方式一
根據 LCD 的驅動原理可知,LCD 像素點上只能加上 AC 電壓,LCD 顯示器的對比度由 COM腳上的電壓值減去 SEG 腳上的電壓值決定,當這個電壓差大於 LCD 的飽和電壓就能打開像素點,小於 LCD 閾值電壓就能關閉像素點,LCD 型 MCU 已經由內建的 LCD 驅動電路自動產生 LCD 驅動信號,因此只要 I/O 口能仿真輸出該驅動信號,就能完成 LCD 的驅動。 由於LCD工作的很好的帖頻率通常在25Hz~250Hz,一般設置刷新頻率在 60Hz左右即可。
現在考慮如何模擬出 COM 的波形
1/2 Bias 下 COM0~COM3 的 LCD 驅動波形如下:
可以看出 4個COM 的輸出,通過配置 IO口為高阻即可使其輸出 VDD/2 電位,配置 IO為推挽輸出即可輸出高低電平。
因此在一個 COM 周期內,只要每隔一段時間設置 COM0~COM3 輸出對應的電壓即有 COM0~COM3 的波形。具體來說就是首先 Time Base 中斷時設置 COM0 輸出VDD,其它 COM 輸出 VDD/2;其次 Time Base 中斷時設置 COM0 輸出 VSS,COM1~COM3輸出 VDD/2,再次 Time Base 中斷時設置 COM1 輸出 VDD,其它 COM 輸出 VDD/2;第四次 Time Base 中斷時設置 COM1 輸出 VSS,其它 COM 輸出 VDD/2;……;第八次中斷時設置 COM3 輸出 VSS,其它 COM 輸出 VDD/2。
因為點亮 LCD 像素點需要 COM 與 SEG 有大於飽和電壓的電壓差,也就是 COM 與 SEG 有+VDD 或者-VDD 的電壓差,所以要點亮某個像素點,只要將對應的 SEG 輸出與 COM 相反的電壓即可。比如,當 COM0=VDD,只要 SEG=VSS 就可點亮對應像素點,當 COM0=VSS,只要 SEG=VDD 就可點亮對應像素點。考慮到 LCD 像素點點亮時先加+VDD 再加-VDD 可延長 LCD 的使用壽命,因此這里同一像素點也采用兩次點亮的方式。
方式二
由上面所述我們知道,只要 COM、SEG 的電壓差為+VDD 或者-VDD 就可以點亮對應的 LCD筆段即像素點,因此,我們也可以不用模擬 COM 的 Timing 即可完成 LCD 的正常驅動。具體實現步驟如下:
• 一次中斷時設置 COM0 輸出 High,其它 COM 輸出 VDD/2,再根據要顯示的數據設置各個 SEG 的輸出
• 二次中斷時設置 COM1 輸出 High,其它 COM 輸出 VDD/2,再根據要顯示的數據設置各個 SEG 的輸出
• 三次中斷時設置 COM2 輸出 High,其它 COM 輸出 VDD/2,再根據要顯示的數據設置各個 SEG 的輸出
• 四次中斷時設置 COM3 輸出 High,其它 COM 輸出 VDD/2,再次根據要顯示的數據設置各個 SEG 的輸出
• 五次中斷時設置 COM0 輸出 Low,其它 COM 輸出 VDD/2,再根據要顯示的數據設置各個 SEG 的輸出
• 六次中斷、第七次中斷、第八次中斷參考上面的方法依次設置 COM1、COM2、COM3輸出 Low 並設置要顯示的數據
• 循環進行以上的 8 次循環設置即可完成 LCD 的驅動 這種方式下 COM0~COM3 的 Timing 如下:
對比以上兩種方法可以發現,COM 口的掃描頻率也就是帖頻率並沒有改變,然而從占用的資源上來說,方式二比方式一會占用更少的 ROM 空間。
應用電路
可以根據實際使用情況取舍 COM 和增減 SEG,比如 LCD 可以是 1/2 Duty,那么只需要保留兩個 COM 即可,SEG 同樣可以參照范例程序擴展。
根據上述說明,分 8 次依次設置 COM0~COM3 的輸出,SEG 是輸出 VDD 還是輸出 VSS 需要根據要顯示的數字判斷,使用方法一驅動方式時 I/O 詳細電位設置請參考下表:
這里也可以采用掃描的方式
結論
本范例驅動 4×8 LCD 顯示正常,用戶只需要稍加改造即可套用到所選用的 1/2 Bias 規格的LCD 上。 我使用的是方法一掃描方式,大致流程圖如下,其中有些地方對的不怎么齊
void LCD_Control(void)
{
static unsigned char state = 0;
if(!Back_Light_Is_Open) // 背光檢測
{
P1CFG1 = _b01101010; // 配置COM1,COM2,COM3為高阻
P3CFG0 = _b01010110; // 配置COM4為高阻
return;
}
LCD_BACK_LIGHT_CONTROL(); // 背光控制
Refresh_Wrod(); // 刷新字幕
Refresh_Light_Flash(); // 刷新燈光動畫
Refresh_Fan_Flash(); // 刷新風扇動畫
Refresh_UV_Lamp_Flash();// 刷新消毒動畫
Refresh_Down_Flash(); // 刷新下降動畫
Refresh_Up_Flash(); // 刷新上升動畫
switch(state)
{ // 01強推,10高阻
case 0: // 掃描 COM1
{
COM_L(1);
P1CFG1 = _b01100110; // 配置COM1為強推,COM2,COM3為高阻
P3CFG0 = _b01010110; // 配置COM4為高阻
COM1_SEG_SET();
state = 1;
}break;
case 1: // 掃描 COM1
{
COM_H(1);
COM1_SEG_SET_NOT();
state = 2;
}break;
case 2: // 掃描 COM2
{
COM_L(2);
P1CFG1 = _b01101001; // 配置COM2為強推,COM1,COM3為高阻
COM2_SEG_SET();
state = 3;
}break;
case 3: // 掃描 COM2
{
COM_H(2);
COM2_SEG_SET_NOT();
state = 4;
}break;
case 4: // 掃描 COM3
{
COM_L(3);
P1CFG1 = _b01011010; // 配置COM3為強推,COM1,COM2為高阻
COM3_SEG_SET();
state = 5;
}break;
case 5: // 掃描 COM3
{
COM_H(3);
COM3_SEG_SET_NOT();
state = 6;
}break;
case 6: // 掃描 COM4
{
COM_L(4);
P1CFG1 = _b01101010; // 配置COM1,COM2,COM3為高阻
P3CFG0 = _b01010101; // 配置COM4為強推
COM4_SEG_SET();
state = 7;
}break;
case 7: // 掃描 COM4
{
COM_H(4);
COM4_SEG_SET_NOT();
state = 0;
}break;
default:
{
state = 0;
}break;
}
代碼中 COM4_SEG_SET_NOT(); 是 COM4_SEG_SET(); IO對應段取反所得
COM_L(4); 拉低 COM4口
其他類似
這里說明一點,我是先將 IO口電平輸出再配置功能的,因為在實際操作過程中會發現從高阻態轉換至強推模式時會有 零點幾微秒的脈沖干擾,具體寬度根據單片機速度來決定。
大概是因為單片機在從強推模式轉換至高阻態時 IO配置雖被改變,但輸出寄存器中的數據還會繼續保持,所以才會有脈沖干擾的吧,先將 IO口輸出電平改變再將 IO口狀態從高阻切換至強推時就不會有脈沖干擾了
這是先配置 IO輸出狀態再修改輸出電平的,后來想了下,寄存器中應該是保存了后一次 IO輸出的電平,所以從高阻態切換至強推后直接將輸出相應的電平,等到再次配置 IO口輸出的電平時這是才會改變,所以才會在開始的時候有一個低脈沖。