3.9 LCD液晶驱动模块 芯片资料

3 9LCD液晶驱动模块 本节内容 LCD液晶显示器简介MSP430LCD控制器 液晶显示器原理 1 2 在单片机的应用中 人机界面占据相当重要的地位 人机界面主要包括事件输入和结果指示 事件输入包括键盘输入 通讯接口 事件中断等 结果指示包括LED LCD显示 通讯接口 外围设备操作等 而在这些人机界面当中 LCD显示技术由于其具有界面友好 成本较低等特点而在很多应用场合得以广泛应用 液晶显示器的原理是利用液晶的物理特性 通电时导通 排列变得有秩序 使光线容易通过 不通电时排列混乱 阻止光线通过 通过和不通过的组合就可以在屏幕上显示出图像来 通俗地说 液晶显示器就是两块玻璃中间夹了一层 或多层 液晶材料 液晶材料在信号控制下改变自己的透光状态 于是就能在玻璃面板前看到图像了 由于液晶是通过环境光来显示信息的 液晶本身不主动发光 所以液晶功耗很低 更加适合于单片机低功耗应用系统 液晶显示器原理 2 2 整个LCDPanel由上下玻璃基板和偏振片组成 在上下玻璃之间 按照螺旋结构将液晶分子有规律的进行涂层 液晶面板的电极是通过一种ITO的金属化合物蚀刻在上下玻璃基板上 如图所示 液晶分子的排列为螺旋结构 对光线具有旋旋光性 上下偏振片的偏振角度相互垂直 在上下基板间的电压为0时 自然光通过偏振片后 只有与偏振片方向相同的光线得以进入液晶分子的螺旋结构的涂层中 由于螺旋结构的的旋旋光性 将入射光线的方向旋转90度后照射到另一端的偏振片上 由于上下偏振片的偏振角度相互垂直 这样入射光线通过另一端的偏振片完全的射出 光线完全进入观察者的眼中 看到的效果就为白色 而在上下基板间的电压为一交流电压时 液晶分子的螺旋结构在电 磁 场的作用下 变成了同向排列结构 对光线的方向没有作任何旋转 而上下偏振片的偏振角度相互垂直 这样入射光线就无法通过另一端的偏振片射出 光线无法进入观察者的眼中 看到的效果就为黑色 这样通过在上下玻璃基板电极间施加不同的交流电压 即可实现液晶显示的两种基本状态亮 On 和暗 Off 下面以直视型简单多路液晶显示面板TN STNLCDPanel的基本结构介绍LCD的基本显示原理 LCD的几个关键参数 在实际的液晶模拟驱动电压中 有几个参数非常关键 1 交流电压 液晶分子是需要交流信号来驱动的 长时间的直流电压加在液晶分子两端 会影响液晶分子的电气化学特性 引起显示模糊 寿命的减少 其破坏性为不可恢复 2 扫描频率 直接驱动液晶分子的交流电压的频率一般在60 100Hz之间 具体是依据LCDPanel的面积和设计而定 频率过高 会导致驱动功耗的增加 频率过低 会导致显示闪烁 同时如果扫描频率同光源的频率之间有倍数关系 则显示也会有闪烁现象出现 LCD的几个关键参数 3 占空比 Duty 该项参数一般也称为Duty数或COM数 由于STN TN的LCD一般是采用时分动态扫描的驱动模式 在此模式下 每个COM的有效选通时间与整个扫描周期的比值即占空比 Duty 是固定的 等于1 COM数 4 偏置 Bias LCD的SEG COM的驱动波形为模拟信号 而各档模拟电压相对于LCD输出的最高电压的比例称为偏置 而一般来讲 Bias是以最低一档与输出最高电压的比值来表示 MSP430液晶驱动模块LCD B主要特点 具有显示缓存器所需的SEG COM信号自动产生多种扫描频率每个闪烁段都有独立的闪烁存储器稳压电荷泵软件实现反向控制显示缓存器可作为一般存储器4种驱动方法静态2 mux 1 2bias或1 3bias3 mux 1 2bias或1 3bias4 mux 1 2bias或1 3bias 不同驱动方式下公共极和驱动段的关系 液晶显示缓存器和段 公共极输出控制 液晶显示缓存器各个位与液晶的段一一对应 存储位置位则可以点亮对应的液晶段 存储位复位液晶段变暗 段 公共极输出控制能够自动从显示缓存器读取数据 送出相应信号到液晶玻璃片上 因为不同器件驱动液晶的段数不同 所以液晶显示缓存器的数量也不一样 数量越大 驱动能力越强 显示的内容就越多 静态方式 静态方式只有一个公共极 所以位0和位4存储段信息 每个字的8段安排在4个显存字节中 根据图4 54所示的连接情况和显存结构 在静态方式下显示数字 0 可将连续四个显存字节内容设置为 0X11 0X11 0X11 0X00 即显示a b c d e f段 2 mux方式 2MUX方式有2个公共极 所以可以用显示缓存器的位4 5和位0 1来存储段信息 每个字的8段安排在2个显存字节中 根据图4 55所示的连接情况和显存结构 在2MUX方式下显示数字 0 可将连续2个显存字节内容设置为 0X23 0X13 即显示a b c d e f段 3 mux方式 3MUX方式有3个公共极 所以可以用显示缓存器的位4 5 6和位0 1 2来存储段信息 3MUX方式支持每个字9段 而不是8段 每个字的9段被安排在1 5个显存字节中 根据图4 56所示的连接情况和显存结构 在3MUX方式下显示数字 0 可将连续2个显存字节内容设置为 0X53 0X06即显示a b c d e f段 3 mux方式 4MUX方式有4个公共极 所以可以用显示缓存器的位4 5 6 7和位0 1 2 3来存储段信息 每个字的全部8段被安排在同一个显存字节中 4MUX方式是最简单 方便的显示方式 根据图4 59所示的连接情况和显存结构 在4MUX方式下显示数字 0 可将1个显存字节内容设置为 0XEB即显示a b c d e f段 电路图 SEG BL EN连接430单片机P5 7 对于单片机 P5 7作为普通的GPIO使用 对于LCD 可以认为是片选信号 其余的SEG0 SEG11 COM0 COM3是单片机的引脚直接连接到LCD接口上 LCD段定义 LCD段定义 defined0 x01 definec0 x20 defineb0 x40 definea0 x80 definedp0 x10 defineg0 x04 definef0 x08 definee0 x02 constcharchar gen Asusedin430DayWatchDemoboarda b c d e f Displays 0 b c Displays 1 a b d e g Displays 2 a b c d g Displays 3 b c f g Displays 4 a c d f g Displays 5 a c d e f g Displays 6 a b c Displays 7 a b c d e f g Displays 8 a b c d f g Displays 9 a b c e f g Displays A c d e f g Displays b a d e f Displays c b c d e g Displays d a d e f g Displays E a e f g Displays f a b c d f g Displays g c e f g Displays h b c Displays i b c d Displays j b c e f g Displays k d e f Displays L a b c e f Displays n a b c d e f g dp Displays full 程序示例 1 5 voidmain Init lcd LCD初始化Backlight Enable 打开背光LcdGo 1 打开液晶模块LCD Clear 清屏while 1 for i 0 i 26 i Display 0123456 for j 0 j 6 j LCDMEM j char gen i delay ms 1000 程序示例 2 5 函数功能 配置LCDsegmentoutput功能 注意 段式液晶的seg作为普通GPIO用 不用配置PxSEL寄存器 com需要配置成外设功能 voidInit lcd void LCDBCTL0 LCDDIV0 LCDPRE0 LCDMX1 LCDSSEL LCDMX1 LCD4MUX LCDBPCTL0 LCDS0 LCDS1 LCDS2 LCDS3 LCDS4 LCDS5 LCDS6 LCDS7 LCDS8 LCDS9 LCDS10 LCDS11 P5SEL 0 xfc 程序示例 3 5 函数功能 打开或者关闭液晶 输入参数 Dot Dot为1时 打开液晶显示 Dot为0时 关闭液晶显示 voidLcdGo unsignedcharDot if Dot 1 打开液晶显示LCDBCTL0 LCDON elseif Dot 0 关闭液晶显示LCDBCTL0 程序示例 4 5 函数功能 显示或者消隐显示内容 输入参数 无 返回值 无 voidLcdBlink unsignedchardo