怎样用单片机IO口直接驱动段码LCD液晶屏
2019-01-01

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。现在根据LCD的显示原理,结合网上的相关资料,简单介绍一下怎样用单片机方式来驱动段码LCD液晶显示屏:


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。


例如用4*8段的LCD自制一个数字钟表,验证以上方法的可行性,现把制作过程罗列如下:


1、原理图


怎样用单片机IO口直接驱动段码LCD液晶屏

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


怎样用单片机IO口直接驱动段码LCD液晶屏


3、 焊接


怎样用单片机IO口直接驱动段码LCD液晶屏


4、实验结果



怎样用单片机IO口直接驱动段码LCD液晶屏


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                    


#include


#include




//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4a


bit bi_4b=0; //COM1对应的4a


bit bi_4c=0; //COM2对应的4a




//延时


void dly(unsigned char x)


   {unsigned char i;


    for (i=0; 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          --               ---- COM3


void 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;       


     }




推荐新闻
点阵LCD液晶显示屏的创新
如果只是单挑液晶显示屏出来说的话大众对于其的了解是有一定程度的,但是若是在它的前面加上一个限定像是说...
点阵LCD液晶显示屏价格实惠的怎么找?
显示屏的使用以及价格实惠的如何找,很多用户其实也是比较关心的。点阵LCD液晶显示屏的使用不只是为了在...
点阵LCD液晶显示屏有哪些优点?
点阵LCD液晶显示屏重点是质量有点出色所以在从需求上看,在于当前液晶显示屏的点阵设计是逐渐占据了市场...
点阵LCD液晶显示屏如何买质量好的?
质量好使用起来比较方便的点阵LCD液晶显示屏是目前市场上比较受到大众欢迎的,显示屏的设计和实用性种类...