单片机IO驱动LCD

来源：互联网发布：英语四级视频软件编辑：程序博客网时间：2024/06/05 22:02

用单片机IO口直接驱动段式LCD的方法

用IO口驱动段式LED（数码管）的方法相信大家比较清楚，但用IO口直接驱动段式LCD的方法相对复杂一些。在网上搜了一下单片机IO口驱动段式LCD的方法，大部分资料讲得不够清晰、具体，而且简单问题复杂化。后来查了LCD的显示原理，结合网上的相关介绍，发现IO口直接驱动段式LCD原理比较简单，用几句话就可以描述清楚：

1. LCD和LED的显示原理不一样：LED是加正向电压发光，而LCD必须交替加正、反向电压才会持续显示（可以做个实验，如果把恒定电压加到LCD的一段上，该段会显示一下，但马上不能显示，而且长时间加恒定电压，会加速LCD的老化和损坏）

2. 常听说1/2bias，1/3bias LCD，是什么意思呢？对于1/2bias LCD，假如LCD的显示电压是3V，则1/2bias是1.5V，也就是说在±3V电压作用时，LCD有显示；±1.5V及以下的电压作用时没有显示

3. 普通单片机IO口不能直接输出半高电平（1.5V），但可以用相等的上下拉电阻实现，当IO口设置为输入（高阻）时，由于上下拉电阻的分压作用，则产生一个半高电平（1.5V）

知道了以上3点后，动态驱动LCD就不是难事了，对于4*8段的LCD（4个COM，8个SEG，显示电压为3V，1/2bias），驱动方法如下：

1、四个COM采用交替扫描的方式，每个COM在相邻两次扫描时又进行电压交变的方式。

2、若扫描到某一个COM时，该COM输出3V（0V）:

与该COM相连的SEG输出与COM相反，ΔV=±3V，则该相连点亮；

与该COM相连的SEG输出与COM相同，ΔV=0，则该相连点不亮。

3、其他没有扫描到的COM，单片机IO口为输入，从而产生1/2 bias（1.5V），不管SEG为何值，ΔV<±1.5V，故该点不亮。

本人用4*8段的LCD自制了一个数字钟表，验证了以上方法的可行性，现把制作过程罗列如下

1. 原理图

说明：由于管脚不够用，所以时钟芯片DS1302的RST和LCD的一个SEG是复用的，只要在这个SEG无效的时候去读取时间就可以了，另外，3PIN串口是ISP下载程序用的。

2. 备料

3. 焊接

4. 实验结果

5. 不足之处

通过实验结果可以发现，不显示的SEG也有阴影

原因分析：纽扣电池电压3.7V，1/2bias是1.85V，大于1.5V，所以会出现阴影。

解决办法：选择工作电压小于3V的单片机和电压等于3V的电池（如2节干电池）

6. 程序源代码

/******************************************************************段式LCD驱动实验             外部晶体：12MHz                    作者：www.dzsj.net                 邮箱：wang9601@126.com             日期：2011.08.26                  *****************************************************************/#include <reg52.h>#include <stdio.h>//管脚定义sbit COM0=P3^5;sbit COM1=P3^4;sbit COM2=P3^3;sbit COM3=P3^2;sbit BI_4=P3^7;sbit RTC_CLK=P3^0;sbit RTC_IO=P3^1;sbit RTC_RST=P3^7;   //复用//P3口模式寄存器sfr P3M1=0xb1;sfr P3M0=0xb2;//当前时间（BCD码）：秒、分、时、日、月、星期、年unsigned char ClockBuffer[8]={0x34,0x12,0x08,0x20,0x03,0x05,0x09};//0～9的段码查询表//位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0//段   A  B  C  D  E  F  G  DOT code unsigned char seg_code[10]={~0x03,~0x9f,~0x25,~0x0d,~0x99,~0x49,~0x41,~0x1f,~0x01,~0x09};unsigned char ScanCoun=0;                  //动态扫描显示位数计数器unsigned char DisplayBuf[4]={1,2,3,4};               //4位数字对应的显示暂存//段码缓冲区unsigned char SegBuf[4]={0x00,0x00,0x00,0x00};//COM1、COM2、COM3、COM4的段码bit bi_4a=0; //COM0对应的4abit bi_4b=0; //COM1对应的4abit bi_4c=0; //COM2对应的4a//延时void dly(unsigned char x)   {unsigned char i;    for (i=0; i<x; i++);    }//ds1302写1字节void rtc_wt_byte(unsigned char sent_buf)         {unsigned char i;          for (i=0; i<8; i++)              {RTC_CLK=0;               if (sent_buf&0x01) RTC_IO=1;               else RTC_IO=0;               RTC_CLK=1;               dly(5);               sent_buf=sent_buf>>1;               }              RTC_CLK=0;              dly(5);           }//ds1302读1字节unsigned char rtc_rd_byte(void)          {unsigned char i,read_buf;           RTC_IO=1;         //RTC_IO置1，保证为输入状态           for (i=0; i<8; i++)               {read_buf=read_buf>>1;               RTC_CLK=0;               dly(5);                if (RTC_IO) read_buf=read_buf|0x80;                else read_buf=read_buf&0x7f;                RTC_CLK=1;                dly(5);               }           RTC_CLK=0;           dly(5);           return read_buf;          }//ds1302写入时间void rtc_wr_time(unsigned char *p_wt_time)           {unsigned char i;            unsigned char tmp1;            dly(30);            RTC_RST=1;            rtc_wt_byte(0xbe);         //burst写入时间            for (i=0; i<8; i++)                  {tmp1=*p_wt_time++;                   rtc_wt_byte(tmp1);                   }            RTC_CLK=0;            RTC_RST=0;           }//ds1302读出时间void rtc_rd_time(unsigned char *p_rd_time)           {unsigned char i;            unsigned char tmp1;            dly(30);            RTC_RST=1;            rtc_wt_byte(0xbf);        //burst读取时间            RTC_IO=1;            for (i=0; i<8; i++)                  {tmp1=rtc_rd_byte();                   *p_rd_time++=tmp1;                  }            RTC_CLK=0;            RTC_RST=0;           }//ds1302初始化void ini_rtc()         {RTC_CLK=0;          RTC_RST=0;          dly(30);                    RTC_RST=1;                          rtc_wt_byte(0x8e);        //写CONTROL寄存器          rtc_wt_byte(0x00);        //值:去掉写保护          RTC_RST=0;                //复位          RTC_RST=1;                //正常工作          rtc_wt_byte(0x90);        //写TRICKLE CHARGER寄存器          rtc_wt_byte(0xa9);        //值:使能充电，串联2个二极管，串联2k欧姆的电阻          RTC_CLK=0;          RTC_RST=0;         }//把4位数字的SEG放到COM1、COM2、COM3、COM4对应的段码//LCD的管脚定义与LED不同，它不是一个COM对应一位数字，而是对应每个数字的一部分SEG// 1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15 // <  1f  1a  2f  2a      3f  3a  4f  4a   >              --   ---- COM0 // <  1g  1b  2g  2b      2g  3b  4g  4b   >          --       ---- COM1 // <  1e  1c  2e  2c   :  3e  3c  4e  4c   >      --           ---- COM2 //    1d  1h  2d  2h      3d  3h  4d          --               ---- COM3void Seg2Seg(){unsigned char SegXX; SegBuf[0]=0; SegBuf[1]=0; SegBuf[2]=0x08; SegBuf[3]=0; bi_4a=0; bi_4b=0; bi_4c=0; SegXX=seg_code[DisplayBuf[0]];      //第1位数字 if (SegXX&0x80) SegBuf[0]|=0x40; if (SegXX&0x40) SegBuf[1]|=0x40; if (SegXX&0x20) SegBuf[2]|=0x40; if (SegXX&0x10) SegBuf[3]|=0x80; if (SegXX&0x08) SegBuf[2]|=0x80; if (SegXX&0x04) SegBuf[0]|=0x80; if (SegXX&0x02) SegBuf[1]|=0x80; if (SegXX&0x01) SegBuf[3]|=0x40;   SegXX=seg_code[DisplayBuf[1]];    //第2位数字 if (SegXX&0x80) SegBuf[0]|=0x10; if (SegXX&0x40) SegBuf[1]|=0x10; if (SegXX&0x20) SegBuf[2]|=0x10; if (SegXX&0x10) SegBuf[3]|=0x20; if (SegXX&0x08) SegBuf[2]|=0x20; if (SegXX&0x04) SegBuf[0]|=0x20; if (SegXX&0x02) SegBuf[1]|=0x20; if (SegXX&0x01) SegBuf[3]|=0x10;    SegXX=seg_code[DisplayBuf[2]];   //第3位数字 if (SegXX&0x80) SegBuf[0]|=0x02; if (SegXX&0x40) SegBuf[1]|=0x02; if (SegXX&0x20) SegBuf[2]|=0x02; if (SegXX&0x10) SegBuf[3]|=0x04; if (SegXX&0x08) SegBuf[2]|=0x04; if (SegXX&0x04) SegBuf[0]|=0x04; if (SegXX&0x02) SegBuf[1]|=0x04; if (SegXX&0x01) SegBuf[3]|=0x02;   SegXX=seg_code[DisplayBuf[3]];   //第4位数字 if (SegXX&0x80) bi_4a=1; if (SegXX&0x40) bi_4b=1; if (SegXX&0x20) bi_4c=1; if (SegXX&0x10) SegBuf[3]|=0x01; if (SegXX&0x08) SegBuf[2]|=0x01; if (SegXX&0x04) SegBuf[0]|=0x01; if (SegXX&0x02) SegBuf[1]|=0x01;}/*一个BCD码转化成两个十进制数（如：0x79转化成0x07和0x09）*/BcdToDec(unsigned char BcdValue,unsigned char *pDecValue)       {//if (BcdValue>=0x9a||(BcdValue&0x0f)>=0x0a) return 0;       *pDecValue++=(BcdValue&0xf0)>>4;        *pDecValue=BcdValue&0x0f;        //return 1;       }//初始化MCS51内部资源InitInterResource()       {IE=0;       //关全部中断        TCON=0;     //清全部中断请求        IP=0;       //清中断优先级           TMOD=0x01;  //T0工作方式1（16位定时器）        TH0=0x00;   //T0定时器辅初值        TL0=0x00;        TR0=1;      //允许T0定时        ET0=1;      //允许T0中断        EA=0;       //关全局中断                RTC_RST=0;       }void main()    {         InitInterResource();              ini_rtc();                    //初始化DS1302     rtc_wr_time(ClockBuffer);     //写入时间初始值     EA=1;         //开全局中断     while(1)        {                 }    }//定时器0中断服务程序，5ms定时器，4位数码管动态显示驱动void tmr0_p(void) interrupt 1    {     TL0=0x78;     //重新定时5ms     TH0=0xec;     Seg2Seg();     P3M1=0x3c;     P3M0=0x00;          switch(ScanCoun)                //动态扫描显示         {           case 0:                        //COM0正向驱动          P1= SegBuf[0];          BI_4= bi_4a;          COM0=0;                     P3M1=0x1c;                      //除COM0输出外，其余COM设为输入          P3M0=0x00;           break;                    case 1:                       //COM0反向驱动          P1= ~SegBuf[0];          BI_4= ~bi_4a;          COM0=1;                        P3M1=0x1c;          P3M0=0x00;          break;                              case 2:                       //COM1正向驱动          P1= SegBuf[1];          BI_4= bi_4b;          COM1=0;                       P3M1=0x2c;          P3M0=0x00;          break;                    case 3:                       //COM1反向驱动          P1= ~SegBuf[1];          BI_4= ~bi_4b;          COM1=1;                            P3M1=0x2c;          P3M0=0x00;          break;                              case 4:                       //COM2正向驱动          P1= SegBuf[2];          BI_4= bi_4c;          COM2=0;                             P3M1=0x34;          P3M0=0x00;          break;                    case 5:                       //COM2反向驱动          P1= ~SegBuf[2];          BI_4= ~bi_4c;          COM2=1;                            P3M1=0x34;          P3M0=0x00;          break;                    case 6:                       //COM3正向驱动          P1= SegBuf[3];          COM3=0;                             P3M1=0x38;          P3M0=0x00;                    RTC_RST=0;          rtc_rd_time(ClockBuffer);    //读时间          BcdToDec(ClockBuffer[0],DisplayBuf+2);     //秒送入显示缓冲          BcdToDec(ClockBuffer[1],DisplayBuf);       //分送入显示缓冲          BI_4= ~bi_4c;          break;                    case 7:                       //COM3反向驱动          P1= ~SegBuf[3];          COM3=1;                             P3M1=0x38;          P3M0=0x00;                    break;                   }     ScanCoun++;       //下一位     if (ScanCoun>7) ScanCoun=0;            }

0 0