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段式LCD原理

来源:深圳市迈晶电子有限公司         添加时间:2018-12-29

LCD驱动必须使用交流电压驱动才能保持稳定的显示,如果在LCD上加上稳定的直流电压,不但不能正常显示,时间久了还会损坏LCD。

一段LCD由背电极和段电极组成,需要显示时,在背电极和段电极之间加上合适的交流电压(通常使用方波)。为了调节对比度,可以调节方波中每半个周期中显示的时间(即占空比)来实现。

通常,为了节约驱动口,将多个背电极连在一起,形成公共背电极端:COM。

另外,再将属于不同COM的段电极连接在一起,形成公共段电极端:SEG。当在某个COM和某个SEG之间加了足够的交流电压之后,就会将对应的段点亮(实际上是变黑)。

像迈晶的板子上使用的这种LCD,有4个COM,还有16个SEG。要想某一SEG显示时,需要在对应的SEG和COM之间加上足够的交流电压。在迈晶的板子上,COM驱动使用了两个电阻分压,输出电压为1/2Vcc,当不想让某位显示时,就将它的电压设置为1/2Vcc(通过设置IO口为高阻态来完成),这样加在对应的SEG和COM之间的电压只有1/2Vcc,不足以点亮对应的SEG。

需要显示的,就将COM电压设置为0或者1,这样SEG电压跟COM电压相反的段就被点亮了(变黑),因为它们之间的电压为Vcc。通过定期扫描每个COM,即可稳定的在LCD上显示需要的图形了。需要显示字符或者数字时,自己先将对应的图案设计好,在显示时,发送到相应的SEG和COM上即可。但是如果使用100%的时间都驱动的话,会造成对比度太高,甚至出现不该显示的地方也显示了。因此在显示一段时间后,就将COM和SEG都设置为低,以关闭它的显示,降低对比度。通过调节关闭时间的长短(PWM),可以调节对比度。在下面的测试程序中,为了简化程序,使用了50%固定的占空比。

为了方便描述,我们把COM为低电平时点亮叫做正亮,COM为高电平时点亮叫做负亮。扫描每个COM分成4个阶段:正亮,关闭,负亮,关闭。因对于本板子上的LCD驱动,总共有16个状态,每个COM都有上面所说的4个状态。我们每隔2ms就切换一次状态,这样整个扫描周期就是2*16=32ms,基本上感觉不到闪烁。

但是需要注意的是,这个LCD中的每个COM并不是刚好对应着显示图中的一个字符的位置。每个COM都对应着每个显示字符中的相同4段!换句话说,要显示第一个字符位置的字符,每个COM都要被用到。因此,要改变某个字符位置的显示,就需要改变每次COM输出时对应的SEG中的4段。为此,建立一个缓冲区,当需要修改显示字符时,就修改缓冲区中的内容。这个缓冲区有4行,每行中有16个SEG,对应着一个COM。需要修改显示时,把每行中对应的4个SEG设置为需要的值,这样就实现了某个显示位置图案的修改。

为了显示字符,需要事先把需要显示的字符按照SEG和COM的分布,制作成数据保存起来,需要显示时,就把它复制到显示缓冲区中对应的位置去。另外,由于输入的参数是字符的ASCII码,因此还需要将ASCII码转换为对应的字符图案的索引值。使用一个专门的函数来完成这些转换和填充缓冲区,在需要修改显示数据时,就调用该函数。

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