段式液晶驅(qū)動

1、【1021-2】用SH79F32驅(qū)動靜態(tài)段式液晶顯示器 引言 如今，液晶顯示器在各種產(chǎn)品中得到了極其廣泛的應(yīng)用，其身影已遍及各行各業(yè)以及社會生活的各個角落。其中，段式液晶更是工控產(chǎn)品和部分小家電或消費類產(chǎn)品開發(fā)中經(jīng)常用到的器件。隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種驅(qū)動芯片的出現(xiàn)和發(fā)展也使液晶的使用變得輕松、快捷，而且越來越多的IC廠商順應(yīng)市場的需求和趨勢，將驅(qū)動集成到各種單片機中，更加簡化了開發(fā)人員的設(shè)計工作。本文將試著探討如何應(yīng)用SH79F32集成的LCD驅(qū)動器，驅(qū)動各種段式液晶顯示器，使其適應(yīng)盡可能多的應(yīng)用場合，并以靜態(tài)驅(qū)動型的段式液晶EDS815為例，演示如何使用其液晶驅(qū)動功能。作此拙文，不當(dāng)之處，還望

2、各位批評指正。 79F的液晶驅(qū)動特性 SH79F32的LCD驅(qū)動器包含一個控制器，一個電壓發(fā)生器，一個占空比發(fā)生器，及4/5/6個COM驅(qū)動管腳和32/31/30個SEG驅(qū)動管腳。驅(qū)動器可編程為三種驅(qū)動模式：1/4占空比和1/3偏置電壓（432），1/5占空比和1/3偏置電壓（531），1/6占空比和1/3偏置電壓（630）。另外，它還提供兩種工作模式：電容型和SLP型（即低功耗模式）。 SH79F32內(nèi)建一個穩(wěn)壓源可以給LCD供電，如果單片機的電源超過，內(nèi)部穩(wěn)壓源會產(chǎn)生穩(wěn)定電壓給驅(qū)動器提供電源；如果電源電壓低于，內(nèi)部穩(wěn)壓源輸出低于，一般的3V液晶將不能顯示在最佳狀態(tài)（一些低壓型的液晶除外）。

3、根據(jù)技術(shù)規(guī)格書的描述，當(dāng)電源VDD=時，應(yīng)該在代碼選項中打開LCD穩(wěn)壓源，同時VP3引腳要接一個電容（47F）到電源地；當(dāng)VDD時為開，此時LCD驅(qū)動電壓是，VDD時為關(guān)，此時LCD驅(qū)動電壓是VDD，似乎是說當(dāng)如此設(shè)置時，LCD電源會根據(jù)實際電壓自動進(jìn)行切換，如果是這樣，那么這個選項配置還分出那四種情況就沒有意義了，因為能自動切換了還需要燒寫配置嗎，但如果不是這樣，那么明明最后一列注著應(yīng)用場合“VDD”了，這里第二列這么寫是什么意思呢這其中的含義，我始終沒想通。另外，8.1.3的上面那副示意圖的右側(cè)注釋似乎有誤，個人以為應(yīng)該是“VDD = application”。） 在應(yīng)用中，一般地，電源系

4、統(tǒng)要么是5V左右，要么就是左右，而且上下變動范圍均在1V以內(nèi)，變化范圍跨越的不多見，即使有（比如串聯(lián)電池），也往往會對單片機的電源進(jìn)行固定值穩(wěn)壓以降低功耗及提高準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性。5V的情況可以選擇打開穩(wěn)壓源，（即之間）似乎有些難以選擇，如果打開，當(dāng)電壓小于時，顯示效果可能不理想，如果不打開，當(dāng)電壓大于時又可能對液晶物理本身不利。具體問題還得具體分析，假設(shè)最高電壓可能達(dá)到甚至超過（比如充滿電的鋰電池）且不對單片機電源進(jìn)行穩(wěn)壓，另外，液晶廠家認(rèn)為這個電壓對液晶性能及壽命有影響（有時候雖不會損壞，但可能會出現(xiàn)鬼影），那么為了保護(hù)LCD就必須降壓，也就需要打開穩(wěn)壓源；如果液晶完全可以承受且不出現(xiàn)鬼影（根

5、據(jù)個人以往使用經(jīng)驗，普通3V字段液晶基本會出現(xiàn)重影），那么可以關(guān)閉穩(wěn)壓源，這樣基本就能保證液晶在整個工作范圍內(nèi)正常顯示；如果單片機電源電壓被穩(wěn)在左右，也就是說最高左右，那么要是打開穩(wěn)壓后LCD在整個工作電壓范圍內(nèi)顯示效果不佳，可以考慮關(guān)閉穩(wěn)壓源而直接用VDD作為LCD的電壓源（目標(biāo)板其實就是這么使用的），或者不關(guān)閉并嘗試向液晶制造廠商定制工作點低一些的液晶片。順便提一下，Keil的下載程序選項中選擇JET51的電壓與LCD穩(wěn)壓器的打開選擇沒有必然的關(guān)系，它只是LCD穩(wěn)壓器配置的一個應(yīng)用實例，莫將5V作為用戶自己的應(yīng)用系統(tǒng)打開LCD穩(wěn)壓源與否的判定條件。 LCDDriver提供了兩種工作模式，除

6、了普通電容型工作模式，還有一種低功耗工作模式SLP。實際上，所謂SLP模式，也是電容型的，只是它比電容型普通工作模式省電，但這樣的描述多少讓人乍一看以為是有別于電容型的另一種模式。（只支持電容型，也是一個美中不足。）由于是電容型，使用LCD功能時VP1引腳和VP2引腳必須連接F的電容，CUP1引腳和CUP2引腳也必須用F相連。此外，不論是否打開LCD的電壓泵，這兩只電容是否都必須接，或者這兩只電容的具體作用，技術(shù)規(guī)格書中未作闡述，穩(wěn)妥起見，對于低壓工作的系統(tǒng)，還是打開為宜。 其他參數(shù)及用法可參閱技術(shù)規(guī)格書以及其他應(yīng)用文檔的描述，詳見參考資料。 數(shù)碼液晶顯示器 EDS815是四位8數(shù)碼段式液晶顯

7、示器，靜態(tài)驅(qū)動，驅(qū)動電壓，視角6：00。其外形圖及真值表如下： 該液晶只有一個COM端，引腳1和40實際是短接在一起的，其他所有的字段都單獨連出引腳。在儀表中，這是一款比較常用的液晶屏。它的驅(qū)動可以用單片機的I/O口輔以若干門電路形成的脈沖信號來實現(xiàn)，比如CD4055，具體方法非本文重點，此處略。 79F驅(qū)動EDS815的可行性 一般地，段型液晶的驅(qū)動有兩種方式：動態(tài)驅(qū)動和靜態(tài)驅(qū)動。所謂動態(tài)驅(qū)動顯示，就是像素電極排布呈矩陣或變形矩陣方式，需用時間分割掃描方式驅(qū)動；所謂靜態(tài)驅(qū)動顯示，就是每個像素均有單獨的引出電極，驅(qū)動期間要持續(xù)施加電壓。我們都知道，不論哪種驅(qū)動方式，都必須遵守的原則是：施加給液

8、晶的應(yīng)該是交流電場，并要求在這個交流電場中的直流分量越小越好，因為直流電場將導(dǎo)致液晶材料的化學(xué)反應(yīng)和電極老化，從而迅速降低液晶材料的壽命。 SH79F32支持432、531、630三種形式液晶驅(qū)動，且為1/3偏壓，這三種其實就是動態(tài)驅(qū)動方式。如果我們定制的液晶是4、5或6個COM端，而且SEG數(shù)目在32、31、30以內(nèi)，可以方便地直接用SH79F32進(jìn)行驅(qū)動。（如果能支持1/2偏壓，產(chǎn)品適用范圍會更廣。）但如果COM端只有3個，或者2個，抑或像上面提到的EDS815那樣只有一個呢不煩從EDS815入手看看能否解決。 前面已經(jīng)說明，原則上，只要施加在像素上的電場是交流的且直流分量盡可能小，就能正

9、常點亮液晶。從每個單獨的背電極（即某個COM端）來說，動態(tài)掃描時，與各個段腳形成的驅(qū)動信號也必須嚴(yán)格服從這個原則。那么，如果不考慮與其他背電極的分時掃描，該背電極也可以看作是間歇的脈沖靜態(tài)驅(qū)動，因此，該COM端的平均電壓也應(yīng)該接近零，所以也應(yīng)當(dāng)能用于驅(qū)動靜態(tài)液晶，可能需要適當(dāng)調(diào)整掃描的頻率。 本帖最后由 banian 于 2009-12-17 14:27 編輯 收藏 分享 banian 注冊會員 UID 2# 發(fā)表于 2009-12-17 14:20 | 只看該作者 【續(xù)】 我們可以用驅(qū)動波形圖來論證此設(shè)想，由于中穎的資料中沒有正常模式下的LCD驅(qū)動輸出波形示意圖，只好從合泰的資料中截取一副插

10、圖來說明。（從示波器獲取圖形比較麻煩，實際波形與圖示基本吻合，而且圖示比實際波形好看。） 579 帖子 12 技術(shù) 27 金錢 42 閱讀權(quán)限 20 如上圖示，以紅線所示的一個周期區(qū)間為例，假設(shè)VSS為電壓0，VC為電壓1，VB為電壓2，VA為電壓3，計算段腳與公共端之間的平均電壓，顯然，最終平均電壓為0。所以，符合交流驅(qū)動的要求。那么，只要根據(jù)實際顯示情況，調(diào)整驅(qū)動脈沖頻率（LCD時鐘參數(shù)），就能得到滿意的效果。對于SLP模式，照此推理，也應(yīng)當(dāng)可行，同時還能調(diào)整PLCON參數(shù)來實現(xiàn)對比度調(diào)節(jié)。 5. 在SH79F32目標(biāo)板上實驗EDS815的軟、硬件設(shè)計 為了驗證上面的設(shè)想，利用JET51、

11、SH79F32目標(biāo)板、EDS815液晶片來搭建試驗平臺。液晶引腳與單片機之間的具體接線如下圖，其他部分直接利用目標(biāo)板，電路圖中略去。系統(tǒng)時鐘使用晶振，JET51電源選項為5V。為調(diào)試方便，隨便取了驅(qū)動一只綠光LED作為狀態(tài)指示?？撮T狗及OVL暫不考慮。 程序很簡單，目的就是將LCD全屏點亮，流程圖略去。首先初始化I/O口，將相應(yīng)引腳配置成SEG、COM功能，接著初始化LCD相關(guān)寄存器，最后打開點亮LCD，延時一定時間后再熄滅LCD（顯示空白，而非關(guān)閉LCD），再延時一定時間后再讓LCD全屏顯示，依此循環(huán)往復(fù)。因為JTAG口占用了SEG3SEG6，所以用JET51調(diào)試時，有3個筆段和1個小數(shù)點沒

12、有顯示出來。低功耗模式、對比度調(diào)節(jié)、LCD時鐘頻率調(diào)節(jié)等對顯示的影響非本文重點，此處就不做實驗比較了。另外，用下載程序的方式運行程序（可以參考我的第一篇體會的說明：【1021-1】JET51及SH79F32目標(biāo)板用后感）的效果跟用調(diào)試模式運行程序的效果有差異，前者顯示有些模糊，不知道是否跟電源有關(guān)系，因手邊沒有合適的外接電源，此現(xiàn)象還有待查證，但個人認(rèn)為應(yīng)該沒問題。 實物照片（調(diào)試模式運行程序）如下： 程序分兩個版本，我首先用匯編的，因為匯編不容易錯，之后又寫了個C語言的，均編譯、調(diào)試及下載運行通過。因為程序量小，未考慮程序的優(yōu)化，只為實現(xiàn)目的而已，僅供需要的朋友參考。C版本程序如下： #in

13、clude #include void delay(unsigned int); void Init_LCD(void); void Init_IO(void); void InitialCpu(void); void LCD_Offon(unsigned char i); unsigned char xdata SEG32 _at_ 0x1E0; void main(void) delay(817); RSTSTAT= 0x00; 0f0f0F0f0f0f0f0f0f 結(jié) 從上述的分析和實驗來看，SH79F32驅(qū)動靜態(tài)液晶還是可以的。當(dāng)然，由于手邊暫時沒有儀器，沒能對電氣參數(shù)進(jìn)行測試驗證。朋友們?nèi)粲信d趣，可以實測一下各SEG、COM引腳的波形，看是否符合要求。如果遇到3個COM或者2個COM的情況，我想也可以如法炮制。 到此，問題基本解決。由此，撇開跟其他IC廠家的產(chǎn)品對比，SH79F32的液晶驅(qū)動功能還是可以的，使用也比較簡便。再加上它其他豐富的外設(shè)以及很有殺傷力的價格，其性價比還是值得肯定的。期盼中穎能不斷改進(jìn)，豐富文檔，加大推廣，讓更多的朋友用上好的芯片。 7.參考資料 建議朋友們可以先看看這些資料再下手。 【79F，79F】，SH79F32的中英文數(shù)據(jù)手冊，&class_id=105&cat_id=32#1 【Exercise 10 -LCD&】，79F32學(xué)習(xí)