点阵型液晶显示LCD控制电路的原理

LCD控制电路的原理液晶显示控制用于点阵型液晶显示驱动的控制，该控制器属于计算机I/O设备接口，受控于MPU，操纵着液晶显示驱动器，以实现在点阵型液晶显示器件上的各种显示功能。它的使用使MPU摆脱了繁琐的显示控制，使得点阵型液晶显示器件更加适用于智能化系统中。控制器的特点可归纳为：①具有简捷的MPU接口，控制器对MPU呈现一般并行接口的通用特点。②具有一套完整的逻辑控制线路和时序发生器，可完成显示缓冲区的管理功能和实现对各种功能的控制。③具备功能齐全的控制指集，可以方便地通过编程实现MPU对控制器本身乃至液晶显示器件的显示功能的控制。④具有显示数据的传输能力和时序脉冲信号的发送能力，可直接控制液晶显示驱动器。在结构上液晶显示控制可分为接口部、控制部和输出部三个组成部分。（1）接口部接口部用来接收MPU发来的指令和数据，并向MPU反馈所需的数据信息。接口部具两个通道口，一个为指令通道口；另一个为数据通道口。指令通道口用来接收并暂存MPU发来的指令码，等待控制器内部逻辑电路译码以实现相应的功能。该通道还连接”忙”（busy）标志寄存器。标志”忙”表示当前控制器内部的操作状态。MPU可以通过读出指令通道来取出”忙”标志，用以决定何时对控制器操作。数据通道口是用来接收和发送显示数据的。MPU可以通过数据通道口访问显示缓冲区，控制器的指令多带有参量的补充，比如光标地址指针的设置，设置指令后要紧跟两个字节的地址参量的输入。这类参量也要通过数据通道口传输到相应的参量寄存器中，此时的指令代码犹如寄存器的选择代码，以选通各类参量寄存器。在接口部除了引出8位数据总线外，还有几条控制信号的输入线，如读写控制信号、片选信号、通道口选择信号、使能信号以及复位信号等，某种型号的控制器都是为了适应某系列MPU而设计接口部及信号线的。（2）控制部液晶显示控制器具有独立处理信息的能力。液晶显示控制部就是这种能力的实现电路。具有独立的时序振荡器和逻辑控制线路，从而实现对显示缓冲区RAM的管理和对字符发生器的设置；实现对液晶显示驱动器的各种时序脉冲信号的产生，并可根据参量寄存器的某些状态将不同显示缓冲区的数据进行某种规律的组合，然后发送出去，以实现各种显示的效果。任何一种显示器件的显示都需要建立显示的缓冲区，液晶显示器件也不例外。为了不占用MPU的内存资源，液晶显示控制器具备管理RAM的能力。由于显示的缓冲区随显示画面的大小变化，所以显示的缓冲区一般都不集成在控制器内部而是以控制器的周边电路形式与控制连接。因此控制的引脚除了电源功能及某些硬件设置功能外，主要的是对显示缓冲区的管理，一般具有16位地址输出线、8位数据线以及读、写控制输出线等。显示缓冲区的作用是保存当前的显示数据。显示屏上的液晶像素点阵在该区都有相对应的单元。在字符方式下，显示缓冲单元存储着当前显示字符代码，控制器根据代码确定字符发生器地址的高8位，并把该地址的一组字符字模送到显示屏上对应的位置显示。在此方式下，缓冲区单元（一个字节）对应着显示屏上的一个字符位块（如5×7点阵）。控制器在具有合成显示功能时，显示缓冲可能划分出字符显示区和图形显示区。这种划分一般是通过设置指令来设置各区的首地址及长度。当缓冲区分配完成后，各显示区的性质就确定下来了，而且与显示屏位置的对应关系也就确定下来了。在同一显示屏的显示画面上，字符显示区和图形显示区的空间大小之比一般为1∶8（字符为8×8点阵时）。控制器内嵌有100多种常用的字符、数字、符号等的字符发生器CGROM。为了满足用户的需要，控制器还应具有管理外部扩展的字符发生器CGRAM和CGROM的能力，用户可充分利用这个区域建立自定义字符的字模库以实现特殊的显示要求。（3）驱动部驱动部是控制器对液晶显示模块的接口。它向液晶显示模块中的驱动器提供所需的帧扫描信号，行、列移位脉冲，行、列锁存脉冲，列显示数据信号以及驱动器交流驱动波形信号等输出信号。驱动部在刷新地址指针的寻址下把显示数据送至显示混合电路，在并/串电路中转换成串行显示数据形式输出。输出的脉冲时序由时序发生器产生。液晶显示模块对控制次序的配置是有要求的，控制器并不是适用于各种驱动器，所以液晶显示模块所使用的驱动电路形式限制了控制器，这种限制主要体现在对控制驱动部的数据输出方式有一定的要求。（4）指令集控制器具有一套专用指令，用以MPU对其进行操作。指令集一般可以分为三大类。①系统工作设置类此类指令为系统工作方式的设置、显示缓冲区划分等。②显示方式设置类此类指令为显示状态、显示方式、显示合成和光标显示设置等。③数据操作类此类指令有地址指针设置、地址指针变化方向设置以及读、写操作命令等。