单片机与液晶显示.ppt

单片机与液晶显示器 4 4 4 2LCD液晶显示和接口液晶显示器 LCD 是一种功耗极低的显示器件 它广泛应用于便携式电子产品中 它不仅省电 而且能够显示大量的信息 如文字 曲线 图形等 其显示界面较之数码管有了质的提高 近年来 液晶显示技术发展很快 LCD显示器已经成为仅次于显像管的第二大显示产业 1 LCD显示器简介LCD显示器由于类型 用途不同 其性能 结构不可能完全相同 但其基本形态和结构却是大同小异 2 LCD显示器的特点液晶显示器有以下显著特点 1 低压微功耗 工作电压只有3 5V 工作电流只有几个uA 因此它成为便携式和手持仪器仪表的显示屏幕 2 平板型结构 LCD显示器内由两片平行玻璃组成的夹层盒 面积可大可小 且适合于大批量生产 安装时占用体积小 减小了设备体积 3 被动显示 液晶本身不发光 而是靠调制外界光进行显示 因此适合人的视觉习惯 不会使人眼睛疲劳 4 显示信息量大 LCD显示器 其像素可以做得很小 相同面积上可容纳更多信息 5 易于彩色化 6 没有电磁辐射 在其显示期间不会产生电磁辐射 对环境无污染 有利于人体健康 7 寿命长 LCD器件本身无老化问题 寿命极长 2 LCD显示器分类通常可将LCD分为笔段型 字符型和点阵图形型 1 笔段型 笔段型是以长条状显示像素组成一位显示 该类型主要用于数字显示 也可用于显示西文字母或某些字符 这种段型显示通常有六段 七段 八段 九段 十四段和十六段等 在形状上总是围绕数字 8 的结构变化 其中以七段显示最常用 它广泛用于电子表 数字仪表 笔记本计算机中 2 字符型 字符型液晶显示模块是专门用来显示字母 数字 符号等的点阵型液晶显示模块 在电极图形设计上它是由若干个5 8或5 11点阵组成 每一个点阵显示一个字符 这类模块广泛应用于电话 专用显示面板 家电设备 等电子设备中 3 点阵图形型 点阵图形型是在一平板上排列多行和多列 形成矩阵形式的晶格点 点的大小可根据显示的清晰度来设计 这类液晶显示器可广泛用于图形显示 如游戏机 笔记本电脑和彩色电视等设备中 LCD还有一些其它的分类方法 按采光方式可分为自然采光 背光源采光LCD 3 LCD的驱动方式 1 静态驱动方式 静态驱动是逐个驱动所有段电极 所有字段电极和公用电极之间仅在显示时才施加电压 如LCD有n个字段 则需n 1条引线 其驱动电路也需要n 1条引线 如笔段显示器 2 时分割驱动方式 时分割驱动是把全段电极集分为数组 将它们分时驱动 即采用逐行扫描的方法显示所需要的内容 如点阵型LCD多采用方式 按LCD的显示驱动方式可分为静态驱动 动态驱动 双频驱动LCD 按控制器的安装方式可分为含有控制器和不含控制器LCD两类 含有控制器的LCD又称为内置式LCD 内置式LCD把控制器和驱动器用厚膜电路做在液晶显示模块印制底板上 只需通过控制器接口外接数字信号或模拟信号即可驱动LCD显示 因内置式LCD使用方便 简洁 在字符型LCD和点阵图形型LCD中得到了广泛应用 不含控制器的LCD还需另外选配相应的控制器和驱动器才能工作 4 8051与笔段型LCD的接口 LCD接口实例硬件接口电路 图4 19为六位液晶静态显示电路 典型显示子程序 设显示缓冲区为8031片内RAM的22H 27H六个单元依次放置六位分离的BCD码 LCD底极BP所需的方波信号由4047产生 图4 19六位LCD静态显示电路 5 8051与字符型LCD的接口字符型液晶显示模块是一类专用于显示字母 数字 符号等的点阵型液晶显示模块 字符型液晶显示模块是由若干个5 8或5 11点阵块组成的字符块集 字符型液晶显示驱动控制器广泛应用于字符型液晶显示模块上 目前最常用的字符型液晶显示驱动控制器是HD44780U 最常用的液晶显示驱动器为HD44100及其替代品 如SMC1602A器件 可显示两行字符 显示容量为16 2个字符 带有背光源 采用时分割驱动的形式 并行接口 可与单片机I O口直接相连 结构 主要由HD44780 HD44100 或兼容电路 和几个电阻 电容等组成 字符型液晶显示模块在世界上是比较通用的 而且接口格式也是比较统一的 其主要原因是各制造商所采用的模块控制器都是HD44780U及其兼容品 不管它的显示屏的尺寸如何 它的操作指令及其形成的模块接口信号定义都是兼容的 所以 会使用一种字符型液晶显示模块 就会通晓所有的字符型液晶显示模块 HD44780U由控制部 驱动部和接口部三部分组成 控制部是HD44780U的核心 它产生HD44780U内部的工作时钟 控制着各功能电路的工作 控制部控制全部功能逻辑电路的工作状态 管理字符发生器CGROM和CGRAM 显示存储器DDRAM HD44780U的控制部由时序发生器电路 地址指针计数器AC 光标闪烁控制电路 字符发生器 显示存储器和复位电路组成 HD44780U的驱动部具有液晶显示驱动能力和扩展驱动能力 由并 串数据转换电路 16路行驱动器和16位移位寄存器 40路列驱动器和40位锁存器 40位移位寄存器和液晶显示驱动信号输出和液晶显示驱动偏压等组成 HD44780U的接口部是HD44780U与计算机的接口 由I O缓冲器 指令寄存器和译码器 数据寄存器 忙 标志BF触发器等组成 HD44780U的指令系统共有8条指令 6 字符型液晶显示模块接口电路HD44780U可与单片机接口 由单片机输出直接控制HD44780U及其时序 HD44780U与液晶显示器连接方框图如图4 26所示 图4 26HD44780U与液晶连接框图 1 SMC1602A的引脚及其功能 采用并行接口方式 有16个引脚 各引脚的功能及使用方法如下 1 Vss 引脚1 电源地 2 VDD 引脚2 电源正极 接 5V电源 3 VL 引脚3 液晶显示偏压信号 4 RS 引脚4 数据 指令寄存器选择端 高电平时选择数据寄存器 低电平时选择指令寄存器 5 R W 引脚5 读 写选择端 高电平时为读操作 低电平时为写操作 6 E 引脚6 使能信号 下降沿触发 7 D0 D7 引脚7 14 I O数据传输线 8 BLA 引脚15 背光源正极 9 BLK 引脚16 背光源负极 2 SMC1602A的内部结构及工作原理 如SMC1602A器件 可显示两行字符 显示容量为16 2个字符 带有背光源 采用时分割驱动的形式 并行接口 可与单片机I O口直接相连 结构 主要由HD44780 HD44100 或兼容电路 和几个电阻 电容等组成 HD44780 DDRAM CGROM CGRAM IR DR BF AC等大规模集成电路组成 3 显示位与RAM的对应关系 地址映射 SMC1602A内部带有80 8bit的RAM缓冲区 显示位与RAM地址的对应关系如下表所示 两行显示位与DDRAM地址的对应关系 4 指令操作 指令操作包括显示模式设置 显示开关控制 输入模式控制 数据指针设置 读 写数据 清屏 归位等方面 指令操作 汉字式LCD SMG12864 图形点阵液晶显示器 可完成图形显示 也可以显示8 4个 16 16点阵 汉字 1 引脚及功能 引脚号引脚名称控制引脚功能描述VSS0电源地VDD 5 0V电源正极V0液晶显示器驱动电压RSH L1 表示DB上是数据0 表示DB上是指令5 R WH L1 E 1 数据 DB0 E 1 0 数据 IR或DR6 EH LR W 0 1 0锁存DBR W 1 E 1表示DDRAM数据读到DB7 DB0 1 引脚及功能 引脚号引脚名称控制引脚功能描述7 14 DB0 DB7数据线15 CS1H LH 选择芯片IC1 右半屏 信号16 CS2H LH 选择芯片IC2 左半屏 信号17 RSTH L复位信号 低电平复位 1 正常 0 复位 18 VEE 10VLCD驱动负电压输出19 BLA 4 2VLED背光板正极20 BLKLED背光板负极 2 SMG12864A的内部结构及工作原理 由行驱动器 列驱动器及128 64全点阵液晶显示器组成 主要功能器件 指令寄存器 寄存指令码 时 0指令码写入 数据寄存器 寄存数据 数据写入 或 信号高电平作用下由 忙标志 显示控制触发器 显示开和关控制 地址计数器 高 位 页指针 指能由指令确定 低6位 地址 可循环计数 标定 存储图形显示数据 数据为 表示显示选择为0表示显示非选择 地址计