基于HT48單片機的筆段型液晶顯示的簡易驅動設計

筆段型液晶顯示器件是指以長條狀顯示像素組成一位顯示類型的液晶顯示器件，簡稱段型液晶顯示器件。
1 筆段型液晶顯示器件
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的結構變化。其中以七段顯示最為常用。段型液晶顯示器件的驅動分為兩類：一是靜態(tài)驅動；二是動態(tài)驅動。由于段型動態(tài)液晶顯示器件尋址路數(shù)一般不超過4路，故動態(tài)驅動通常稱為多路尋址驅動。多路尋址驅動液晶顯示器件結構如圖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為單片機驅動管腳。

2 筆段型液晶顯示的驅動
由于LCD在各個像素點上應加上AC電壓(加上直流電壓將會引起永久性損壞)，因此，LCD顯示器的對比度由提供到每個像素上的實際RMS電壓控制，這個值相當于COM引腳上RMS電壓減去SEG引腳上電壓。只有當RMS電壓大于LCD的飽和電壓才能打開像素點，同時必須小于閾值電壓才能關閉像素點。這種要求限制了直流電路的零電壓，而且不能以最少數(shù)目的連接來控制盡可能多的像素點。
為此，需要由系統(tǒng)來控制單片機以產生時間和增益都可變的信號提供給LCD顯示器使用。這種信號的占空比決定了使用COM口的個數(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的個數(shù)為2、3、4)，可以用來定義每個LCD信號幀內的時間分割數(shù)。圖2所示是3個COM口上的電壓時序信號波形。圖3則為l／3占空比和1／2偏壓值的LCD信號。3個COM口中，每個COM均有亮、滅兩種狀態(tài)，因此共有23種狀態(tài)。

3.2 硬件電路
圖4所示是基于AT48系列單片機的LCD驅動電路。圖中的5 V電源經電阻分壓后分別接在PA7～PA5口，U1為HT48R10A-1單片機。HT48系列單片機I／O口通過控制寄存器(PAC、PBC、PCCl可設置成三種狀態(tài)。例如：SET PAC.7，PA.7為輸入態(tài)，相當于高阻態(tài)。5 V電壓經R4、R1分壓接入液晶COM3時，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，當該低電平直接接在液晶COM3時，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COM 口的液晶驅動電壓。
3.3 軟件設計
由圖2可知，每一個COM口的一幀信號均含有6個脈沖周期。由圖3所示的驅動輸出時序，當SEGMENTS信號在6個脈沖周期里分別為H、L、H、L、H、L時為全不亮，當SEGMENTS信號在6個脈沖周期里分別為L、H、L、H、L、H時為全亮。由此，根據(jù)圖3給出的時序圖，就可以點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。因此在點亮A段時，同時要熄滅B段。其部分程序如下：