32段CMOSLCD驅(qū)動器AY0438及其與單片機的接口設(shè)計Interfacingto32-SegmentCMOSLCDDriverandMCU

摘要：AY0438是Microchip公司生產(chǎn)的32段CMOS LCD驅(qū)動器，它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便?？稍趩纹瑱C的控制下直接驅(qū)動 LCD顯示模塊。文中介紹了AY0438的引腳功能和電氣參數(shù)。給出了AY0438在PIC16C71單片機的控制下驅(qū)動LCD 顯示模塊的實際應(yīng)用電路及程序。

關(guān)鍵詞：LCD顯示；驅(qū)動器；單片機；接口；AY0438

1. 概述

AY0438是Microchip公司生產(chǎn)的一種完整的MCOS顯示驅(qū)動器，可在單片機或微處理器的控制下直接驅(qū)動 LCD顯示模塊。它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。特別是在驅(qū)動32段LCD顯示器方面，更能顯示出它的精巧和方便。AY0438只用三條控制線即可連續(xù)不斷地向與它相連的LCD顯示器輸送驅(qū)動信號。該器件內(nèi)含32位鎖存器，它既可對被顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，也可以鎖存微處理器的狀態(tài)或波形。

AY0438能夠驅(qū)動任何標(biāo)準(zhǔn)的LCD顯示器，也可以驅(qū)動與標(biāo)準(zhǔn)LCD顯示器相類似的顯示器相類似的顯示模塊。可顯示用于7段、9段、14段或16段字符、十進(jìn)制數(shù)的“+”“- ”號以及其它特殊字符。如果需要顯示更多段位的數(shù)據(jù)或字符，則可將幾個AY0438驅(qū)動器連起來使用。 AY0438內(nèi)含時鐘振蕩器?？蔀橄到y(tǒng)提供精確的時鐘輸入信號，如果設(shè)計人員希望使用外部時鐘，可在 LCDφ和地之間串接一只電容器,根據(jù)電容值的大小來確定時鐘頻率的高低。

AY0438有兩種封裝方式，一種采用40腳PDIP封裝，另一種采用44腳PLCC形式。另外，為了方便在某些特殊情況下的使用，Microchip公司還可以提供未經(jīng)包裝的AY0438器件。

AY0438的主要特點如下：

·可為任何結(jié)構(gòu)的32段LCD提供驅(qū)動信號；

·采用CMOS工藝技術(shù)；

·電源電壓適用范圍寬；

·工作電壓低；

·具有很高噪聲擬制能力；

·溫度范圍寬；

·CMOS信號與TTL輸入信號完全兼容；

·所有引腳均經(jīng)過防靜電的保護(hù)處理；

·具有片內(nèi)時鐘振蕩器；

·控制簡單，只用三條控制線即可控制芯片的全部功能。

2. 引腳功能及電氣參數(shù)

2.1引腳排列及功能

AY0438采用40腳PDIP封裝，其引腳排列如圖1所示，表1所列為各引腳的說明。

2.2電氣參數(shù)

盡管AY0438有較寬的電氣參數(shù)范圍，但在設(shè)計時亦應(yīng)考慮合理的電氣參數(shù)，表2所列是AY0438在正常工作時的電氣參數(shù)。

3. 操作過程

AY0438LCD顯示驅(qū)動器是由32bit狀態(tài)移位寄存器、鎖存器、32段驅(qū)動器和內(nèi)部時鐘發(fā)生器等電路組成的。圖2是它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，現(xiàn)將幾個主要引腳的工作原理加以說明。

3.1DATA IN和CLOCK

AY0438的內(nèi)部移位寄存器是在時鐘信號的下降沿進(jìn)行移位和輸出的。工作時，移位寄存器中的數(shù)據(jù)在每個時鐘信號的下降沿邏輯向左移一位。假如時鐘為 32位脈沖且LOAD信號已被激活，那么，第一個時鐘脈沖時的數(shù)據(jù)輸入信號將在SEG32腳輸出，而最后一個時鐘脈沖時的數(shù)據(jù)信號將在SEG1腳輸出。這樣，在每一個32位移位完成時，系統(tǒng)都會推出一個新的輸出。當(dāng)DATA IN為邏輯“1”時，如果對應(yīng)的位置正在被激活或者顯示，那么Seg-ment output的輸出采用背景輸出方式進(jìn)行。圖3給出了AY0438的操作時序。

3.2LOAD

當(dāng)LOAD端的輸入為邏輯“1”時，AY0438將通過鎖存器把移位寄存器中的數(shù)據(jù)鎖存到與其控制所對應(yīng)的器件段位上。一旦 LOAD信號結(jié)束高電平，那么鎖存器將結(jié)束鎖存。這時的移位寄存器和段位驅(qū)動器將一致保持暢通地連接。

3.3LCDφ

在外部LCDφ與地之間接一個電容器可以產(chǎn)生用驅(qū)動LCDφ的外部擴(kuò)展時鐘信號 ,這樣做的好處是能夠通過改變電容器的值來得到不同的時鐘頻率。當(dāng)然，也可以通過片內(nèi)固有的時鐘振蕩器。無論是采用擴(kuò)展時鐘還是采用片內(nèi)時鐘， 都能得到用于驅(qū)動背景電極的輸出電壓。利用片內(nèi)時鐘時，LCDφ端可以懸空不接。而采用擴(kuò)展時鐘時，其背景輸出的狀態(tài)與輸入時鐘有關(guān)。

在將多個AY0438連接在一起使用時，可在第一個AY0438的LCDφ與地之間接上電容器，然后將其產(chǎn)生的背影輸出接到下一個芯片的 LCDφ輸入端，依次連接下去最后一個芯片的背景輸出用于驅(qū)動LCD顯示模聲的背景電極。圖4是兩片AY0438的連接圖。

4. 基于PIC16C71單片機的應(yīng)用電路及編程

為了防止和避免數(shù)據(jù)輸入到負(fù)載之間因阻塞或空閑等意外情況而引起系統(tǒng)工作的不正常，在時鐘信號的下降沿，AY0438的DATA IN和LOAD信號的狀態(tài)都不改變。圖5是AY0438在PIC16C71單片機的控制下驅(qū)動4 位7段LCD顯示器的典型應(yīng)用電路。連接時，將CLK、DATA IN和LOAD分別接到PIC16C71單片機的PB0、PB1和PB2上，把SEG1～7、SEG9～15 、SEG17～23和SEG25～31分別依次連接到4位7段LCD顯示模塊的第一、第三、第二和第四位上。另外，在 PIC16C71的PB7端連接一個微動開關(guān)，用于檢查系統(tǒng)是否阻塞。如果發(fā)生阻塞，通過PB7可以重新設(shè)定LCD 模塊上從第一位到最后一位的值。下面是對PIC16C71單片機的編程：