点阵式LCD液晶显示屏.doc

论文摘要早在1888年，人们就发现液晶这一呈液体状的化学物质，象磁场中的金属一样，当受到外界电场影响时，其分子会产生精确的有序排列。如果对分子的排列加以适当的控制，液晶分子将会允许光线穿越。位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当液晶显示器中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来，这就是液晶显示器显示技术。液晶显示器(LCD)英文全称为Liquid Crystal Display，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。它是一种采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。液晶显示器是一种功耗极低的显示器件。在袖珍中应用越来越广泛。液晶显示技术近几年来发展很快，各种规格的LCD显示班名目繁多，其专用驱动芯片也都相互配套，使LCD在控制和议表系统中广泛应用提供了极大的方便。各种规格的LCD显示班名目繁多，其专用驱动芯片也都相互配套，使LCD在控制和议表系统中广泛应用提供了极大的方便。LCD可分为段位式LCD、字符式LCD和点阵式LCD。其中,段位式LCD和字符式LCD只能用于字符和数字的简单显示,不能满足图形曲线和汉字显示的要求;而点阵式LCD不仅可以显示字符、数字,还可以显示各种图形、曲线及汉字,并且可以实现屏幕上下左右滚动,动画功能,分区开窗口,反转,闪烁等功能,用途十分广泛。经过二十多年的研究、竞争、发展，平板显示器已进入角色，成为新世纪显示器的主流产品，目前竞争最激烈的平板显示器有四个品种：（1）场致发射平板显示器（FED） （2）等离子体平板显示器（PDP） （3）有机薄膜电致发光器（OEL）（4）薄膜晶体管液晶平板显示器（TFT-LCD）液晶平板显示器，特别TFT-LCD，是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的显示器件，它的性能优良、大规模生产特性好，自动化程度高，原材料成本低廉，发展空间广阔，将迅速成为新世纪的主流产品，是21世纪全球经济增长的一个亮点。本设计以AT89S51单片机为核心研究点阵式液晶显示器ACM12864与单片机的接口电路及编程各部分的功能，能够正常地实现所要求的功能，抗干扰性能好、安全性强。本设计介绍以AT89S51系列单片机为核心的液晶显示屏控制系统，详细阐述了其工作原理、基本功能框图、关键设计技术及软件工作流程。提出了一种能实时控制显示内容的基于单片机的液晶显示屏控制系统设计方案，给出了该单片机的硬件电路和软件程序，同时根据单片机型号的选择，给出了硬件设计，软件流程图，汇编语言源程序及详细注释等内容。【关键词】：液晶显示器（LCD）、 AT89S51系列单片机、 阵式液晶显示器ACM12864Abstract as early as in 1888, people will find this a liquid form liquid chemicals, like the metal magnetic field, as well as by external electric field effect when the terrorists will produce accurate orderly arrangement. If the arrangement of molecular appropriate control, liquid crystal molecules will allow light through. Located in the final layer is a fluorescent material by a combination of the light from its backlighting layer. A layer of light backlighting through the first layer polarization filtering layers into contains after tens of thousands of crystal droplets liquid crystal layer. Liquid crystal layer of crystalline droplets are contained in the tiny cell structure, one or DuoGe cell constitute a pixel on the screen. When the liquid crystal displays of electrode produce electric field, liquid crystal molecules can produce distortion, which will be of a light through the reflection of the rules, and then after the second filtering layer filter on the screen, thats LCD display technology.Liquid Crystal Display (LCD) English Liquid Crystal Display all called, is a kind of digital Display technology, can through Liquid Crystal and color filter light source, in graphic panel produce an image. It is a kind of used LCD control completely the technology to realize the color display. Liquid crystal display is a very low power consumption of the display device. In the pocket of used more widely. Liquid crystal display technology is developing very fast in recent years, all kinds of LCD display class of numerous, its special drive chip are also supporting each other, make LCD in control system is widely used in the word of the table provides great convenience.All kinds of LCD display class of numerous, its special drive chip are also supporting each other, make LCD in control system is widely used in the word of the table provides great convenience. LCD can be divided into single type LCD, character type LCD and dot-matrix LCD. Among them, the single type LCD and character type LCD can only be used for characters and Numbers that simple, and cant meet graph and Chinese displaying requirements; And dot-matrix LCD can not only display characters, Numbers, can also display all kinds of graphics, curve and characters, and can realize screen the up and down or so rolling, animation function, partition open window, reverse, flash, and other functions, use very extensive.After 20 DuoNian research, competition and development, flat panel display has entered the role in the new century, becoming the mainstream of the monitor product, at present the most competitive of the flat panel display has four kinds:(1) field-emission flat panel display (FED)(2) plasma flat panel display (PDP)(3) organic film electroluminescent device (OEL)(4) thin film transistor LCD flat panel display (tft-lcd)LCD flat panel display, special tft-lcd, is the only one in the brightness, contrast, power consumption and life, volume and weight comprehensive performance in an all-round way to catch up with and more than CRT display device, its good performance, mass production characteristics, a high degree of automation, the raw material cost is low, the vast room for development, the new century will quickly become a mainstream product, is the 21 st century global economic growth of a window.This design as the core research AT89S51 dot-matrix LCD monitor ACM12864 and single-chip microcomputer interface circuit and the functions of the parts of the programming, to realize the normal requirements of function, strong anti-jamming performance, safety.This design introduction to AT89S51 series microcontroller as the core of the liquid crystal display (LCD) control system, and expounds the principle, basic function block diagram, the key design technology and software working process. Puts forward a can real-time control showing the contents of the LCD screen based on single chip microcomputer control system design scheme, and provided the microcontroller hardware circuit and software program, and according to the choice of single-chip microcomputer model, and gives the hardware design and software flow chart, assembly language source program and detailed notes, etc. 【Keywords】: liquid crystal display (LCD)、 AT89S51 single-chip microcomputer、 matrix LCD display series ACM12864目录第1章 8051单片机的基本结构.11.1 8051单片机概述.11.2 计算机的组成部分.21.3 典型单片机.2第2章 液晶显示屏简介.42.1 液晶显示概述.4 2.2 液晶显示屏简介.5 2.3 各种液晶显示原理.8 2.4 LCD结构原理.9第3章 ACM12864原理简介.11 3.1 LCD显示的驱动原理.11 3.2 部分功能器件的说明.12第4章 ACM12864与单片机的接口电路.164.1 指令表.16 4.2 接口程序设计.17 4.3 液晶显示实例.20第5章 设计流程图.225.1 软件设计.22 5.2 延时子程序.22 5.3 送指令子程序和送数据子程序.235.4 半屏送一页数据代码子程序.23 结论.31 致谢.32 参考文献.33第1章 8051单片机的基本结构1.1 8051单片机概述单片机的出现给控制领域带来了一场深刻的革命。现在，不仅仅是工业控制领域，而是一切控制领域，上从航空航天、军事国防，下到家用电器、儿童玩具，无论是工业农业还是商业服务业，到处都有单片机在运转，可以说单片机无所不能，无处不有。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。 可以说,二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了。现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词“智能型”,如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。究其原因,可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单片机的内容是相当的多的,并且每一部分的内容又都是不容易掌握的。对于此种现象我们应该予以分点介绍，大概可分为了三部分：（1）单片机的概念和硬件结构。单片机就是单片微型计算机。它是将CPU,存储器,定时中断系统,以及I/O系统统统集成到一个芯片上。它其实是一个芯片,同样它也可以被认为是一个小型的计算机。但是它终究是不能和微机相比的,因为它的处理速度,存储空间是有限的。单片机也被称作微控制器（MCU）,这是因为单片机主要被用于控制场合,并且控制作用突出。它的另一个名称是嵌入式微控制器（EMCU）,原因是大部分的单片机都被嵌入到一个系统中去完成相应的功能。使用单片机一定要知道里面的硬件资源,单片机与微机的不同还在于微机是冯诺依曼式的程序存储式的,而单片机是采用程序和数据分开存储的。由于它的资源有限,因此要十分的清楚它的存储结构。（2）单片机的编程。我们使用微机是为了它能完成我们的要求,同理使用单片机也是为了更好地利用它来完成各种控制功能。这里主要是利用单片机里面的存储资源,即各种存储器的编程。我们知道编程语言有低级,中级,高级之分。低级语言的执行效率高,可以直接的访问存储器,但代码多并且不易移植,像汇编语言。高级语言的移植性好,不能直接操作寄存器,如JAVA。而中级语言是介与前面两者之间的,它包含了两者的长处如可以进行一定的寄存器访问能力,又具有移植性好的特点.它还具有非常丰富的函数.所以进行单片机开发系统时采用了C语言.但是里面的位操作和SFR特殊功能寄存器的操作时极其的重要的.（3）单片机编程的难点.这是对单片机里面的定时计数器,中断以及和串行口的编程的理解和掌握.因为这三部分在编程中时相互渗透的使用.特别时串口的收发时和中断的关联以及在波特率的设置时和计数器1的关系.1.2 计算机组成部分在理解单片机的内部结构之前,我们先介绍下我们现在正在使用的计算机的几大组成部从份： 计算机的五个组成部份： （1）运算器：用于实现算术和逻辑运算。计算机的运算和处理都在这里进行; （2）控制器：是计算机的控制指挥部件,使计算机各部份能自动协调的工作; （3）存储器：用于存放程序和数据;（又分为内存储器和外存储器,内存储器就如我们电脑的硬盘,外存储器就如我们的U盘） （4）输入设备：用于将程序和数据输入到计算机（例如我们电脑的键盘、扫描仪）; （5）输出设备：输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果以用户需要的形式1.3 典型单片机1.3.1典型单片机的组成典型系列单片机是由以下所示的器件组成的：（1）中央处理器（CPU）：需要注意的是MCS-51的CPU能处理8位二进制数或代码; （2）内部数据存储器（RAM）：8051芯片共有256个RAM单元,其中后128单元被专用寄存器占用（稍后我们 详解）,能作为寄存器供用户使用的只是前128单元,用于存放可读写的数据。因此通常所说的内部数据存储器就是指前128单元,简称内部RAM。地址范围为00HFFH（256B）。是一个多用多功能数据存储器,有数据存储、通用工作寄存器、堆栈、位地址等空间。 （3）内部程序存储器（ROM）：8051内部有4KB的ROM,用于存放程序、原始数据或表格。因此称之为程序存储器,简称内部RAM。地址范围为0000HFFFFH（64KB）。 （4）定时器/计数器：8051共有2个16位的定时器/计数器,以实现定时或计数功能,并以其定时或计数结果对计算机进行控制。定时时靠内部分频时钟频率计数实现,做计数器时,对P3.4（T0）或P3.5（T1）端口的低电平脉冲计数。 （5）并行I/O口：MCS-51共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）以实现数据的输入输出。具体功能在后面将会详细论述。 （6）串行口：MCS-51有一个全双工的串行口,以实现单片机和其它设备之间的串行数据传送。该串行口功能较强,既可作为全双工异步通信收发器使用,也可作为移位器使用。RXD（ P3.0）脚为接收端口,TXD（P3.1）脚为发送端口。 （7）中断控制系统：MCS-51单片机的中断功能较强,以满足不同控制应用的需要。共有5个中断源,即外中断2个,定时中断2个,串行中断1个,全部中断分为高级和低级共二个优先级别。 （8）时钟电路：MCS-51芯片的内部有时钟电路,但石英晶体和微调电容需外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列。系统允许的晶振频率为12MHZ。1.3.2 89S51三个I/O下面对89S51三个I/O口做一简介1.3.2.1 P0口 P0口有三个功能： （1）外部扩展存储器时,当做数据总线;（2）外部扩展存储器时,当作地址总线;（3）不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部上拉电阻。 1.3.2.2 P1口 P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。 1.3.2.3 P2口P2口有两个功能： （1）扩展外部存储器时,当作地址总线使用; （2）做一般I/O口使用,其内部有上拉电阻. 1.3.2.4 P3口P3口有两个功能： 除了作为I/O使用外（其内部有上拉电阻）,还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置,具体功能请参考表1.1的引脚功能说明。表1.1 P3口的特殊功能（即第二功能） 口线第二功能信号名称P3.0RXD串行数据接收P3.1TXD串行数据发送P3.2INT0外部中断0申请P3.3INT1外部中断1申请P3.4T0定时/计数器0计数输入P3.5T1定时/计数器1计数输入P3.6WR外部RAM写选通P3.7RD外部RAM读选通第2章 液晶显示屏简介 2.1 液晶显示器概述 液晶显示器(LCD)具有功耗低、体积小、重量轻、超薄等许多其它显示器无法比拟的优点,近几年来被广泛用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。在袖珍中应用也越来越广泛。液晶显示技术近几年来发展很快，各种规格的LCD显示班名目繁多，其专用驱动芯片也都相互配套，使LCD在控制和议表系统中广泛应用提供了极大的方便。LCD可分为段位式LCD、字符式LCD和点阵式LCD。其中,段位式LCD和字符式LCD只能用于字符和数字的简单显示,不能满足图形曲线和汉字显示的要求;而点阵式LCD不仅可以显示字符、数字,还可以显示各种图形、曲线及汉字,并且可以实现屏幕上下左右滚动,动画功能,分区开窗口,反转,闪烁等功能,用途十分广泛。此次设计介绍了点阵式液晶显示器ACM12864与单片机的接口及编程的方法。2.1.1 液晶模块使用注意事项（1）请勿随意自行加工、整修、拆卸。（2）避免对液晶屏表面施加压力。（3）不要随意触摸外引线，电路板上的电路及金属框。（4）如必须接触时，应使人体与模块保持同一电位，或将人体良好接地。（5）焊接使用的烙铁、操作用的电动改锥等工个具必须良好的接地，没漏电。（6）严防各种静电。（7）模块使用接入电源及断开电源时，必须按时序图进行。即必须在正电源（50.25V）稳定接入后，才能输入信号电平。如电源稳定接入前，或断开后就输入电平信号，将会损坏模块中的集成是路，使模块损坏。（8）点阵模块在调节时，应调整VEE至最佳对比度、视角时为止。如VEE调整过高，不仅会影响液晶的显示，还会缩短液晶的寿命。（9）模块表面结雾时，不要通电工作，因为这将引起电极化学反应，产生断线。（10）模块要存储在暗处（避阳光），温度在-100C +350C，湿度在RH60%以上的地方。如能装入聚乙烯口袋（最好有防静电层）并将封口封住最好。2.1.2 LCD使用指南LCD使用的注意事项:（1）确保是在电源关闭的状态下拔插线缆接头。（2）对液晶屏进行固定安装时，注意使整个液晶屏保持平整，避免外力导 致液晶屏“弯曲”、“扭曲”。（3）避免液晶屏的表面偏光片被坚硬物体划伤，决不能将坚硬物品置于液晶屏之上。 （4）如果水滴长时间滞留在液晶模块上，可能导致变色或出现污斑，所以务必及时清洁模块。 （5）当屏幕表面有污迹时，须使用纯棉或软质布擦拭如果还是有污物在上面，可以先吹气然后再擦拭。 （6）应当轻拿轻放液晶模块，因为液晶盒为玻璃制品，属易碎品，跌落、敲打都可能导致玻璃破裂。 （7）液晶模块采用了CMOS-LSIs，所以处理液晶模块时，一定要防止静电，操作者须有有效接地措施。 （8）拔插逆变器时，不要过力拽拉背光线。 （9）不要将液晶模块过长时间置于阳光直射下或者紫外线下。 （10）由于液晶模块的可视特性会因视角不同而改变。所以在装配时，应该充分考虑使用者处于最佳视角的位置。 （11）如果液晶存储在低于规定存储温度下限之下，可能造成液晶结晶而导致不可恢复的损坏。如果置于超过存储温度上限的温度环境下，液晶可能变成各向同性的液体从而无法恢复液晶态。 （12）不要拆卸液晶模块，这样很可能损坏液晶模块。（13）设备或包装材料中使用的环氧树脂（胺硬化物）、硅树脂粘合剂（脱醇粘合剂或肟粘合剂）等发出来的气体可能造成偏振片的退化，所以有必要检查使用材料的相容性。 （14）在液晶模块的背面有电子元器件，所以在设计、装配、处置过程中避免挤压背面，否则可能损坏电子元器件。 （15）遵守有关电子元器件的其它使用注意事项，建议尽量在接近实际操作环境的条件下检查液晶模块。 （16）因为液晶模块是采用外框封装的，所以设计中小心使用附件。 （17）插接接口接插件时，要保持与液晶模块的接插件在同一水平和平行方向； （18）在处置液晶模块或者装在设备中，如果长时间放置在有氧化或还原气体的空气中，或者使用有试剂、溶剂、粘合剂、树脂等会产生这类气体的材料，可能导致液晶模块被腐蚀、变色。（19）不要将附着保护膜的模块置于高温环境下，否则保护膜会粘在模块表面揭不下来。 （20）最好在任何时候都不要触摸液晶模块的偏光片，容易弄脏留下污斑； （21）任何时候（包括从包装箱中拿出来的时候）都不要使劲拽背光灯导线，否则容易损坏导线。 （22）建议操作者处置液晶模块时穿戴防静电服，并戴上接地腕带。 （23）对模块背面的TCP，不要施加太大的压力，否则会损坏TCP。2.1.3 影响液晶显示器寿命因素 （1）建议在常温/常湿环境下工作，高温/高湿会影响液晶显示器的寿命。 （2）激烈的温度波动会影响液晶显示器的性能，特别是低温会影响亮度和响应时间。 建议在平稳、干净的环境下工作，灰尘会引起内部电路失效。 （3）不要让液体溅入显示器内部，如需清洁请关闭电源，将清洁剂喷射在软布上再轻轻擦拭。 （4）液晶显示器是玻璃制品，搬动时应避免碰撞、震动。 （5）液晶显示器表面有多层薄膜，严禁用锐器刻划。 （6）严禁随意拆卸液晶显示器，如遇故障务必请专业人员维修。 （7）长时间显示固定画面，会使亮度下降、图像滞留现象加大，建议使用屏幕保护程序。 （8）长时间不用请关闭显示器电源，拔掉电源插头。2.1.4 液晶模块常用的三种连接方式常用液晶模块连接方式及其适用范围：（1）金属插脚金属脚脚可直接焊接在PCB（印刷线路板）上，连接可靠，抗震动强，脚间距受限制适用于音响产品，电表等。（2）斑马纸(热封) 柔软性连接，组装不方便。用于薄型产品的连接。适用于计数器、寻呼机、电子记事簿等。（3）导电橡胶成本较低，组装方便，是较多采用的连接方式成本较低。适用于手表，游戏机，时钟，电话等。2.2 液晶显示屏简介早在1888年，人们就发现液晶这一呈液体状的化学物质，象磁场中的金属一样，当受到外界电场影响时，其分子会产生精确的有序排列。如果对分子的排列加以适当的控制，液晶分子将会允许光线穿越。无论是笔记本电脑还是桌面系统，采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构。位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层。背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层。液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来，这就是LCD显示技术。液晶显示器(LCD)英文全称为Liquid Crystal Display，是一种数字显示技术，可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图象。它是一种采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。液晶显示器是一种功耗极低的显示器件。在袖珍中应用越来越广泛。液晶显示技术近几年来发展很快，各种规格的LCD显示班名目繁多，其专用驱动芯片也都相互配套，使LCD在控制和议表系统中广泛应用提供了极大的方便。 优势：与传统的阴极射线管（CRT）相比，LCD占用空间小，低功耗，低辐射，无闪烁，降低视觉疲劳。不足：与同大小的CRT相比，价格更加昂贵。2.2.1 LCD显示器特点 液晶显示器有以下显示特点。（1）低压微功耗 工作电压只用35伏，工作电流只有几个微安/CM2.因此它成为便携式和手持仪器仪表的显示屏幕。（2）平板性结构 LCD显示器内有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，减小了设备面积。（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）易于色彩化 （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。2.2.2 LCD显示器分类当前市场上液晶显示器件种类繁多，可从以下几个方面分类。2.2.2.1 按排列形式分类 按排列形式可分为笔段型、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，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。在电机图形设计上它是由若干个57或511点阵组成，每一个点阵显示一个字符。这类模块广泛应用于寻呼机、大哥大电话、电子笔记本等类电子设备中。（3） 点阵图形型 点阵图形型是在一平板上排列多行和多列，形成矩阵形式的品格点，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2.2.2.2 按采光方法分 由于液晶显示是被动采光，自己不发光，完全借助于外部光源来显示。因此按采光性方式可分为一下几类。（1） 自然采光 自然采光是利用周围环境光为显示光源，靠LCD背面的反射膜将入射的自然光从正面反射出来显示。这种采光方式简单、方便，但其清晰度受周围环境光影响很大。目前大部分计数器、计时器、计算器等计量显示器件都采用这种方式。（2） 背光源采光 液晶显示器件上增加背光源，用以增加显示器件的清晰度和稳定性。背光源通常采用点状小型白炽灯或卤素灯（LED），线状冷阳极荧光灯或热阴极荧光灯以及面状扁平荧光灯（EL）。当前，塑料膜型的EL和三基色扁平荧光灯得到了更好的应用。 背光源的安装方式分为边光式和背光式。边光式即在显示器的侧面，将光源按线型配置，还要在显示器的背面配以特殊设计的散光板或反射板，以使得背景光源一致均匀；背光式即在显示器的背面配置一个面光源。2.2.3 按LCD的显示驱动方式分类LCD显示器的驱动方式有静态驱动法、动态驱动法和双频驱动法。（1） 静态驱动法 静态驱动法是将振荡器的脉冲信号分频后直接施加在背电极BP上，段电极脉冲直接加在某一段上。这种显示适用于笔段型液晶显示器件，每个字符段要有一个锁存器和驱动器。（2） 动态驱动法 为了节省硬件驱动电路，在多个显示像素驱动时，将像素排列成矩阵结构，分别称为行电极和列电极。采用类似于CRT光栅动态扫描的方法，循环地给行电极施加选择脉冲并同时给需要显示数据的列电极相应的选择脉冲，这样逐次顺序扫描，循环周期很短，使得显示屏上呈现出稳定的图象。（3） 双频驱动法 双频驱动法是利用液晶介电常数与驱动电压频率的相互关系，使用两种不同的驱动电压频率来改变液晶显示器件上各像素分子效果。2.2.4 按控制器的安装方式分类 控制器的安装有内藏式，即把控制器和驱动都用厚膜电路做在液晶显示模块印刷底板上，只需外部接口的数字信号或模拟信号即可驱动显示器，使用很方便。还有不含控制器方式，需要另外选配相应的驱动控制器才能工作。2.3 各种液晶显示原理液晶显示器(LCD)是现在非常普遍的显示器。它具有体积小、重量轻、省电、辐射低、易于携带等优点。液晶显示器（LCD）的原理与阴极射线管显示器（CRT）大不相同。LCD是基于液晶电光效应的显示器件。包括段显示方式的字符段显示器件；矩阵显示方式的字符、图形、图像显示器件；矩阵显示方式的大屏幕液晶投影电视液晶屏等。液晶显示器的工作原理是利用液晶的物理特性，在通电时导通，使液晶排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时，排列则变得混乱，阻止光线通过。下面介绍四种液晶显示器的工作原理。2.3.1 TN型液晶显示原理 TN型的液晶显示技术可说是液晶显示器中最基本的，而之后其它种类的液晶显示器也可说是以TN型为原点来加以改良。同样的，它的运作原理也较其它技术来的简单。TN型液晶显示器的简易构造包括了垂直方向与水平方向的偏光板，具有细纹沟槽的配向膜，液晶材料以及导电的玻璃基板。不加电场的情况下，入射光经过偏光板后通过液晶层，偏光被分子扭转排列的液晶层旋转90度，离开液晶层时，其偏光方向恰与另一偏光板的方向一致，因此光线能顺利通过，整个电极面呈光亮。当加入电场的情况时，每个液晶分子的光轴转向与电场方向一致，液晶层因此失去了旋光的能力，结果来自入射偏光片的偏光，其偏光方向与另一偏光片的偏光方向成垂直的关系，并无法通过，电极面因此呈现黑暗的状态。 其显像原理是将液晶材料置于两片贴附光轴垂直偏光板之透明导电玻璃间，液晶分子会依配向膜的细沟槽方向依序旋转排列，如果电场未形成，光线会顺利的从偏光板射入，依液晶分子旋转其行进方向，然后从另一边射出。如果在两片导电玻璃通电之后，两片玻璃间会造成电场，进而影响其间液晶分子的排列，使其分子棒进行扭转，光线便无法穿透，进而遮住光源。这样所得到光暗对比的现象，叫做扭转式向列场效应，简称TNFE（twisted nematic field effect）。在电子产品中所用的液晶显示器，几乎都是用扭转式向列场效应原理所制成 2.3.2 STN液晶显示原理 STN型的显示原理与TN相类似，不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180270度。要在这里说明的是，单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形（或称黑白），并没有办法做到色彩的变化。而STN液晶显示器牵涉液晶材料的关系，以及光线的干涉现象，因此显示的色调都以淡绿色与橘色为主。但如果在传统单色STN液晶显示器加上一彩色滤光片（color filter），并将单色显示矩阵之任一像素（pixel）分成三个子像素（sub-pixel），分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，再经由三原色比例之调和，也可以显示出全彩模式的色彩。另外，TN型的液晶显示器如果显示屏幕做的越大，其屏幕对比度就会显得较差，不过藉由STN的改良技术，则可以弥补对比度不足的情况。2.3.3 TFT型液晶显示器的原理 TFT型的液晶显示器较为复杂，主要的构成包括了，萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等等。TFT型液晶显示器也采用了两夹层间填充液晶分子的设计。只不过是把左边夹层的电极改为了FET晶体管，而右边夹层的电极改为了共通电极。首先液晶显示器必须先利用背光源，也就是萤光灯管投射出光源。TFT的显示采用背透式照射方式，即假想的光源路径不是像TN液晶那样的从左至右，而是从右向左，这样的作法是在液晶的背部设置了类似日光灯的光管。光源照射时先通过右偏振片向左透出，借助液晶分子来传导光线。由于左右夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。相对而言，TN就没有这个特性，液晶分子一旦没有被施压，立刻就返回原始状态，这是TFT液晶和TN液晶显示原理的最大不同。2.3.4 高分子散布型液晶显示器“高分子散布型液晶显示器”（Polymer dispersed liquid crystal liquid crystal display），简称“PDLC型液晶显示器”。高分子的单体(monomer)与液晶混合后夹在两片玻璃中间，做成一液晶盒。这种玻璃与上面所用的相同，是表面上先镀有一层透明而导电的薄膜作电极。但是不需要在玻璃上镀表面配向剂。此时将液晶盒放在紫外灯下照射使个单体连结成高分子聚合物。在高分子形成的同时，液晶与高分子分开而形成许多液晶小颗粒。这些小颗粒被高分子聚合物固定住。当光照射在此液晶盒上，因折射率不同，而在颗粒表面处产生折射及反射。经过多次反射与折射，就产生了散射(scattering)。此液晶盒就像牛奶一样呈现出不透明的乳白色。足够大电压加在液晶盒两侧