1 筆段型液晶顯示器件

筆段型液晶顯示器件是指以長(zhǎng)條狀顯示像素組成一位顯示類型的液晶顯示器件，簡(jiǎn)稱段型液晶顯示器件。段型顯示器件主要是顯示數(shù)字，或圍繞數(shù)字顯示。在形狀中總是圍繞"8"的結(jié)構(gòu)變化。其中以七段顯示為常用。段型液晶顯示器件的驅(qū)動(dòng)分為兩類：一是靜態(tài)驅(qū)動(dòng)；二是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)。由于段型動(dòng)態(tài)液晶顯示器件尋址路數(shù)一般不超過4路，故動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)通常稱為多路尋址驅(qū)動(dòng)。多路尋址驅(qū)動(dòng)液晶顯示器件結(jié)構(gòu)如圖1所示，引腳排布如表1所列。其中PIN1～3為液晶SEGMENT段，PIN4～6為液晶COM段。PB.0、PB.1、PB.2、PA.7、PA.6、PA.5為單片機(jī)驅(qū)動(dòng)管腳。

2 筆段型液晶顯示的驅(qū)動(dòng)

由于LCD在各個(gè)像素點(diǎn)上應(yīng)加上AC電壓(加上直流電壓將會(huì)引起性損壞)，因此，LCD顯示器的對(duì)比度由提供到每個(gè)像素上的實(shí)際RMS電壓控制，這個(gè)值相當(dāng)于COM引腳上RMS電壓減去SEG引腳上電壓。只有當(dāng)RMS電壓大于LCD的飽和電壓才能打開像素點(diǎn)，同時(shí)必須小于閾值電壓才能關(guān)閉像素點(diǎn)。這種要求限制了直流電路的零電壓，而且不能以少數(shù)目的連接來控制盡可能多的像素點(diǎn)。為此，需要由系統(tǒng)來控制單片機(jī)以產(chǎn)生時(shí)間和增益都可變的信號(hào)提供給LCD顯示器使用。這種信號(hào)的占空比決定了使用COM口的個(gè)數(shù)，也稱為底板或COMS。通常占空比有1／2、1／3、1／4 (分別表示COM的個(gè)數(shù)為2、3、4)，可以用來定義每個(gè)LCD信號(hào)幀內(nèi)的時(shí)間分割數(shù)。圖2所示是3個(gè)COM口上的電壓時(shí)序信號(hào)波形。圖3則為l／3占空比和1／2偏壓值的LCD信號(hào)。3個(gè)COM口中，每個(gè)COM均有亮、滅兩種狀態(tài)，因此共有23種狀態(tài)。

3 顯示驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 HT48系列單片機(jī)簡(jiǎn)介[2]

HT48系列是8位的高性能、高效益的RISC結(jié)構(gòu)單片機(jī)，適用于多輸入／輸出的控制，該系列包含HT48R10A-1／HT48C10-1、HT48R30A-1／HT48C30-l、HT48R50A-1／HT48C50-1、HT48R70A-1／HT48C70-1等型號(hào)。其內(nèi)部特殊特性(如暫停、喚醒功能、振蕩器選擇和蜂鳴器驅(qū)動(dòng)等)提升了單片機(jī)的靈活度，同時(shí)也降低了成本。該系列產(chǎn)品主要的不同在于I／O引腳數(shù)目、RAM和ROM的容量、定時(shí)器數(shù)目和大小等，其中HT48R10A-1、HT48R30A-1、HT48R50A-1、HT48R70A-1為可編程單片機(jī)(One-TimeProgrammable，OTP)，而HT48C10-1、HT48C30-1、HT48C50-1、HT48C70-1為掩膜版，它們與OTP版完全兼容。

3.2 硬件電路

圖4所示是基于AT48系列單片機(jī)的LCD驅(qū)動(dòng)電路。圖中的5 V電源經(jīng)電阻分壓后分別接在PA7～PA5口，U1為HT48R10A-1單片機(jī)。HT48系列單片機(jī)I／O口通過控制寄存器(PAC、PBC、PCCl可設(shè)置成三種狀態(tài)。例如：SET PAC.7，PA.7為輸入態(tài)，相當(dāng)于高阻態(tài)。5 V電壓經(jīng)R4、R1分壓接入液晶COM3時(shí)，其電壓為：VCOM3=5R1／(R1+R4)=2.5V(VB)；CLR PAC.7，PA.7為輸出態(tài)，CLR PA.7，PA.7輸出為低電平，當(dāng)該低電平直接接在液晶COM3時(shí)，電壓為0 V(VSS)；SET PA.7，PA.7輸出高電平，高電平直接接在液晶COM3上，電壓為5 V (VA)。這樣就可得到3個(gè)COM 口的液晶驅(qū)動(dòng)電壓。

3.3 軟件設(shè)計(jì)

由圖2可知，每一個(gè)COM口的一幀信號(hào)均含有6個(gè)脈沖周期。由圖3所示的驅(qū)動(dòng)輸出時(shí)序，當(dāng)SEGMENTS信號(hào)在6個(gè)脈沖周期里分別為H、L、H、L、H、L時(shí)為全不亮，當(dāng)SEGMENTS信號(hào)在6個(gè)脈沖周期里分別為L(zhǎng)、H、L、H、L、H時(shí)為全亮。由此，根據(jù)圖3給出的時(shí)序圖，就可以點(diǎn)亮或熄滅段型液晶顯示器的任何一位。其模擬脈沖子程序如下：


顯示筆段A段可由COM0和PB.1共同控制。但在COM0上除了可控制A段以外，還可控制B段。因此在點(diǎn)亮A段時(shí)，同時(shí)要熄滅B段。其部分程序如下：

顯示其余各段時(shí)，可依據(jù)圖3所示的時(shí)序，在1～6模擬脈沖內(nèi)將相應(yīng)的SEGMENT腳置高或者清零。尤其要注意是，筆段型液晶驅(qū)動(dòng)時(shí)，不點(diǎn)亮的段位要做熄滅處理。

4 結(jié)束語

通過本文介紹的驅(qū)動(dòng)方案，可以從機(jī)理上掌握筆段型液晶驅(qū)動(dòng)方法。在液晶顯示不太復(fù)雜的設(shè)計(jì)中，采用這種方法可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、節(jié)約成本。通過作者在多種數(shù)字儀表上的應(yīng)用證明，該方法效果很好。

  

參考文獻(xiàn):

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[9]. HT48C70-1 datasheet http://www.hbjingang.com/datasheet/HT48C70-1_387607.html.
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[11]. HT48C30-1 datasheet http://www.hbjingang.com/datasheet/HT48C30-1_1091236.html.