任意2個(gè)io直接驅(qū)動(dòng)LCD1602，并且不需外加芯片

這就是電路，細(xì)心的朋友會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)物圖中有幾個(gè)貼片的阻容件，秘密就在這里，利用電容的記憶效應(yīng)，把并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為串行。

(原文件名:2wire_1602.PNG)

示范程序很簡單，不用多注釋應(yīng)該都能看懂。作為演示用途，其中有些長時(shí)間延時(shí)沒有沒有使用定時(shí)器，在多任務(wù)系統(tǒng)中當(dāng)然要用定時(shí)中斷來代替了。

// Drive a LCD1602 with 2 wire
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//ICC-AVR application builder : 2010-10-3 19:30:02
// Target : M16
// Crystal: 4.0000Mhz

#include
#include

#define Set_E PORTB|=2
#define Clr_E PORTB&=~2
#define Set_D PORTB|=1
#define Clr_D PORTB&=~1
#define Set_xy(y,x) Send(0,(y<<6)|(x&15)|0x80)

//===================================================
void init_devices(void)
{
CLI(); //disable all interrupts
DDRB= 0x03;
MCUCR = 0x00;
GICR= 0x00;
SEI(); //re-enable interrupts
}

//===================================================
void Delay(unsigned int i)
{
while(i--);
}

//===================================================
void Send(unsigned char RS, unsigned char dat)
{
unsigned char i;
for (i = 2; i > 0; i--)
{
if (dat & 0x80) Set_D; else Clr_D;
Delay(10608);//14520us
if (RS) Set_E;
if (dat & 0x40) Set_D; else Clr_D;
Delay(462);//660us
if (dat & 0x20) Set_D; else Clr_D;
Delay(18); //30us
Set_E;
if (dat & 0x10) Set_D; else Clr_D;
_NOP(); //0.5us < t < 1.36us
Clr_E;
dat <<= 4;
}
}

//===================================================
void init_1602(void)
{
unsigned char i = 3;
Clr_D;
Clr_E;
Delay(10608);
do{
Clr_D;
Delay(462);
Set_D;
Set_E;
Delay(18);
if (i == 0) Clr_D;
_NOP();_NOP();_NOP();
Clr_E;
}while(i--);
Send(0,0x28);
Send(0,0x01);
Send(0,0x0f);
}

//===================================================
void Send_S(unsigned char *p)
{
while(*p) Send(1,*p++);
}

//===================================================
void main(void)
{
unsigned char i;
init_devices();
init_1602();

Set_xy(0,2);
Send_S("Hello world!");
Set_xy(1,3);
Send_S("I'm COWBOY.");
for (i=0;i<255;i++) Delay(10000);

Send(0,0x01);
Set_xy(0,3);
Send_S("Welcome to");
Set_xy(1,1);
Send_S("www.ourdev.cn");
while(1);
}

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回復(fù)【13樓】zhonghua_li 藍(lán)色天空
一個(gè)管腳通過rc，實(shí)現(xiàn)4個(gè)端口有點(diǎn)危險(xiǎn)，
建議改成3個(gè)管腳實(shí)現(xiàn)。
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回復(fù)【25樓】longquan 巔
原來如此,靠相差很大的時(shí)間常數(shù)實(shí)現(xiàn)的
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回復(fù)【26樓】millwood0
"靠相差很大的時(shí)間常數(shù)實(shí)現(xiàn)的"
yes. that points to the problem with this approach: the time to send multi-bits gets exponentially longer.

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上面各位都看出了門道，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕噜彽膬蒪it數(shù)據(jù)，RC時(shí)間常數(shù)相差需很大，我這里設(shè)定為22倍左右，差距越大，可靠性就越高。事實(shí)上，我試了12倍的間隔，仍能正常工作，但考慮到阻容的誤差和溫漂，以及電磁干擾等因素，選用了22倍間隔。太長的等比間隔，會(huì)帶來了數(shù)據(jù)傳送速度很慢的問題，如樓主位的RC參數(shù)，傳送一字節(jié)數(shù)據(jù)約需32ms,正如millwood0所說，連續(xù)發(fā)送多個(gè)字節(jié)時(shí)，通訊線將會(huì)忙不過來，必須等待。為解決此問題，我另外寫了個(gè)程序，設(shè)立發(fā)送緩沖區(qū)，環(huán)狀FIFO結(jié)構(gòu)，來暫存待顯示的內(nèi)容，并用定時(shí)中斷來完成自動(dòng)發(fā)送。IO是省了，卻帶來幾十字節(jié)的內(nèi)存開銷，還要占用一個(gè)定時(shí)器。
比較實(shí)用的方案，正如 zhonghua_li 藍(lán)色天空 所說，多用一個(gè)IO，這樣每個(gè)IO只驅(qū)動(dòng)LCD1602的兩個(gè)PIN，上面問題就能得到完美解決，包括RC時(shí)間常數(shù)的選擇，也大大放寬了要求，傳送速度和普通的驅(qū)動(dòng)方式相當(dāng)。
大多數(shù)人會(huì)有疑問，就那么幾個(gè)阻容，能可靠工作嗎？我也考慮了這問題，在實(shí)際的應(yīng)用中，常?？吹綌?shù)據(jù)線上都有小電阻與小電容組成的低通濾波網(wǎng)絡(luò)來提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。這里的RC用法類似，選用更大的RC，理論上對(duì)抵抗外界EMC干擾更有效，設(shè)計(jì)上只要保證時(shí)鐘脈沖的下降沿時(shí)刻，各數(shù)據(jù)線的上電平符合LCD1602的要求(VH>4V,VL<1V)。實(shí)際測(cè)試表現(xiàn)如何？用了簡單的方法進(jìn)行模擬：1.不斷發(fā)送數(shù)據(jù)，然后打通手機(jī)瞬間，把手機(jī)天線緊靠數(shù)據(jù)線，未發(fā)現(xiàn)異常。 2.用工作中的示波器信號(hào)線的地線，不斷觸碰LCD1602相關(guān)引腳，也未發(fā)現(xiàn)異常。當(dāng)然這種測(cè)試并不規(guī)范，所以這種驅(qū)動(dòng)方式玩玩可以，用在產(chǎn)品上還得慎重考慮。

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挑戰(zhàn)一下極限，再減少一根線，仍然好使，不過要另加一個(gè)電容和一個(gè)二極管。

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回復(fù)【63樓】winmcu

要不要再狠一點(diǎn)，只用一個(gè)io一條地線就可以了呢。貌似sony已經(jīng)有這技術(shù)用于數(shù)據(jù)通信(基于芯片完成的數(shù)據(jù)通信)。
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winmcu說的是類似消防總線的通訊方式吧，直接把串行數(shù)據(jù)調(diào)制在電源線上，不過這是需要專用芯片來解調(diào)，不能光靠幾個(gè)RC就能搞掂。類似的方式，我兩年前也做過，不知大家對(duì)下面這張圖片是否熟悉，這就是之前我發(fā)過的貼子中一張圖片，參照：
http://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2243715
其中的示范程序中就提及到 One Wire 總線的驅(qū)動(dòng)，顯示模塊解調(diào)所用的芯片也不是什么專用芯片，只是一片我們最熟悉不過的 74HC595 ，就能完成任務(wù)。




當(dāng)時(shí)為了方便沒在電源上加載數(shù)據(jù)，而單獨(dú)引了一根數(shù)據(jù)線，所以看到是三根引線(VCC,GND,DAT)，實(shí)際上完全可以把數(shù)據(jù)加載在電源上。
發(fā)個(gè)顯示模塊的底面圖，就可以看到利用一片 74HC595 解調(diào) OneWire 通訊，并驅(qū)動(dòng)三位數(shù)碼管的情況。
發(fā)送端（MCU）的調(diào)制也很簡單，就一個(gè)IO輸出，加一個(gè)三極管擴(kuò)流。
如果大家有興趣，有空時(shí)我可以另開個(gè)貼子討論。
不過種方式用在LCD1602上，不另加芯片，我還是沒想到好辦法，除非外圍電路弄得很復(fù)雜，但這樣就失去意義了。