用51单片机驱动动态笔段式LCD及Proteus仿真

用51单片机驱动动态笔段式LC D 及Proteus 仿真

时 为

(扬州职业大学,江苏扬州　225009)

摘　要:在分析多背极动态笔段式LCD 的驱动原理及其控制逻辑的基础上,使用AT89C51单片机对V I M

-332-DP 动态笔段式LC D 显示屏实行显示驱动。并给出AT89C51单片机的驱动电路、C 语言编程方法及

其Pr oteus 仿真的结果。

关键词:多背极笔段式LCD;显示阈值;51单片机;C51程序中图分类号:TP 368.1

文献标识码:A

文章编号:1008-3693(2009)02-0033-03

Dri vi n g Dynam i c Back Poi n ter LCD by Usi n g 51Seri es Si n gle

Chi p M PU and Its Proteus Simul ati on

SH IW ei

(Yangzhou Polytechnic College,Yangzhou 225009,China )

Abstract:Based on the analysis of p rinci p le of multi BP polar dyna m ic drving LCD and its contr ol l ogic,a Pr oteus LCD screen V I M -332-DP is used in this article .Mean while,the driving circuit of single chi p MP U ,C p r ogra m of 3bit and half multi BP polar dyna m ic drving LCD are p resented here .

Key words:multi polar back pointer LCD;bias;51series single chi p m icr ocomputer;C51p r ogra m.

目前,笔段式LCD 的应用十分广泛,各种形式的测试仪器(电子、物理、化工、机械、车船等)都可以用其来指示有关数据。与传统的LED 数码管相比,其显示效果和用户的满意度都有本质上的提高。

动态笔段式LCD 是近年来出现的一种新型的LCD 驱动型式,与传统的静态驱动式LCD 相比,其外部引脚的数量大大减少,电路结构大为简化,但相应的控制程序比较复杂。

在使用Pr oteus 仿真软件时,发现其中有一块型号为V I M -332-DP 的LCD 显示屏,是3位半、4背极、39笔段的动态笔段式LCD ,希望用其来显示数据。目前使用的办法是:使用带有动态笔段式LCD 驱动功能的单片机,但这对于

传统的51系列单片机有很大的出入。因此,决

定用51单片机来驱动这块动态笔段式LCD [1]

。经过一番努力,搞清了其显示原理,并实现了这一思想。

1　3位半、4背极、39笔段的动态笔段式LCD 的

面板结构与显示原理

LCD 显示器的驱动方法与传统的LE D 的驱动方法有很大的不同,如需要显示某一笔段,需要对其公共极和其笔段极同时施加极性相反的驱动脉冲,而动态笔段式LCD 采用的是笔段共用的连接方式,因此,在使用动态笔段式LCD 之前,须搞清楚其内部的电路结构,然后才能设计与之对应的控制电路和控制程序。

收稿日期:2008-09-08

作者简介:时　为(1960—),男,扬州职业大学电子工程系工程师。

第13卷第2期2009年6月

扬州职业大学学报

Journal of Yangzhou Polytechnic College Vol .13No .2Jun .2009

3位半、4背极、39笔段的动态笔段式LCD 的面板结构见图1

。

图1　3位半、4背极、39笔段的动态笔段式LCD 的面板结构

测试表明:该LCD 的阈值在315V 附近,因此,可使用1/2偏压的方式来驱动。各笔段与4

背极的关系可用表1说明(实测结果)。

表1　V I M -332-DP 的LCD 显示屏公共极

与各笔段的控制关系表

P I N COM1COM2

COM3

COM4

1COM1

2COM2

3COM3

4COM45BATT M I N US AC RC 6DH RH 4B ,C DP373F 3E 3D 3A 83G 3C 3DP 3B 92F 2E 2D 2A 102G 2C 2DP 2B 111F 1E 1D

1A 121G 1C 1B 13S1S2m M 14

A

V

K S3

根据上表,当COM1、COM2、COM3、COM4的驱动脉冲与对应笔段的驱动脉冲的电压差小于显示阈值时,对应笔段不显示;当COM1、COM2、COM3、COM4的驱动脉冲与对应笔段的驱动脉冲

电压差大于显示阈值时,对应笔段就显示出来了。

V I M -332-DP 的LCD 显示屏的1/2偏压的

动态驱动方法可用图2说明:设Vcc =5V ,FP1笔段与COM1、COM2、COM3、COM4的电压差均小

于显示阈值(315V ),FP1笔段不显示;FP2笔段与COM2的电压差出现大于显示阈值(315V )的情

况,对应的COM2所控制的FP2笔段显示

[2]

。

根据上述原理分析,设计出用51单片机驱动V I M -332-DP 的LCD 显示屏的电路,见图3

。

1/2偏压的实现方法:由图3可知,COM1～

COM4的偏压控制由P114～P110端口实现,各路共用笔段的偏压控制由P2端口及P116、P117端口实现。

以COM1背极为例,当P113=“1”,P114=

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“0”时,V

COM1

=Vcc/2;当P113=“0”,P114=“1”

时,V

COM1

=Vcc/2;当P113=“0”,P114=“0”时, V COM1=0;当P113=“1”,P114=“1”时,V COM1= Vcc。用此法即可实现1/2偏压。

2　4背极1/2偏压3位半动态笔段式LCD的笔段显示数据表

以图2为例,将一次扫描显示的时间分为8个节拍,在各个节拍中,LCD显示屏所需要的电压就可以分析出了,见表2。

按照拍1～拍8的顺序,将上表的电压用相应的控制逻辑来实现后,就可以得到对应的显示数据表。编写相应的控制程序,使其形成一个显示循环,可以得到FP1笔段不显示、FP2笔段显示的结果。

表2　显示COM2-FP2笔段、不显示FP1笔段的数据表

拍1拍2拍3拍4拍5拍6拍7拍8 COM1Vcc0Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2 COM2Vcc/2Vcc/2Vcc0Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2 COM3Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc0Vcc/2Vcc/2 COM4Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc0 FP1Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2 FP2Vcc/2Vcc/20Vcc Vcc/2Vcc/2Vcc/2Vcc/2

总结上述LCD显示原理,对照上述的硬件驱动电路,可分析出4张显示数据表,分别为:个位0～9数码显示数据表、十位0.～9.显示数码表、百位0～9显示数码表和一张符号位显示数码表,该4

张码表在C语言程序中以3个10×8的2维数组和一个2×8的2维数组的形式出现,供下面的函数调用[3]。

3　C语言测试程序

测试功能设定:单片机复位后显示“-100”,在一个时钟脉冲的触发下进行加1计数显示,加

至-999后回到“-000”并进入下一轮循环,以全面测试该LCD的显示情况。

使用Pr oteus对V I M-332-DP显示屏及其电路进行测试,测试情况如图4。

4　结语

由此可见:动态笔段式LCD的显示原理的关键是要设法找到该LCD的显示数表,而显示数表的具体内容又与其驱动电路相对应,没有现成的答案可循。限于篇幅,有关该款LCD如何投入应用的问题,将在后续文章中说明。

图4　V I M-332-DP显示屏的Pr oteus仿真测试(截图)

参考文献:

[1]　刘颋鹏.利用单片机的I/O口直接驱动LC D[J].单

片机与嵌入式系统应用,2006(5):76-77.

[2]　M icr ochi p公司.P I C16F913/914/916/917/946数据

手册[E B/OL].[2007-03-10].htt p:∥www.m i2

cr ochi https://www.wendangku.net/doc/5a15699170.html,.

[3]　李光飞.单片机C程序设计实例指导[M].北京:北

京航空航天大学出版社,2005.

(责任编辑:吴　萍)

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