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。