单片机直接驱动段式液晶

0X00

　　最近几天需要用到段式液晶，同事打样回来，惊奇发现驱动不了，放狗一顿搜，才发现硬件连接错误，同事直接把seg com直接连接到单片机IO上了，直接用IO来驱动段式液晶不是不可以，但是1/2偏压的液晶还好，再往上1/3,1/4...etc就异常费劲，通用的做法是使用ht1621类似的驱动芯片。这涉及到LCD的相关知识，就记录一下吧。

　　参考资料：

　　液晶原理百度文库

　　silicon labs 公司AN202关于直接驱动的方案

 

0X01 LCD的显示原理

　　LCD的结构从底到上依次为 偏振片 玻璃基板 液晶分子 玻璃基板 偏振片 上下两个偏振片呈90度，简而言之，基板之间不加交流电时液晶分子会导致光线转向从而穿过两个呈90度的偏振片，而加上超过阈值交流电以后液晶不再对光线有转向作用，导致光线不能穿过偏振片，从而产生明暗变化(装作很懂的样子)，至于为什么需要加交流电，因为如果只用直流电会导致液晶寿命变短、重影。。。。

 

0X02 控制方式

　　在LCD的参数中有几个重要参数，duty，bias，driver voltage。duty表示扫描周期一般为与com引脚个数有关，bias表示偏压,偏压1/3表示把VDD分三份，电压差越大越亮，bias与com引脚个数也有关系，因为com脚越多周期越短，为了保持亮度一致，需要提高选通和不选通的电压差。需要分更多份电压。。。（更不懂了，敬请参考文首文库资料）一图胜万言。

　　

0X03 驱动芯片驱动段式液晶

　　使用ht1621等驱动芯片比较容易驱动，根据RAM映射表填入数据即可，驱动芯片会自动更新数据。

　　

0X04 单片机直接驱动

　　刚开始用硬件直接驱动我是拒绝的，想想都觉得麻烦，经过两天的学习（恩，真的花了两天时间。。。），详细了解了驱动过程，仔细思考一番，觉得直接驱动也不是那么麻烦，为了纪念两天时光，用了一下午写了个驱动，验证了自己思考的时序，我这份驱动没有使用定时器，如果使用的话最好在全状态机环境下使用，避免阻塞，当然你也可以自己加到定时器中断里。仅仅为验证想法，不多说上代码。

 

  1 //芯片：stm8s007
  2 //开发环境：windows IAR
  3 //液晶模块与单片机连接比较乱，所以自己重定义了一下，
  4 //液晶参数：1/4duty,1/3bias,5V driver voltage
  5 //com口采用上下拉电阻产生一个中间电压
  6 
  7 #include "display.h"
  8 
  9 #define SEG_ALL_ON  (0xffffffff)
 10 #define SEG_ALL_OFF (0x00000000)
 11 
 12 //PA_ODR_ODR0
 13 #define PIN(__port,__pin) (P##__port##_ODR_ODR##__pin)
 14 //PE_CR1_C10
 15 #define PINOD(__port,__pin) (P##__port##_CR1_C1##__pin)
 16 
 17 #define SEG1(__val) (PIN(B,7)=(__val))
 18 #define SEG2(__val) (PIN(A,6)=(__val))
 19 #define SEG3(__val) (PIN(A,3)=(__val))
 20 #define SEG4(__val) (PIN(D,3)=(__val))
 21 #define SEG5(__val) (PIN(D,2)=(__val))
 22 #define SEG6(__val) (PIN(D,0)=(__val))
 23 #define SEG7(__val) (PIN(E,0)=(__val))
 24 #define SEG8(__val) (PIN(E,1)=(__val))
 25 #define SEG9(__val) (PIN(E,2)=(__val))
 26 #define SEG10(__val) (PIN(E,3)=(__val))
 27 #define SEG11(__val) (PIN(G,0)=(__val))
 28 #define SEG12(__val) (PIN(G,1)=(__val))
 29 #define SEG13(__val) (PIN(C,7)=(__val))
 30 #define SEG14(__val) (PIN(C,6)=(__val))
 31 #define SEG15(__val) (PIN(C,5)=(__val))
 32 #define SEG16(__val) (PIN(C,4)=(__val))
 33 #define SEG17(__val) (PIN(C,3)=(__val))
 34 #define SEG18(__val) (PIN(C,2)=(__val))
 35 #define SEG19(__val) (PIN(C,1)=(__val))
 36 #define SEG20(__val) (PIN(E,5)=(__val))
 37 
 38 //PE_CR1 |= BIN(0,0,0,0, 0,0,0,0);//0 open drain 1 push-pull
 39 #define COM4_ODR(__val) (PIN(E,6)=(__val))
 40 #define COM4_DIR(__val) (PINOD(E,6)=(__val))
 41 #define COM3_ODR(__val) (PIN(E,7)=(__val))
 42 #define COM3_DIR(__val) (PINOD(E,7)=(__val))
 43 #define COM2_ODR(__val) (PIN(B,0)=(__val))
 44 #define COM2_DIR(__val) (PINOD(B,0)=(__val))
 45 #define COM1_ODR(__val) (PIN(B,1)=(__val))
 46 #define COM1_DIR(__val) (PINOD(B,1)=(__val))
 47 
 48 #define COM1(__val) (COM1_DIR(1),COM1_ODR(__val))
 49 #define COM1_OD()   (COM1_DIR(0),COM1_ODR(1))
 50 #define COM2(__val) (COM2_DIR(1),COM2_ODR(__val))
 51 #define COM2_OD()   (COM2_DIR(0),COM2_ODR(1))
 52 #define COM3(__val) (COM3_DIR(1),COM3_ODR(__val))
 53 #define COM3_OD()   (COM3_DIR(0),COM3_ODR(1))
 54 #define COM4(__val) (COM4_DIR(1),COM4_ODR(__val))
 55 #define COM4_OD()   (COM4_DIR(0),COM4_ODR(1))
 56 
 57 
 58 static void seg_load(uint32_t val)
 59 {
 60     SEG1(val&0x0001);
 61     val >>= 1;
 62     SEG2(val&0x0001);
 63     val >>= 1;
 64     SEG3(val&0x0001);
 65     val >>= 1;
 66     SEG4(val&0x0001);
 67     val >>= 1;
 68     SEG5(val&0x0001);
 69     val >>= 1;
 70     SEG6(val&0x0001);
 71     val >>= 1;
 72     SEG7(val&0x0001);
 73     val >>= 1;
 74     SEG8(val&0x0001);
 75     val >>= 1;
 76     SEG9(val&0x0001);
 77     val >>= 1;
 78     SEG10(val&0x0001);
 79     val >>= 1;
 80     SEG11(val&0x0001);
 81     val >>= 1;
 82     SEG12(val&0x0001);
 83     val >>= 1;
 84     SEG13(val&0x0001);
 85     val >>= 1;
 86     SEG14(val&0x0001);
 87     val >>= 1;
 88     SEG15(val&0x0001);
 89     val >>= 1;
 90     SEG16(val&0x0001);
 91     val >>= 1;
 92     SEG17(val&0x0001);
 93     val >>= 1;
 94     SEG18(val&0x0001);
 95     val >>= 1;
 96     SEG19(val&0x0001);
 97     val >>= 1;
 98     SEG20(val&0x0001);
 99     val >>= 1;
100 }
101  
102 void display_init()
103 {
104     PE_DDR |= BIN(1,1,0,0, 0,0,0,0);//0 in 1 out
105     PE_CR1 |= BIN(0,0,0,0, 0,0,0,0);//0 open drain 1 push-pull
106     PE_CR2 |= BIN(1,1,0,0, 0,0,0,0);//0 2M 1 10M
107     
108     PB_DDR |= BIN(0,0,0,0, 0,0,1,1);//0 in 1 out
109     PB_CR1 |= BIN(0,0,0,0, 0,0,0,0);//0 open drain 1 push-pull
110     PB_CR2 |= BIN(0,0,0,0, 0,0,1,1);//0 2M 1 10M
111     
112     
113     PA_DDR |= BIN(0,1,0,0, 1,0,0,0);//0 in 1 out
114     PA_CR1 |= BIN(0,1,0,0, 1,0,0,0);//0 open drain 1 push-pull
115     PA_CR2 |= BIN(0,1,0,0, 1,0,0,0);//0 2M 1 10M
116     
117     PB_DDR |= BIN(1,0,0,0, 0,0,0,0);//0 in 1 out
118     PB_CR1 |= BIN(1,0,0,0, 0,0,0,0);//0 open drain 1 push-pull
119     PB_CR2 |= BIN(1,0,0,0, 0,0,0,0);//0 2M 1 10M
120     
121     PC_DDR |= BIN(1,1,1,1, 1,1,1,0);//0 in 1 out
122     PC_CR1 |= BIN(1,1,1,1, 1,1,1,0);//0 open drain 1 push-pull
123     PC_CR2 |= BIN(1,1,1,1, 1,1,1,0);//0 2M 1 10M
124     
125     PD_DDR |= BIN(0,0,0,0, 1,1,0,1);//0 in 1 out
126     PD_CR1 |= BIN(0,0,0,0, 1,1,0,1);//0 open drain 1 push-pull
127     PD_CR2 |= BIN(0,0,0,0, 1,1,0,1);//0 2M 1 10M
128     
129     PE_DDR |= BIN(0,0,1,0, 1,1,1,1);//0 in 1 out
130     PE_CR1 |= BIN(0,0,1,0, 1,1,1,1);//0 open drain 1 push-pull
131     PE_CR2 |= BIN(0,0,1,0, 1,1,1,1);//0 2M 1 10M
132     
133     PG_DDR |= BIN(0,0,0,0, 0,0,1,1);//0 in 1 out
134     PG_CR1 |= BIN(0,0,0,0, 0,0,1,1);//0 open drain 1 push-pull
135     PG_CR2 |= BIN(0,0,0,0, 0,0,1,1);//0 2M 1 10M
136     
137     COM1_OD();
138     COM2_OD();
139     COM3_OD();
140     COM4_OD();
141     seg_load(SEG_ALL_ON);
142 }
143 
144 uint32_t g_wTestValue=1;
145 static void dispaly_com()
146 {
147     static enum{
148         DISPLAY_COM_START = 0,
149         DISPLAY_COM_COM1,
150         DISPLAY_COM_COM2,
151         DISPLAY_COM_COM3,
152         DISPLAY_COM_COM4,
153     }s_emState = DISPLAY_COM_START;
154     static uint8_t IsTrue=1;
155     
156     switch(s_emState) {
157         case DISPLAY_COM_START:
158             s_emState = DISPLAY_COM_COM1;
159             //break;
160         case DISPLAY_COM_COM1:
161             COM1_OD();
162             COM2_OD();
163             COM3_OD();
164             COM4_OD();
165             if(IsTrue) {
166                 COM1(1);
167                 //seg_load(~g_wTestValue);
168                 //seg_load(~4096);
169                 seg_load(SEG_ALL_ON);
170             }else {
171                 COM1(0);
172                 //seg_load(g_wTestValue);
173                 //seg_load(4096);
174                 seg_load(SEG_ALL_OFF);
175             }
176             s_emState = DISPLAY_COM_COM2;
177             break;
178         case DISPLAY_COM_COM2:
179             COM1_OD();
180             COM2_OD();
181             COM3_OD();
182             COM4_OD();
183             if(IsTrue) {
184                 COM2(1);
185                 seg_load(~g_wTestValue);
186                 //seg_load(SEG_ALL_ON);
187             }else {
188                 COM2(0);
189                 seg_load(g_wTestValue);
190                 //seg_load(SEG_ALL_OFF);
191             }
192             s_emState = DISPLAY_COM_COM3;
193             break;
194         case DISPLAY_COM_COM3:
195             COM1_OD();
196             COM2_OD();
197             COM3_OD();
198             COM4_OD();
199             if(IsTrue) {
200                 COM3(1);
201                 seg_load(SEG_ALL_ON);
202             }else {
203                 COM3(0);
204                 seg_load(SEG_ALL_OFF);
205             }
206             s_emState = DISPLAY_COM_COM4;
207             break;
208         case DISPLAY_COM_COM4:
209             COM1_OD();
210             COM2_OD();
211             COM3_OD();
212             COM4_OD();
213             if(IsTrue) {
214                 COM4(1);
215                 seg_load(SEG_ALL_ON);
216                 IsTrue = 0;
217             }else {
218                 COM4(0);
219                 seg_load(SEG_ALL_OFF);
220                 IsTrue = 1;
221             }
222             s_emState = DISPLAY_COM_START;
223             break;
224     }
225 }
226 
227 void display_task()
228 {
229     static enum{
230         DISPLAY_TASK_START = 0,
231         DISPLAY_TASK_COM,
232         DISPLAY_TASK_DLY,
233     }s_emState = DISPLAY_TASK_START;
234     static uint32_t s_wTimeCnt=0;
235     static uint32_t s_wCnt;
236     static uint8_t s_chWeiCnt;
237     
238     switch(s_emState) {
239         case DISPLAY_TASK_START:
240             s_emState = DISPLAY_TASK_COM;
241             s_wTimeCnt = 0;
242             //break;
243         case DISPLAY_TASK_COM:
244             dispaly_com();
245             s_emState = DISPLAY_TASK_DLY;
246             break;
247         case DISPLAY_TASK_DLY:
248             if(++s_wTimeCnt >= 150) {
249                 s_wTimeCnt = 0;
250                 s_emState = DISPLAY_TASK_START;
251                 if(++s_wCnt >= 1000) {
252                     s_wCnt = 0;
253                     g_wTestValue<<=1;
254                     if(++s_chWeiCnt >= 20) {
255                         s_chWeiCnt = 0;
256                         g_wTestValue = 1;
257                     }
258                 }
259             }
260             break;
261     }
262 }

 

0X0FF 总结

　　经过两天学习，对段式液晶有了深入了解，新技能get。