Microsoft Word - LCD Driver CH.doc

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飘怀
6 years ago
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1 LCD Driver( 液晶驅動器 ) 在單片機的應用中, 人機界面佔據相當重要的地位人機界面主要包括事件輸入和結果指示, 事件輸入包括鍵盤輸入, 通訊介面, 事件中斷等, 結果指示包括 LED/LCD 顯示通訊介面週邊設備操作等而在這些人機界面當中,LCD 顯示技術由於其具有介面友好, 成本較低等特點而在很多應用場合得以廣泛應用我們在第一章 SH6xxx 單片機分類中就介紹過,LCD 類單片機是 SH6xxx 單片機產品線的一個重要類別 1. LCD 的顯示原理在講解 LCD driver 之前, 我們先就 LCD 的顯示原理作一簡單的介紹 LCD(Liquid Crystal Display) 是利用液晶分子的物理結構和光學特性進行顯示的一種技術液晶分子的特性 : 液晶分子是介於固體和液體之間的一種棒狀結構的大分子物質 ; 在自然形態, 具有光學各向異性的特點, 在電 ( 磁 ) 場作用下, 呈各向同性特點 ; 下面以直視型簡單多路 TN/STN LCD Panel( 液晶顯示面板 ) 的基本結構介紹 LCD 的基本顯示原理, 示意圖如圖 1-1: 圖 1-1 LCD 的基本顯示原理第 1 頁

2 整個 LCD Panel 由上下玻璃基板和偏振片組成, 在上下玻璃之間, 按照螺旋結構將液晶分子有規律的進行塗層液晶面板的電極是通過一種 ITO 的金屬化合物蝕刻在上下玻璃基板上如圖所示, 液晶分子的排列為螺旋結構, 對光線具有旋旋光性, 上下偏振片的偏振角度相互垂直在上下基板間的電壓為時, 自然光通過偏振片後, 只有與偏振片方向相同的光線得以進入液晶分子的螺旋結構的塗層中, 由於螺旋結構的的旋旋光性, 將入射光線的方向旋轉 9 度後照射到另一端的偏振片上, 由於上下偏振片的偏振角度相互垂直, 這樣入射光線通過另一端的偏振片完全的射出, 光線完全進入觀察者的眼中, 看到的效果就為白色而在上下基板間的電壓為一交流電壓時, 液晶分子的螺旋結構在電 ( 磁 ) 場的作用下, 變成了同向排列結構, 對光線的方向沒有作任何旋轉, 而上下偏振片的偏振角度相互垂直, 這樣入射光線就無法通過另一端的偏振片射出, 光線無法進入觀察者的眼中, 看到的效果就為黑色這樣通過在上下玻璃基板電極間施加不同的交流電壓, 即可實現液晶顯示的兩種基本狀態亮 (On) 和暗 (Off) 在實際的液晶模以驅動電壓中, 有幾個參數非常關鍵 : 交流電壓, 液晶分子是需要交流信號來驅動的, 長時間的直流電壓加在液晶分子兩端, 會影響液晶分子的電氣化學特性, 引起顯示模糊, 壽命的減少, 其破壞性為不可恢復 ; 掃描頻率, 直接驅動液晶分子的交流電壓的頻率一般在 6~1Hz 之間, 具體是依據 LCD Panel 的面積和設計而定, 頻率過高, 會導致驅動功耗的增加, 頻率過低, 會導致顯示閃爍, 同時如果掃描頻率同光源的頻率之間有倍數關係, 則顯示也會有閃爍現象出現 COM1 COM1 ONE FAME 1-2 幀頻 (Frame) 示意圖液晶分子是一種電壓積分型材料, 它的扭曲程度 ( 透光性 ) 僅僅和極板間電壓的有效值有關, 和充電波形無關電壓的有效值用 COM/SEG 之間的電壓差值的均方根 VMS 表示 : 1 V ( MS) = T [ V ( t) ] dt T 2 LCD 顯示黑白 ( 透光和不透光 ) 的電壓有效值的分界電壓稱為開啟電壓 Vth, 當電壓有效值超過 Vth, 螺旋結構的旋光角度加大, 透光率急劇變化, 透明度急劇上升反之, 則透明度急劇下降光線的透射率與交流電壓的有效值的關係如圖 1-3: 第 2 頁

3 1 Transparent Degree(elative) 9 1 9% 1% V9 Von(rms) 2 Vth 4 6 Voff( rms) Voltage(Vrms) 圖 1-3 光線的透射率與交流電壓的有效值的關係圖 LCD 類單片機內嵌的 LCD driver( 液晶驅動器 ), 正是通過系統的控制, 按照用戶定義的顯示圖案, 產生點亮 LCD(Liquid Crystal Display, 液晶 ) 所需的模擬驅動波形, 接到 LCD Panel( 液晶顯示幕 ) 上點亮對應的圖元而達到顯示的效果占空比 (Duty) 該項參數一般也稱為 Duty 數或 COM 數由於 STN/TN 的 LCD 一般是採用時分動態掃描的驅動模式, 在此模式下, 每個 COM 的有效選通時間與整個掃描週期的比值即占空比 (Duty) 是固定的, 等於 1/COM 數偏置 (Bias) LCD 的 SEG/COM 的驅動波形為類比信號, 而各檔類比電壓相對於 LCD 輸出的最高電壓的比例稱為偏置, 而一般來講,Bias 是以最低一檔與輸出最高電壓的比值來表示, 如圖 1-4 所示 (1/4 Duty,1/3 Bias): Select Unselect COM4 One Frame COM3 COM1 COMX COM2 COM1 COM2 COM3 SEGX Select Light Unlight SEGn+1 SEGn COM4 SEGn V SEGn+1 SEGX Unselect Unlight Unlight COM4 - SEGn V 圖 1-4 LCD driver 驅動波形圖該圖對應的是 1/4 duty,1/3 bias 的液晶驅動波形,COM 數為 4, 每個 COM 第 3 頁

4 的有效選通時間與整個掃描週期的比值 (Duty)=1/4, 驅動波形的類比電壓共分 3 檔, 位元輸出最高電壓,, 為輸出中間電壓, 並且 /=1/3, 所以上述波形圖對應的 Duty=1/4,Bias=1/3 一般而言,Bias 和 Duty 之間是有一定關係的,duty 數越多, 每根 COM 對應的掃描時間變短, 而要達到同樣的顯示亮度和顯示對比度,VON 的電壓就要提高, 選電平和非選電平的差異需要加大, 即 Bias 需要加大,Duty 和 Bias 間有一經驗公式, 即 Bias = 1/( Duty + 1) 2. LCD 驅動器的電源液晶驅動波形為由若干檔直流電平組合而成的類比波形, 各檔直流電平的比例關係反映驅動波形的 Bias 比例關係, 各檔電平的具體幅值取決於 LCD Panel 的液晶特性和 Duty 數的多少圖 1-5 為一 LCD 驅動電源部分的示意圖 : VDD LCD common driver COM1~COMn Power egulator Contrast Adjust Bias Voltage Generator Vn,Vn-1...V, LCD segment driver SEG1~SEGn 圖 1-5 LCD 驅動電源部分的示意圖電源調整器部分 (Power egulator): 產生 LCD 驅動所需的最高直流電平, 一般分為三種 : a) LCD 驅動所需的最高直流電平等於外部輸入電源 VDD 的, 此部分就直接將 VDD 輸入至後續電路 ; b) LCD 驅動所需的最高直流電平大於外部輸入電源 VDD, 且不需要穩壓輸出的, 如固定等於 1.5VDD 或 2.VDD, 此部分通常做法是將外部輸入電源 VDD 通過升壓電路 (pump) 升至所需的電壓, 輸入至後續電路 ; c) LCD 驅動所需的最高直流電平大於外部輸入電源 VDD, 且需要穩壓輸出的, 即驅動所需的最高直流電平不隨 VDD 的變化而變化的, 如要求 VDD =2.4 ~5.5V 全電壓範圍裏, 的輸出電壓都保持不變, 此部分通常做法是首先產生一個誤差範圍符合要求的電壓基準源, 然後將此電壓基準源比例放大至所需的電壓, 同時外部輸入電源 VDD 通過升壓電路 (pump) 升至一定的電壓, 如 2VDD, 作為比例放大部分的電源如圖 1-6: 第 4 頁

5 VDD eference Voltage Pump Vref Amplifier n*vdd 圖 1-6 電源調整器部分結構示意圖對比度 / 亮度調整部分 (Contrast Adjustment): 通過對比度 / 亮度控制寄存器, 調節輸出的 LCD 驅動電壓設置此部分的目的有三個 : a) 同一顆單片機適配的 LCD Panel 的選擇餘地較大,LCD panel 的工作電壓 ( 額定電壓 ) 處於 LCD 驅動器輸出的最高電壓和最低電壓之間即可 ; b) 可以有效的消除 LCD Panel 在製作過程中工作電壓的偏移, 特別是 TN/STN 等對成本要求較嚴格的 LCD Panel, 其最佳工作電壓與設計工作電壓間的偏移較大 ; c) 有些產品的 LCD driver 無電源調整電路, 其 LCD 輸出的最高電壓 () 與外部輸入電源跟隨變化在實際產品中, 特別是使用電池作為電源的應用場合, 外部輸入電源隨著使用時間的加長會慢慢降低,LCD 輸出的電壓和 LCD Panel 的對比度也會隨之降低, 這時保持 LCD Panel 的對比度不變, 就可以通過調節對比度 / 亮度控制寄存器進行調節此部分依據每顆單片機產品的定位不同, 有所差異, 有些產品無部分, 包含此部分的在調節檔數或調節精度上也有所差異偏置電壓產生部分 (Bias Voltage Generator): LCD driver 輸出的最高電壓通過偏置電壓產生電路, 根據選擇的偏置設置, 產生 LCD 交流驅動波形所需要的其他幾檔偏置電壓 (,Vn,Vn-1,,V), 提供給後續的 COM/SEG 波形產生電路此部分的實現方式一般分為兩種 : a) 電阻分壓結構, 即依據 Bias 的設置, 選擇合適的分壓電阻, 產生需要的直流分壓電平, 如圖 1-7; 第 5 頁

6 =5/6* =4/5* =4/6* =3/5* =3/4* 2 =2/6* V=1/6* =2/5* V=1/5* =2/4* V=1/4* =2/3* V=1/3* 1/6 Bias 1/5 Bias 1/4 Bias 1/3 Bias 圖 1-7 電阻分壓結構的偏壓電路示意圖 b) 電容結構, 這是一種較為特殊的 LCD driver 的電源結構, 在這種結構下, 電壓調整部分和電壓偏置部分是整合在一起的, 電源升壓部分是直接按照 Bias 的設置產生 LCD driver 需要的直流分壓電平, 如圖中,VP2 是 2 倍的 VDD,VP1 是 3 倍的 VDD 在此結構下, 如圖 1-8 所示的外接電容一般情況是必須要的, 否則僅僅依靠晶片內的電容, 其驅動能力較差圖 1-8 電容分壓結構的偏壓電路示意圖 COM/SEG 驅動波形產生部分 (COM/SEG driver): 此部分的結構示意如圖 1-9: 第 6 頁

7 Vx Vy Data /Scan counter Data /Scan counter COM/SEG pad COM/SEG pad Data /Scan counter COM/SEG pad Data /Scan counter COM/SEG pad COM/SEG Driver 圖 1-9 COM/SEG 驅動波形產生示意圖 COM/SEG driver 可以看作一組多路選擇開關,COM driver 依據掃描計數器的值,SEG driver 依據顯示資料 AM 對應的值, 從輸入的直流分壓電平中進行選擇並從相應的 COM/SEG 引腳加以輸出這樣從整個 LCD 掃描週期來講, 從 COM/SEG 引腳上就輸出了驅動 LCD Panel 所需要的類比電壓波形直流分壓電平的選擇關係如表 1-1 及圖 1-1: 項目 1/3Bias 1/4Bias 1/5Bias 1/7Bias 直流分壓電平 =2/3 =1/3 =3/4 =2/4 =1/4 =4/5 =3/5 =2/5 V4=1/5 =6/7 =5/7 =2/7 V4=1/7 前半掃描週期後半掃描週期 COM 選電平 driver 非選電平 V4 V4 SEG 選電平 driver 非選電平 COM 選電平 driver 非選電平 SEG 選電平 driver 非選電平表 1-1 直流分壓電平的選擇關係表第 7 頁

8 1/4 BIAS 1/5 BIAS SELECT UNSELECT SELECT UNSELECT COM COM V4 SEG SELECT UNSELECT SEG SELECT UNSELECT V4 Selected Unselected COM1 COM2 COM3 SEG 圖 1-1 SEG/COM 波形圖第 8 頁

9 3. LCD 顯示 AM(LCD Display AM) 用戶對 LCD Driver 的操作一方面是通過操作 LCD driver 的控制寄存器, 來設置 LCD driver 的工作模式 ( 包括 Duty/Bias/Contrast/ 掃描頻率 /LCD 開關等的設置 ), 另一方面 LCD Panel 上顯示所需的內容是通過讀寫 LCD 顯示 AM 來實現 LCD AM 的結構不同於其他 Data AM, 它是一個雙口 AM(Dual Port) 的結構, 一邊為 CPU 的讀寫介面, 另外一邊是與 LCD driver 的讀介面 LCD AM 的位元組排列順序是與 LCD 輸出的 COM/SEG 陣列相對應的如表 1-2: Address Bit3 Bit2 Bit1 Bit COM4 COM3 COM2 COM1 $3 SEG1 SEG1 SEG1 SEG1 $31 SEG2 SEG2 SEG2 SEG2 $32 SEG3 SEG3 SEG3 SEG3 $33 SEG4 SEG4 SEG4 SEG4 $34 SEG5 SEG5 SEG5 SEG5 $35 SEG6 SEG6 SEG6 SEG6 $36 SEG7 SEG7 SEG7 SEG7 $37 SEG8 SEG8 SEG8 SEG8 $38 SEG9 SEG9 SEG9 SEG9 $39 SEG1 SEG1 SEG1 SEG1 $3A SEG11 SEG11 SEG11 SEG11 $3B SEG12 SEG12 SEG12 SEG12 $3C SEG13 SEG13 SEG13 SEG13 $3D SEG14 SEG14 SEG14 SEG14 $3E SEG15 SEG15 SEG15 SEG15 表 1-2 LCD AM 分配表舉例, 如果要將 COM2 與 SEG3 交點處的點點亮, 只需將 LCD AM $32 的 Bit1 置 1 即可, 其餘的工作由 LCD driver 的硬體自動完成 4. LCD COM/SEG 的複用功能 SH6xxx 產品線中, 有些產品的 LCD COM/SEG 正常情況下用作 LCD driver 的 COM/SEG 信號的輸出線, 但依據實際應用情況, 如 LCD 掃描線有空餘, 輸入輸出埠有所不夠, 在這個時候, 就可以講這些掃瞄線設置為輸入輸出埠, 當作通用的輸第 9 頁

10 入輸出埠來使用, 當然有些可能設置為輸出埠, 具體的功能和設置請參考相應的產品說明書例如 : 在 SH67P54 中,SEG1~8 的第二功能為輸入輸出埠 POTC 和 POTD, SH67K(P)93 中,SEG36~5 的第二功能為 POTF,POTE,POTD 和 POTC,SEG24 ~35 的第二功能為輸出埠 LCD COM/SEG 複用為輸入輸出埠 (I/O), 輸出埠 (Output) LCD 掃描與鍵盤掃描複用 LCD COM/SEG 的第二功能設置為輸入輸出埠時, 其可以作為通用的埠使用, 設置為輸出埠時, 其僅可以作為輸出埠使用在後一種情況下,LCD 與鍵盤掃描掃描線複用是一種最常見的應用, 下面就這一應用進行討論下圖為 LCD 掃描與鍵盤掃描複用時的示意圖 ( 以 3x3 鍵盤為例 ): Px Py Pz SH66xx SEGa SEGb SEGc AN1 AN2 AN3 AN4 AN5 AN6 AN7 AN8 AN9 COM/SEG COM/SEG SEGa~c LCD Panel 圖 1-11 LCD 掃描與鍵盤掃描複用時的示意圖如圖 1-11 中,SEGa~c 的第二功能為輸出掃描口, 同時接到鍵盤矩陣和 LCD Panel 上,Px,Py,Pz 為三根輸入輸出埠, 用作鍵盤掃瞄輸入線, 其內部上拉電阻打開, 或外接上拉電阻, 圖中二極體的作用為防止雙鍵或多鍵按下時, 按鍵對 LCD 顯示產生影響 SEG/COM 用作輸出口時, 對應的資料位元一般為一獨立的資料寄存器如 SH67P9 中 SEG24~35: 第 1 頁

11 Addr Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit /W emarks $15 - O/S2 O/S1 O/S /W LCD control register1 $3C8 SCAN35 SCAN34 SCAN33 SCAN32 /W $3C9 SCAN31 SCAN3 SCAN29 SCAN28 /W $3CA SCAN27 SCAN26 SCAN25 SCAN24 /W Data egister of LCD SEG35-32 when SEG35-32 shared as output port. Data egister of LCD SEG31-28 when SEG2-17 shared as output port. Data egister of LCD SEG27-24 when SEG16 13 shared as output port. $15 為 SEG24~35 第一 / 第二功能選擇控制寄存器,$3C8~3CA 為 SEG24~35 用作輸出埠時的資料寄存器程式操作流程如圖 1-12: Key scan start SEGa=,SEGb=1,SEGc=1 SEGa=1,SEGb=,SEGc=1 SEGa=1,SEGb=,SEGc=1 SEGa~c switch to output port SEGa~c switch to output port SEGa~c switch to output port ead Px~Py status ead Px~Py status ead Px~Py status SEGa~c switch to LCD SEG SEGa~c switch to LCD SEG SEGa~c switch to LCD SEG judge AN1~AN3 is pressed judge AN4~AN6 is pressed judge AN7~AN9 is pressed Key scan start 圖 1-12 LCD 掃描與鍵盤掃描複用程式流程圖在上述流程中有幾點非常重要 : COM/SEG 用作鍵盤掃描線的時間越快越好, 這樣才能最大程度的避免鍵盤掃瞄對 LCD 顯示帶來的影響 1) 切換到鍵盤掃描線之前, 先將掃描輸出埠資料寄存器資料設置好, 設置好後再行切換 ; 2) 鍵盤掃描線輸出後, 立即讀取鍵盤輸入埠的狀態, 並將 COM/SEG 切換回 LCD COM/SEG 輸出, 再行處理鍵盤掃瞄資料 ; 3) 鍵盤掃瞄的頻率不宜太快, 否則即使每次掃描的時間很短, 但同一時間內第 11 頁

12 掃描次數太多, 結果是對 LCD 顯示仍然產生較大的影響, 同鍵盤掃瞄頻率較慢, 但每次掃描時間較長的產生的影響一樣一般鍵盤掃瞄的頻率限制在 2~3Hz 以下, 由於存在按鍵數量差異, 液晶掃描頻率不同, 液晶面板的大小 / 電壓 / 段碼差異, 此值依據具體的案例會有所不同上述流程只是提供一種思路, 並未涉及如消抖等細節問題, 具體應用中僅供參考 5. LCD 應用實例在使用帶 LCD 驅動模組的中穎單片機來驅動 LCD 的時候, 在電路介面設計上是非常簡單的首先要先查看所要驅動的 LCD 共有多少個 COMMON 口和 SEGMENT 口, 根據 COMMON 口和 SEGMENT 口的數目來挑選所要匹配的單片機上的 LCD 驅動口由於有些單片機的 LCD 驅動口是與 I/O 口複用的, 所以在考慮這一點的時候還要考慮一下 I/O 口是否夠用比如作用 SH66P51 來驅動一片有 4 個 COMMON 口 12 個 SEGMENT 口的 LCD, 且 I/O 口的使用上使用到了 POTC 和 POTD, 這樣先根據 LCD 有 4 個 COMMON 口, 所以 SEG29/COM4 的引腳必須選擇作為 COM4 使用, 而 SEG27/COM6 和 SEG28/COM5 就可以選擇為 SEG27 和 SEG28 使用 ( 由於這塊 LCD 只有 12 個 SEGMENT 口, 所以最終單片機的 SEG27 和 SEG28 也是沒用到 ) 單片機由於被使用到了 POTC 和 POTD 的 I/O 口, 所以 SEG1~SEG8 就不能再使用了,LCD 上的 SEGMENT1~SEGMENT12 就只好依次接到單片機的 SEG9~SEG2, 剩下的 SEG21~SEG28 不使用, 可以懸空 LCD 顯示軟體模組現在以 SH66P51 為例講述一下一個 4 個 COMMON 口,8 個 SEGMENT 口的顯示時間的 LCD 的驅動 LCD 平面顯示圖如圖 1-13 所示 : 圖 1-13 LCM 平面顯示圖這塊 LCD 共有 12 個引腳, 包括 4 個 COMMON 口和 8 個 SEGMENT 口, 顯示 12 小時制的時鐘和分鐘這裏, 我們可以看一下這塊 LCD 的 SEGMENT 圖與 COMMON 圖 : 第 12 頁

13 圖 1-14 LCD SEG/COM 走線圖電路原理圖由於系統設計中並沒有要求要使用到 POTC 和 POTD 的 I/O 口, 所以將 POTC 和 POTD 與 SEG1~8 這八個複用引腳設置為 SEG1~8 來使用 LCD 有 4 個 COMMON 口,SEG29/COM4 設置為 COM4 使用 SH66P51 內部有自帶的 ESET 引腳上拉電阻, 所以在搭建電路時可以省去外部 ESET 電路中的上拉電阻, 只需在燒寫 IC 的時候打開 ESET 引腳上拉電阻即可使用 KHz 晶振作為主振盪器,LCD 驅動的時鍾來源於晶振的振盪時鍾第 13 頁

14 * LCD SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 SEG8 com1 com2 com3 com U1 C1.1uF C2 PB.1 PB. PA.3 PA.2 PA.1 PA. OSCXO/PE.1 OSCXI/PE. OSCO OSCI COM1 VP3 VP2 VP1 VSUB CUP1 CUP2 /ESET TEST EM VDD C7.1uF.1uF C5 VCC.1uF C3.1uF C4.1uF VCC 1 47K C6.1uF SW SEG16 SEG17 SEG18 SEG19 SEG2 SEG21 SEG22 SEG23 COM4/SEG29 COM3 COM2 SEG15 SEG8/PD.3 SEG7/PD.2 SEG6/PD.1 SEG5/PD. SEG4/PC.3 SEG3/PC.2 SEG2/PC.1 SEG1/PC. PB.3 PB.2 SH66P51 Y1 C932768HZ 12P C8 12P 圖 1-15 LCD 顯示實例原理圖程式設計軟體將設計一個 LCD 顯示模組作為例子供寫 LCD 顯示程式的程式師參考一下而已為了方便說明 LCD 顯示, 所以挑選了一個時間的顯示作為例子, 在程式中也就寫進去一個時間跳動的小程式, 目的只是作為 LCD 顯示模組調試用而已時間從 AM12: 開始, 迴圈運行當上電時, 由於 LCD 驅動寄存器的值是不定的, 若在這個時候打開 LCD 的話, 就會導致 LCD 顯示一些亂的點, 所以在上電未打開 LCD 的時候要先對用於 LCD 顯示的寄存器進行清零, 以避免出現上電亂顯示在寫 LCD 顯示程式之前, 要先對 LCD 進行分析, 由顯示的段和 SEGMENT 線與 COMMON 線的關係列出 LCD 的矩陣表, 得到如下表 : 第 14 頁

15 EGISTE LCD COM4 COM3 COM2 COM1 $3 SEG1 MIN_L_d MIN_L_c MIN_L_b MIN_L_a $31 SEG2 CIH MIN_L_e MIN_L_g MIN_L_f $32 SEG3 MIN_H_d MIN_H_c MIN_H_b MIN_H_a $33 SEG4 CIL MIN_H_e MIN_H_g MIN_H_f $34 SEG5 HOU_L_d HOU_L_c HOU_L_b HOU_L_a $35 SEG6 AM HOU_L_e HOU_L_g HOU_L_f $36 SEG7 HOU_H_d HOU_H_c HOU_H_b HOU_H_a $37 SEG8 PM HOU_H_e HOU_H_g HOU_H_f 表 1-3 LCD 顯示矩陣表得到矩陣表之後, 可對矩陣表進行分析, 找出最方便寫出顯示程式的規律比如上面這張表, 我們可以看出 LCD 中的每個 7 段碼的排列是有規律的 : 都是從高到低為 d 段 c 段 b 段和 a 段依次存在同一個寄存器中,e 段 g 段和 f 段又是從高到低放在同一個寄存器的低三位這樣就方便了建表, 具體的建表方法請參看程式例 6-1 以時間 LCD 顯示為例帶有 LCD 顯示模組的程式 LIST P=66P51 OMSIZE=248 ;************************************************ ; 系統寄存器 (BANK) ;************************************************ IE EQU H ; 中斷使能標誌 IQ EQU 1H ; 中斷請求標誌 BTM EQU 3H ; 基本計時器模式寄存器 LCDON EQU 7H ; 位 2: 設置打開 LCD TB EQU EH ; 查表寄存器 INX EQU FH ; 間接定址偽索引寄存器 DPL EQU 1H ;INX 數據指標低四位元 DPM EQU 11H ;INX 數據指標中三位元 DPH EQU 12H ;INX 數據指標高三位元 OSDUTY EQU 15H ; 位 1-: 選擇 LCD 占空比, 位 2: 設置 POTC 作為 SEG1-4, 位 3: 設置 ;POTD 作為 SEG5-8 WDT EQU 1EH ; 位 2-: 看門狗定時控制寄存器, 位 3: 看門狗溢出標誌 ;************************************************ ; 系統寄存器 BANK6(LCD) ;************************************************ 第 15 頁

16 SEG1 EQU H ;SEG1 寄存器 SEG2 EQU 1H ;SEG2 寄存器 SEG3 EQU 2H ;SEG3 寄存器 SEG4 EQU 3H ;SEG4 寄存器 SEG5 EQU 4H ;SEG5 寄存器 SEG6 EQU 5H ;SEG6 寄存器 SEG7 EQU 6H ;SEG7 寄存器 SEG8 EQU 7H ;SEG8 寄存器 ;************************************************ ; 用戶定義寄存器 (BANK) ;************************************************ AC_BAK EQU 28H ;AC 值備份寄存器 TMP EQU 29H ; 臨時寄存器 FLAG1 EQU 2AH ; 位 =1, 已計一次.5 秒 ; 位 1=1 為 PM, 位 1= 為 AM SEC_L EQU 2BH ; 秒鐘低位寄存器 SEC_H EQU 2CH ; 秒鐘高位寄存器 MIN_L EQU 2DH ; 分鐘低位寄存器 MIN_H EQU 2EH ; 分鐘高位寄存器 HOU_L EQU 2FH ; 時鐘低位元寄存器 HOU_H EQU 3H ; 時鐘高位寄存器 ;************************************************ ; 程式 ;************************************************ OG JMP H ESET TNI TNI JMP BASETIME ; 基準計時器中斷服務程式入口 TNI ;******************************************* ; 副程式 : BASETIEM 中斷服務程式 ;******************************************* BASETIME: STA AC_BAK,H ; 備份 AC 值 ANDIM IQ,111B ; 清基準計時器中斷請求標誌 BASETIME_END: IE,1B ; 打開基準計時器中斷第 16 頁

17 LDA AC_BAK,H ; 取出 AC 值 TNI ;******************************************* ; 上電程式 ;******************************************* ESET: NOP LDA WDT,H ; 重置 WDT ; ; 先清用戶寄存器 POWE_ESET: DPL,8H DPM,2H DPH,H POWE_ESET_1: ADIM INX,H DPL,1H TB,H ADCM DPM,H BA3 JMP POWE_ESET_2 POWE_ESET_3 POWE_ESET_2: ADIM DPH,1H POWE_ESET_3: ANDIM DPM,111B SBI BNZ SBI BNZ SBI BNZ DPH,1H POWE_ESET_1 DPM,2H POWE_ESET_1 DPL,8H POWE_ESET_1 ; ; 上電時, 先對驅動 LCD 的寄存器進行清零, 以免打開 LCD 時出現亂點 CL_LCD: DPL,H DPM,H DPH,6H CL_LCD_1: 第 17 頁

18 ADIM INX,H DPL,1H CL_LCD_2: SBI BNZ DPL,8H CL_LCD_1 ; ; 初始化系統寄存器 SYSTEM_INITIAL: ; 初始化基準計時器 BTM,11B ; 設置基準計時器預分頻為 /8, 中斷定時為.5s ; 初始化 LCD 驅動模組 OSDUTY,11B ; 設置 POTC 作為 SEG1-4, 設置 POTD 作為 SEG5-8, ;1/4 占空比, 1/3 偏壓, SEG29/COM4 作為 COM4 使用 LCDON,1B ; 打開 LCD ; 初始化 WDT WDT,1B ; 設置看門狗定時為 1s ; ; 初始化用戶寄存器 USE_INITIAL: HOU_H,1H ; 設置初始時間為 AM12: HOU_L,2H MIN_H,H MIN_L,H ; MAIN_PE: IQ,H IE,1B ; 打開基準計時器中斷 ;********************************* MAIN: NOP HALT ; 進入 HALT 模式, 等待中斷喚醒, 不影響 LCD 顯示 NOP NOP ;********************************* TIME: LDA WDT,H ; 重置 WDT LDA FLAG1,H BA TIME_ADDS ; 之前已計一次.5s, 應該加上 1s 第 18 頁

19 OIM FLAG1,1B ; 置 " 已計一次.5s" 標誌 JMP TIME_END TIME_ADDS: ANDIM FLAG1,111B ; 清 " 已計一次.5s" ADIM SEC_L,1H ; 秒數加一 DAA SEC_L TB,H ADCM SEC_H,H SBI SEC_H,6H BAZ TIME_ADDM ; 滿 6 秒, 分鐘應該加一 JMP TIME_END TIME_ADDM: SEC_H,H ; 清秒鐘為 ADIM MIN_L,1H ; 分鐘加一 DAA MIN_L TB,H ADCM MIN_H,H SBI MIN_H,6H BAZ TIME_ADDH ; 滿 6 分, 時鐘應該加一 JMP TIME_END TIME_ADDH: MIN_H,H ; 清分鐘為 SBI BNZ SBI HOU_H,1H TIME_ADDH_2 HOU_L,2H TIME_ADDH_1: BNZ TIME_ADDH_2 ; 時鐘不是 12 點, 跳轉 ; 時鐘為 12 點, 下一個小時應該是 1 點, 設置時鐘為 1 JMP HOU_H,H HOU_L,1H TIME_END TIME_ADDH_2: ADIM HOU_L,1H ; 時鐘加一 DAA HOU_L TB,H ADCM HOU_H,H SBI BNZ HOU_H,1H TIME_END 第 19 頁

20 SBI HOU_L,2H BNZ IME_END ; 加完時鐘後不是 12 點, 跳轉 ; 加完之後時鐘為 12 點, 該轉換 AM 和 PM EOIM FLAG1,1B ; 轉換 AM/PM 標誌 TIME_END: ;************************************** ; 模組 : LCD 顯示模組 ; 輸入變數 : FLAG1,MIN_L,MIN_H,HOU_L,HOU_H ; 使用變數 : TB,TMP ; 輸出變數 : SEG1,SEG2,SEG3,SEG4,SEG5,SEG6,SEG7,SEG8 ;************************************** DISP: TB,1B EOM SEG2,6H TB,1B EOM SEG4,6H ; 每.5 秒, 改變 ":" 的亮 / 滅, 達到閃爍 ":", 週期為 1 秒 DISP_AMPM: LDA FLAG1,H BA1 DISP_PM ;PM, 跳轉 DISP_AM: TB,111B ANDM SEG8,6H ; 清 "PM" 顯示 TB,1B OM SEG6,6H ; 顯示 "AM" JMP DISP_M DISP_PM: TB,111B ANDM SEG6,6H ; 清 "AM" 顯示 TB,1B OM SEG8,6H ; 顯示 "PM" DISP_M: LDA TB,FH MIN_L,H CALL 7FAH ; 查表得顯示資料 STA SEG1,6H ; 顯示分鐘低位元的 dcba 四段 TMP,1B ANDM SEG2,6H LDA TB,H 第 2 頁

21 OM SEG2,6H ; 顯示分鐘低位元的 egf 三段 LDA TB,FH MIN_H,H CALL 7FAH ; 查表得顯示資料 STA SEG3,6H ; 顯示分鐘高位的 dcba 四段 TMP,1B ANDM SEG4,6H LDA TB,H OM SEG4,6H ; 顯示分鐘高位的 egf 三段 DISP_H: LDA TB,FH HOU_L,H CALL 7FAH ; 查表得到顯示資料 STA SEG5,6H ; 顯示時鐘低位元的 dcba 四段 TMP,1B ANDM SEG6,6H LDA TB,H OM SEG6,6H ; 顯示時鐘低位元的 egf 三段 LDA HOU_H,H BAZ DISP_H_1 ; 時鐘高位若為, 不顯示高位, 跳轉 LDA TB,FH HOU_H,H CALL 7FAH ; 查表得到顯示資料 STA SEG7,6H ; 顯示時鐘高位的 dcba 四段 TMP,1B ANDM SEG8,6H LDA TB,H OM SEG8,6H ; 顯示時鐘高位的 egf 三段 JMP DISP_END DISP_H_1: STA TB,H SEG7,6H TB,1B ANDM SEG8,6H ; 清時鐘高位顯示 DISP_END: ;************************************** 第 21 頁

22 JMP MAIN ;************************************************ ;LCD 顯示資料表 : 根據 LCD 的矩陣表定出資料表是按 egf,dcba 來建立的 OG 7FH ;egf, dcba TNW 11B,1111B ; TNW B,11B ;1 TNW 11B,111B ;2 TNW 1B,1111B ;3 TNW 11B,11B ;4 TNW 11B,111B ;5 TNW 111B,111B ;6 TNW B,111B ;7 TNW 111B,1111B ;8 TNW 11B,1111B ;9 OG 7FAH TJMP END 第 22 頁

2 14 PORTC.1 PORTB.3 PORTA.2/T0 GND PORTB.2 PORTA.0 PORTC.3 PORB.0/OSCO PORTB.1/OSCI PORTC.0 PORTC.2 SH69P21 /SOP PORTA

2 14 PORTC.1 PORTB.3 PORTA.2/T0 GND PORTB.2 PORTA.0 PORTC.3 PORB.0/OSCO PORTB.1/OSCI PORTC.0 PORTC.2 SH69P21 /SOP PORTA 1K 4 SH6610C 4 OTP ROM 1K X 16 RAM 88 X 4-24 - 64 2.4V-5.5V - fosc = 30kHz - 4MHz, = 2.4V - 5.5V - fosc = 4MHz - 8MHz, = 4.5V - 5.5V 11 CMOS I/O 4 ( ) 8 / - 0 PORTA.0 ( / / ) - 0 - PORTB ( ) ( ) - 32.768kHz,