1 LCD簡介
目前，市面主流LCD(液晶顯示器)分成以下幾大類：TN(扭曲陣列型)、STN(超扭曲陣列型)、DSTN(雙層超扭曲陣列)、HPA(高性能定址或快速DSTN)、TFT(薄膜場效應(yīng)晶體管)等。由于成本因素，目前小家電大多數(shù)采用的是TN型單色液晶顯示器，它的原理是把液晶灌入兩個列有細槽的平面之間。這兩個平面上的梧互相垂直(相交成90°)，也就是說，若一個平面上的分子南北向排列，則另一平面上的分子?xùn)|西向排列，而位于兩個平面之間的分子被強迫進入一種90°扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn)90°。當(dāng)液晶上加一個電壓時，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。LCD正是由這樣兩個相互垂直的極化濾光器構(gòu)成的，所以在正常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。但是，由于兩個濾光器之間充滿了扭曲液晶．所以在光線穿出第一個濾光器后，會被液晶分子扭轉(zhuǎn)90°，最后從第二個濾光器中穿出。另一方面，若為液晶加一個電壓，分子叉會重新排列并完全平行，使光線不再扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個濾光器擋住?？傊?，加電將光線阻斷，不加電則使光線射出。LCD模型可以把其看成一個電容器，一個電極連接著公共極板，另一個連接著字符段。LCD受電壓的均方根值控制，當(dāng)施加在LCD上的電壓為零時，LCD呈透明狀態(tài)。當(dāng)旅加在字符段與公共極的電壓大于LCD的閥值電壓，則該字符段就顯示出來。如果用直流驅(qū)動LCD，將會引起顯示單元永久性的損壞。為了防止不可逆轉(zhuǎn)的電化學(xué)反應(yīng)使LCD損壞，加在所有字符段上的電壓必須周期性翻轉(zhuǎn)極性，以使加在字符段上的平均電壓為O。為了節(jié)約單片機I／O口線，采用多路復(fù)用的方法驅(qū)動LCD。
2 單片機EM78P259N簡介
EM78P259N是臺灣義隆公司推出的8位單片機，引腳如圖l所示。
主要功能如下：
◆工作電壓范圍為2．3～5．5 V；
◆工作頻率(基于時鐘是2分頻)，在Crystal模式下DC～20 MHz／2 CLKS、5V，DC-8MHz／2 CLKS、3V，在RC模式下DC-4MHz／2 CLKS、5V，DC-4 MHz／2 CLKS、3V；
◆低功耗，在5V／4MHz時工作電流小于1．9 mA，在3V／32 kHz時工作電流為15μA，在睡眠模式耗電電流為lμA；
◆內(nèi)置RC振蕩，4MHz、8MHz、1MHz、455kHz(帶自動校驗)；
◆80B RAM；
◆2K×13程序空間；
◆雙向I／O口；
◆8級堆棧深度；
◆3個8位定時器，1個16位定時器；
◆1個比較器；
◆4路12位精度A／D轉(zhuǎn)換。
3 I／O口直接驅(qū)動LCD的實現(xiàn)方法
下面介紹多路復(fù)用顯示的驅(qū)動方法，電路圖如圖2所示。將所有公共電極(COM)各施加一次掃描電壓的時間叫一幀，單位時間內(nèi)掃描多少幀的頻率叫幀頻，將掃描公共電極(COM)選通的時間與幀周期之比叫占空比。通常占空比等于公共電極數(shù)N的倒數(shù)，即1／N。由于在多路復(fù)用顯示驅(qū)動方法中，像素被分成選通像素、非選通像素和半選通像素。它們都被加上了一定的電壓。所以引出了平均電壓法。選通像素上的電壓與非選通像素上的電壓比就是常說的LCD偏壓比。在動態(tài)顯示時，要使LCD的某個像素實現(xiàn)顯示，就必須循環(huán)地在該像素上用公共級掃描脈沖(COM)和段掃描脈沖(SEG)合成一個超過液晶閥值電壓的工作電壓(及平均電壓)才能完成。說到底，平均電壓法是把半選通像素上的電壓和非選通像素的電壓平均化，用適度提高非選擇像素的電壓來抵消半選擇像素的一部分電壓，從而擴大選擇像素與半選擇像素之間電壓的差距，提高顯示對比度，使非選擇像素和半選擇像素的顯示更均勻。
根據(jù)單片機的特性，采用1／2偏壓，l／2占空比方法驅(qū)動LCD，現(xiàn)以COM=2，SEG=4的LCD為例：LCD屏共有8個像素，公共極有2極，字符段為4段。
公共極信號產(chǎn)生的波形如圖3所示。
從圖3可看出，公共極信號發(fā)生可分成4個階段SO、S1、S2和S3。
這樣在SO階段，選通的像素只可能是與COM0連接的像素，并且SEG段必須為OV，該像素才會亮。與COMl連接的像素只可能是非選通像素或半選通像素，而半選通像素電壓低于LCD要點亮的閥值電壓，所以此時與COM1連接的像素都不會亮。
在S1階段，選通的像素只可能是與COMl連接的像素，并且SEG段必須為0V，該像素才會亮。與COM0連接的像素只可能是非選通像素或半選通像素，而半選通像素電壓低于LCD要點亮的閥值電壓，所以此時與COM0連接的像素都不會亮。
在S2階段，選通的像素只可能是與COM0連接的像素，并且SEG段必須為+5V，該像素才會亮。同時，驅(qū)動LCD的電壓極性相反，與COM1連接的像素只可能是非選通像素或半選通像素，而半選通像素電壓低于LCD要點亮的閥值電壓，所以此時與COM1連接的像素都不會亮。
在S3階段，選通的像素只可能是與COM1連接的像素，并且SEG段必須為+5V，該像素才會亮。同時，驅(qū)動LCD的電壓極性相反，與COM0連接的像素只可能是非選通像素或半選通像素，而半選通像素電壓低于LCD要點亮的閥值電壓，所以此時與COM0連接的像素都不會亮。
結(jié)語
利用上面提供的方法，只要LCD要顯示的像素不多，都可利用帶雙向口的單片機直接驅(qū)動，公共極(COM)可擴展為3個，或4個以上。
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