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[導(dǎo)讀]液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)方法有:靜態(tài)驅(qū)動(dòng)法、動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法、雙頻驅(qū)動(dòng)法等。本文僅就目前應(yīng)用最廣泛的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法加以說(shuō)明。以點(diǎn)陣式液晶顯示器為例對(duì)其動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法作以介紹,給出了一種克服交叉效應(yīng)的辦法。

液晶的顯示是由于在顯示像素上施加了電場(chǎng),這個(gè)電場(chǎng)是顯示像素前后兩電極上的電位信號(hào)的合成。由于直流電場(chǎng)容易使液晶的壽命降低,因此,一般都只建立直流成分非常小的交流電場(chǎng)。直流分量通常小于50mV.液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)通過(guò)調(diào)整施加在液晶顯示器電極上的電位信號(hào)的相位、峰值、頻率等建立驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)以實(shí)現(xiàn)顯示。

動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法

當(dāng)液晶顯示器顯示的像素眾多時(shí),如點(diǎn)陣型,為了節(jié)省龐大的硬件驅(qū)動(dòng)電路,液晶顯示器電極的制作與排列做了加工,實(shí)施了矩陣式結(jié)構(gòu):即把水平一組顯示像素的背電極都連在一起引出,稱之為行電極;把縱向顯示像素的段電極都連在一起引出,稱之為列電極。顯示器上每個(gè)像素都由其所在行列位唯一確定。液晶顯示器的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法就是循環(huán)地給行電極施加選擇脈沖,同時(shí)給所有的列電極加上響應(yīng)的選擇或非選擇的驅(qū)動(dòng)脈沖,從而實(shí)現(xiàn)某行所有像素的顯示功能。這種掃描是逐行順序進(jìn)行的,循環(huán)周期很短,使得液晶屏上呈現(xiàn)出穩(wěn)定的圖像。

在一幀中每行的選擇時(shí)間是相等的。假設(shè)一幀的掃描行數(shù)為N,掃描時(shí)間為1,那么一行所占有選擇時(shí)間為一幀時(shí)間的1/N.這就是液晶顯示驅(qū)動(dòng)的占空比系數(shù),也稱為占空比。

克服交叉效應(yīng)

在動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方式下,要使某一位置如(i,j)點(diǎn)顯示,就需在第i列和第j行上同時(shí)施加選擇電壓,使該點(diǎn)的變電場(chǎng)強(qiáng)最大,但此時(shí)除(i,j)點(diǎn)外,第i列和第j行的其余各點(diǎn)也承受了一定電壓,這些點(diǎn)稱為半選擇點(diǎn)。若半選擇點(diǎn)上的有效電壓大于閾值電壓時(shí),在屏幕上將出現(xiàn)不應(yīng)有的顯示,使對(duì)比度下降,這就是交叉效應(yīng)。解決交叉效應(yīng)的辦法是平均電壓法,即把半選擇點(diǎn)與非選擇點(diǎn)的電壓平均,適度提高非選擇點(diǎn)的電壓來(lái)抵消半選擇點(diǎn)上的一部分電壓,使半選擇點(diǎn)上的電壓下降,從而提高顯示對(duì)比度?,F(xiàn)以圖1說(shuō)明之:

 

 

圖1中選擇點(diǎn)為(SEG1,COM2),以下簡(jiǎn)稱為(1,2)?,F(xiàn)第2行施加V1電壓,其余各行電壓0V;第一列施加-V2電壓,其余均為非選擇電壓1/a'V1.接下來(lái)分析各點(diǎn)的電位差,即行電壓減去列電壓。

選擇點(diǎn):(1,2):V1+V2

半選擇點(diǎn):(1,1),(1,3),(1,4):V2(2,2),(3,2),(4,2);V1-1/a'V1

非選擇點(diǎn):-1/a'V1

為保證選擇點(diǎn)的顯示效果,使V1+V2=VLCD保持在所需的電壓值VLCD.同時(shí)為了提高顯示的對(duì)比度,令|V2|=|-1/a'V1|,即:

 

 

解之:

 

 

令:a'+1=a,得:

 

 

于是,圖1中各點(diǎn)電壓為:

選擇點(diǎn):(1,2):VLCD

半選擇點(diǎn):(1,1),(1,3),(1,4):(1/a)VLCD(2,2),(3,2),(4,2):[(a-2)/a]VLCD

非選擇點(diǎn):-(1/a)VLCD

可見(jiàn),行半選擇點(diǎn)和非選擇點(diǎn)上的電壓均為顯示電壓VLCD的1/a.這1/a就稱為偏壓系數(shù),也稱為偏壓。此方法稱為1/a偏壓的平均電壓法,簡(jiǎn)稱為 1/a偏壓法。在這種方法中,MAX{[(A-2)/a]VLCD,(1/a)VLCD}將成為調(diào)整顯示對(duì)比度的尺度。當(dāng)掃描行數(shù)N=1時(shí),動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法就等于靜態(tài)驅(qū)動(dòng)法。

動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法的應(yīng)用實(shí)例

筆者在進(jìn)行酒精濃度檢測(cè)儀顯示方式的選擇過(guò)程中,通過(guò)多方調(diào)研考察,最終選用了香港精電公司生產(chǎn)的VM807-2型8位碼段型(7段)液晶顯示器。這除了因?yàn)?strong>液晶顯示器耗電極微之外,還因?yàn)槲覀儾捎玫腗CU(PIC16C924)本身已具有LCD的驅(qū)動(dòng)能力,因而,不論從降低成本考慮還是從簡(jiǎn)化電路方面考慮,這樣的選擇無(wú)疑是比較合理的。下面我們將針對(duì)MCU中LCD模塊的具體運(yùn)用加以說(shuō)明。

LCD模塊的配置

1、對(duì)LCDCON寄存器的配置

LCDCON寄存器如圖2所示:

 

 

其中:LCDEN:LCD模塊使能;SLPEN:休眠模式使能;VGEN:內(nèi)部電壓產(chǎn)生使能;CS1:CS0:LCD時(shí)鐘選擇位,“00”=Fosc/256,Fosc=4MHz;LMUX1:LUMX2:公共端數(shù)目與偏置選擇,“10”=3公共端,1/3偏置。

我采用的配置碼為:10000010.

對(duì)LCDPS寄存器的配置

LCDPS寄存器如圖3所示:

 

 

其中:LP3:LP0幀時(shí)鐘分頻選擇位[!--empirenews.page--]

我采用的配置碼為:***0011,其中“*”代表“0”或“1”.

依據(jù)幀頻率計(jì)算公式,幀頻率為:

CLOCk source/96(LP3:LP1+1)

=4×106/96×(3+1)×256

=40.69Hz

2、像素控制

像素由像素寄存器的第一個(gè)狀態(tài)位唯一確定。LCD模塊共有16個(gè)像素寄存器,最多可控制4×29=116個(gè)像素。我們采用的LCD共有8×8=64個(gè)像素。因此,像素?cái)?shù)據(jù)寄存器是足夠用了。LCD的像素?cái)?shù)據(jù)寄存器如圖4所示:

 

 

位7:位0:SEGSCOMC表示控制像素?cái)?shù)據(jù)的段碼和公共端數(shù)。其中,下標(biāo)“S”表示“0~32”個(gè)段碼,下標(biāo)“C”表示“1~4”個(gè)公共端。寄存器位為“1”表示打開像素(黑);寄存器位為“0”表示關(guān)閉像素(亮)。

3、段碼使能

段碼的使能通過(guò)LCDSE寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閂IM807-2是8位7段顯示器,而我們選擇的是1/3占空比(即3個(gè)公共端),因此,通過(guò)LCDSE寄存器必須選擇3×8=24段才能滿足需要,即表達(dá)完全部的碼段像素。當(dāng)然會(huì)有多余,8×9=72,因?yàn)槊?公共端和3段可以表達(dá)9個(gè)像素。公共端和段選擇方式如圖5所示。

 

 

LCDSE寄存器如圖6所示:

 

 

各位所代表的意義分別是位數(shù)、引腳功能、3COM時(shí)管腳控制段數(shù)以及選擇的控制段。根據(jù)上述,LCDSE的控制碼為:00111011.

4、LCD驅(qū)動(dòng)電壓的產(chǎn)生

LCD驅(qū)動(dòng)電壓的產(chǎn)生有兩種辦法,內(nèi)部充電泵法或者外部梯形電阻網(wǎng)絡(luò)法。由于LCD充電泵正處在發(fā)展中,為了使設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)減小,我們采用較為成熟的外部梯形電阻網(wǎng)絡(luò)法。使用外部梯形電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí),VGEN(LCDCON<4>)應(yīng)清零。

5、LCD模塊配置程序

……

MAIN BCF STATUS,PRO

BSF STATUS,RP1

MOVLW 0X82

MOVWF LCDCON

}

MOVLW 0X03

MOVMF LCDPS

MOVLW 0X3B

MOVWF LCDSE

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