段式液晶驅(qū)動(dòng)

1、【1021-2】用SH79F32驅(qū)動(dòng)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(huì)生活的各個(gè)角落。其中，段式液晶更是工控產(chǎn)品和部分小家電或消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品開(kāi)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(dòng)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(lái)越多的IC廠商順應(yīng)市場(chǎng)的需求和趨勢(shì)，將驅(qū)動(dòng)集成到各種單片機(jī)中，更加簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)人員的設(shè)計(jì)工作。本文將試著探討如何應(yīng)用SH79F32集成的LCD驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)各種段式液晶顯示器，使其適應(yīng)盡可能多的應(yīng)用場(chǎng)合，并以靜態(tài)驅(qū)動(dòng)型的段式液晶EDS815為例，演示如何使用其液晶驅(qū)動(dòng)功能。作此拙文，不當(dāng)之處，還望

2、各位批評(píng)指正。 79F的液晶驅(qū)動(dòng)特性 SH79F32的LCD驅(qū)動(dòng)器包含一個(gè)控制器，一個(gè)電壓發(fā)生器，一個(gè)占空比發(fā)生器，及4/5/6個(gè)COM驅(qū)動(dòng)管腳和32/31/30個(gè)SEG驅(qū)動(dòng)管腳。驅(qū)動(dòng)器可編程為三種驅(qū)動(dòng)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(gè)穩(wěn)壓源可以給LCD供電，如果單片機(jī)的電源超過(guò)，內(nèi)部穩(wěn)壓源會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定電壓給驅(qū)動(dòng)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(shū)的描述，當(dāng)電源VDD=時(shí)，應(yīng)該在代碼選項(xiàng)中打開(kāi)LCD穩(wěn)壓源，同時(shí)VP3引腳要接一個(gè)電容（47F）到電源地；當(dāng)VDD時(shí)為開(kāi)，此時(shí)LCD驅(qū)動(dòng)電壓是，VDD時(shí)為關(guān)，此時(shí)LCD驅(qū)動(dòng)電壓是VDD，似乎是說(shuō)當(dāng)如此設(shè)置時(shí)，LCD電源會(huì)根據(jù)實(shí)際電壓自動(dòng)進(jìn)行切換，如果是這樣，那么這個(gè)選項(xiàng)配置還分出那四種情況就沒(méi)有意義了，因?yàn)槟茏詣?dòng)切換了還需要燒寫(xiě)配置嗎，但如果不是這樣，那么明明最后一列注著應(yīng)用場(chǎng)合“VDD”了，這里第二列這么寫(xiě)是什么意思呢這其中的含義，我始終沒(méi)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(gè)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(dòng)范圍均在1V以?xún)?nèi)，變化范圍跨越的不多見(jiàn)，即使有（比如串聯(lián)電池），也往往會(huì)對(duì)單片機(jī)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(kāi)穩(wěn)壓源，（即之間）似乎有些難以選擇，如果打開(kāi)，當(dāng)電壓小于時(shí)，顯示效果可能不理想，如果不打開(kāi)，當(dāng)電壓大于時(shí)又可能對(duì)液晶物理本身不利。具體問(wèn)題還得具體分析，假設(shè)最高電壓可能達(dá)到甚至超過(guò)（比如充滿(mǎn)電的鋰電池）且不對(duì)單片機(jī)電源進(jìn)行穩(wěn)壓，另外，液晶廠家認(rèn)為這個(gè)電壓對(duì)液晶性能及壽命有影響（有時(shí)候雖不會(huì)損壞，但可能會(huì)出現(xiàn)鬼影），那么為了保護(hù)LCD就必須降壓，也就需要打開(kāi)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(gè)人以往使用經(jīng)驗(yàn)，普通3V字段液晶基本會(huì)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(gè)工作范圍內(nèi)正常顯示；如果單片機(jī)電源電壓被穩(wěn)在左右，也就是說(shuō)最高左右，那么要是打開(kāi)穩(wěn)壓后LCD在整個(gè)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L(zhǎng)CD的電壓源（目標(biāo)板其實(shí)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(diǎn)低一些的液晶片。順便提一下，Keil的下載程序選項(xiàng)中選擇JET51的電壓與LCD穩(wěn)壓器的打開(kāi)選擇沒(méi)有必然的關(guān)系，它只是LCD穩(wěn)壓器配置的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，莫將5V作為用戶(hù)自己的應(yīng)用系統(tǒng)打開(kāi)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(shí)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(gè)美中不足。）由于是電容型，使用LCD功能時(shí)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(kāi)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(shū)中未作闡述，穩(wěn)妥起見(jiàn)，對(duì)于低壓工作的系統(tǒng)，還是打開(kāi)為宜。 其他參數(shù)及用法可參閱技術(shù)規(guī)格書(shū)以及其他應(yīng)用文檔的描述，詳見(jiàn)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(dòng)，驅(qū)動(dòng)電壓，視角6：00。其外形圖及真值表如下： 該液晶只有一個(gè)COM端，引腳1和40實(shí)際是短接在一起的，其他所有的字段都單獨(dú)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(dòng)可以用單片機(jī)的I/O口輔以若干門(mén)電路形成的脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如CD4055，具體方法非本文重點(diǎn)，此處略。 79F驅(qū)動(dòng)EDS815的可行性 一般地，段型液晶的驅(qū)動(dòng)有兩種方式：動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)和靜態(tài)驅(qū)動(dòng)。所謂動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示，就是像素電極排布呈矩陣或變形矩陣方式，需用時(shí)間分割掃描方式驅(qū)動(dòng)；所謂靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示，就是每個(gè)像素均有單獨(dú)的引出電極，驅(qū)動(dòng)期間要持續(xù)施加電壓。我們都知道，不論哪種驅(qū)動(dòng)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(chǎng)，并要求在這個(gè)交流電場(chǎng)中的直流分量越小越好，因?yàn)橹绷麟妶?chǎng)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(dòng)，且為1/3偏壓，這三種其實(shí)就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方式。如果我們定制的液晶是4、5或6個(gè)COM端，而且SEG數(shù)目在32、31、30以?xún)?nèi)，可以方便地直接用SH79F32進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。（如果能支持1/2偏壓，產(chǎn)品適用范圍會(huì)更廣。）但如果COM端只有3個(gè)，或者2個(gè)，抑或像上面提到的EDS815那樣只有一個(gè)呢不煩從EDS815入手看看能否解決。 前面已經(jīng)說(shuō)明，原則上，只要施加在像素上的電場(chǎng)是交流的且直流分量盡可能小，就能正

9、常點(diǎn)亮液晶。從每個(gè)單獨(dú)的背電極（即某個(gè)COM端）來(lái)說(shuō)，動(dòng)態(tài)掃描時(shí)，與各個(gè)段腳形成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)也必須嚴(yán)格服從這個(gè)原則。那么，如果不考慮與其他背電極的分時(shí)掃描，該背電極也可以看作是間歇的脈沖靜態(tài)驅(qū)動(dòng)，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(dòng)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(cè)會(huì)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(dòng)波形圖來(lái)論證此設(shè)想，由于中穎的資料中沒(méi)有正常模式下的LCD驅(qū)動(dòng)輸出波形示意圖，只好從合泰的資料中截取一副插

10、圖來(lái)說(shuō)明。（從示波器獲取圖形比較麻煩，實(shí)際波形與圖示基本吻合，而且圖示比實(shí)際波形好看。） 579 帖子 12 技術(shù) 27 金錢(qián) 42 閱讀權(quán)限 20 如上圖示，以紅線所示的一個(gè)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(jì)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(dòng)的要求。那么，只要根據(jù)實(shí)際顯示情況，調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖頻率（LCD時(shí)鐘參數(shù)），就能得到滿(mǎn)意的效果。對(duì)于SLP模式，照此推理，也應(yīng)當(dāng)可行，同時(shí)還能調(diào)整PLCON參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)比度調(diào)節(jié)。 5. 在SH79F32目標(biāo)板上實(shí)驗(yàn)EDS815的軟、硬件設(shè)計(jì) 為了驗(yàn)證上面的設(shè)想，利用JET51、

11、SH79F32目標(biāo)板、EDS815液晶片來(lái)搭建試驗(yàn)平臺(tái)。液晶引腳與單片機(jī)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(shí)鐘使用晶振，JET51電源選項(xiàng)為5V。為調(diào)試方便，隨便取了驅(qū)動(dòng)一只綠光LED作為狀態(tài)指示。看門(mén)狗及OVL暫不考慮。 程序很簡(jiǎn)單，目的就是將LCD全屏點(diǎn)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(kāi)點(diǎn)亮LCD，延時(shí)一定時(shí)間后再熄滅LCD（顯示空白，而非關(guān)閉LCD），再延時(shí)一定時(shí)間后再讓LCD全屏顯示，依此循環(huán)往復(fù)。因?yàn)镴TAG口占用了SEG3SEG6，所以用JET51調(diào)試時(shí)，有3個(gè)筆段和1個(gè)小數(shù)點(diǎn)沒(méi)

12、有顯示出來(lái)。低功耗模式、對(duì)比度調(diào)節(jié)、LCD時(shí)鐘頻率調(diào)節(jié)等對(duì)顯示的影響非本文重點(diǎn)，此處就不做實(shí)驗(yàn)比較了。另外，用下載程序的方式運(yùn)行程序（可以參考我的第一篇體會(huì)的說(shuō)明：【1021-1】JET51及SH79F32目標(biāo)板用后感）的效果跟用調(diào)試模式運(yùn)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(méi)有合適的外接電源，此現(xiàn)象還有待查證，但個(gè)人認(rèn)為應(yīng)該沒(méi)問(wèn)題。 實(shí)物照片（調(diào)試模式運(yùn)行程序）如下： 程序分兩個(gè)版本，我首先用匯編的，因?yàn)閰R編不容易錯(cuò)，之后又寫(xiě)了個(gè)C語(yǔ)言的，均編譯、調(diào)試及下載運(yùn)行通過(guò)。因?yàn)槌绦蛄啃。纯紤]程序的優(yōu)化，只為實(shí)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(shí)驗(yàn)來(lái)看，SH79F32驅(qū)動(dòng)靜態(tài)液晶還是可以的。當(dāng)然，由于手邊暫時(shí)沒(méi)有儀器，沒(méi)能對(duì)電氣參數(shù)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。朋友們?nèi)粲信d趣，可以實(shí)測(cè)一下各SEG、COM引腳的波形，看是否符合要求。如果遇到3個(gè)COM或者2個(gè)COM的情況，我想也可以如法炮制。 到此，問(wèn)題基本解決。由此，撇開(kāi)跟其他IC廠家的產(chǎn)品對(duì)比，SH79F32的液晶驅(qū)動(dòng)功能還是可以的，使用也比較簡(jiǎn)便。再加上它其他豐富的外設(shè)以及很有殺傷力的價(jià)格，其性?xún)r(jià)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(cè)，&class_id=105&cat_id=32#1 【Exercise 10 -LCD&】，79F32學(xué)習(xí)