； 工作频率(基于时钟是2分频)，在Crystal模式下DC20 MHz2 CLKS、5V，DC-8MHz2 CLKS、3V，在RC模式下DC-4MHz2 CLKS、5V，DC-4 MHz2 CLKS、3V； 低功耗，在5V4MHz时工作电流小于19 mA，在3V32 kHz时工作电流为15A，在睡眠模式耗电电流为lA； 内置RC振荡，4MHz、8MHz、1MHz、455kHz(带自动校验)； 80B RAM； 2K13程序空间； 双向IO口； 8级堆栈深度； 3个8位定时器，1
5、个16位定时器； 1个比较器； 4路12位精度AD转换。3 IO口直接驱动LCD的实现方法 下面介绍多路复用显示的驱动方法，电路图如图2所示。 将所有公共电极(COM)各施加一次扫描电压的时间叫一帧，单位时间内扫描多少帧的频率叫帧频，将扫描公共电极(COM)选通的时间与帧周期之比叫占空 比。通常占空比等于公共电极数N的倒数，即1N。由于在多路复用显示驱动方法中，像素被分成选通像素、非选通像素和半选通像素。它们都被加上了一定的电 压。所以引出了平均电压法。选通像素上的电压与非选通像素上的电压比就是常说的LCD偏压比。在动态显示时，要使LCD的某个像素实现显示，就必须循环地 在该像素上用公共级扫描
6、脉冲(COM)和段扫描脉冲(SEG)合成一个超过液晶阀值电压的工作电压(及平均电压)才能完成。说到底，平均电压法是把半选通 像素上的电压和非选通像素的电压平均化，用适度提高非选择像素的电压来抵消半选择像素的一部分电压，从而扩大选择像素与半选择像素之间电压的差距，提高显 示对比度，使非选择像素和半选择像素的显示更均匀。 根据单片机的特性，采用12偏压，l2占空比方法驱动LCD，现以COM=2，SEG=4的LCD为例：LCD屏共有8个像素，公共极有2极，字符段为4段。 公共极信号产生的波形如图3所示。 从图3可看出，公共极信号发生可分成4个阶段SO、S1、S2和S3。 这样在SO阶段，选通的像素只
7、可能是与COM0连接的像素，并且SEG段必须为OV，该像素才会亮。与COMl连接的像素只可能是非选通像素或半选通像素，而半选通像素电压低于LCD要点亮的阀值电压，所以此时与COM1连接的像素都不会亮。 在S1阶段，选通的像素只可能是与COMl连接的像素，并且SEG段必须为0V，该像素才会亮。与COM0连接的像素只可能是非选通像素或半选通像素，而半选通像素电压低于LCD要点亮的阀值电压，所以此时与COM0连接的像素都不会亮。 在S2阶段，选通的像素只可能是与COM0连接的像素，并且SEG段必须为+5V，该像素才会亮。同时，驱动LCD的电压极性相反，与COM1连接的像素 只可能是非选通像素或半选通
8、像素，而半选通像素电压低于LCD要点亮的阀值电压，所以此时与COM1连接的像素都不会亮。 在S3阶段，选通的像素只可能是与COM1连接的像素，并且SEG段必须为+5V，该像素才会亮。同时，驱动LCD的电压极性相反，与COM0连接的像素 只可能是非选通像素或半选通像素，而半选通像素电压低于LCD要点亮的阀值电压，所以此时与COM0连接的像素都不会亮。结语 利用上面提供的方法，只要LCD要显示的像素不多，都可利用带双向口的单片机直接驱动，公共极(COM)可扩展为3个，或4个以上。 来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：厦门联创微电子股份有限公司 刘颋鹏3（6124）利用单片机I/O口直接驱动LCD
9、P76程序流程图（图4）及源程序如下：显示开始输出显示的笔划给SEG脚(0:亮，1：灭)输出高电平给COM0，控制COM1的单片机IO设置成输入状态5MS到吗输出显示的笔划给SEG脚(0:亮，1：灭)输出高电平给COM1，控制COM0的单片机IO设置成输入状态输出显示的笔划给SEG脚(0:灭，1：亮)输出低电平给COM0，控制COM1的单片机IO设置成输入状态输出显示的笔划给SEG脚(0:灭，1：亮)输出低电平给COM1，控制COM0的单片机IO设置成输入状态设置下一次显示的阶段S0S1S3S2附源程序：DISP:;INPUT DISBUF0,DISBUF1,DIS_STANDBY,FLAG2
10、,F_GASBCSTATUS,IOCSJBSDISCNT,0JMPDISP1MOVA,0X01MOVGENR0,ABSGENR0,4JBCFLAG3,DIS_UPBCGENR0,4BSGENR0,3JBCFLAG3,DIS_POWERBCGENR0,3BSGENR0,2JBCFLAG3,DIS_DOWNBCGENR0,2BSGENR0,6BSGENR0,5IORIOC6ANDA,0XBFORA,0X20IOWIOC6MOVA,GENR0;COM1：2.5V;COM0:5VMOVPORT6,AJMPDISPENDDISP1:JBSDISCNT,1JMPDISP2MOVA,DISBUF0CALLS
11、1CB；查询SEG段码MOVGENR0,ABSGENR0,6BSGENR0,5IORIOC6ANDA,0XDFORA,0X40IOWIOC6MOVA,GENR0MOVPORT6,AJMPDISPEND;COM1:5V;COM0:2.5VDISP2:JBSDISCNT,2JMPDISP3MOVA,0X01MOVGENR0,ABSGENR0,4JBSFLAG3,DIS_UPBCGENR0,4BSGENR0,3JBSFLAG3,DIS_POWERBCGENR0,3BSGENR0,2JBSFLAG3,DIS_DOWNBCGENR0,2BCGENR0,6BSGENR0,5IORIOC6ANDA,0XBF
12、ORA,0X20IOWIOC6MOVA,GENR0MOVPORT6,A;COM1:2.5V;COM0:0VJMPDISPENDDISP3:JBSDISCNT,3JMPDISPEND1MOVA,DISBUF0CALLS1CBMOVGENR0,ACOMGENR0BSGENR0,0BSGENR0,6BCGENR0,5IORIOC6ANDA,0XDFORA,0X40IOWIOC6MOVA,GENR0MOVPORT6,AJMPDISPEND;COM1:0V;COM0:2.5VDISPEND:BCSTATUS,CRLCDISCNTJBSDISCNT,4RETDISPEND1:MOVA,01HMOVDISCNT,ARETEND
