用IO驱动LCD

用I/O 驱动LCD 在现今的电子产品中，LCD 显示被广泛的应用。LCD 显示驱动有内建于 MCU 中 的亦有独立于 MCU 单一的驱动 IC。这些 LCD 能驱动的点数一般比较多，在一些需 要显示点数不多的应用中这些 IC 就显的浪费。所以在这里我们介绍一种用 I/O 来 驱动 LCD 做显示的方法来满足一些点数不多的显示应用。 1. I/O 驱动LCD 原理 LCD 的显示原理请参考 3.6 节，这里不多叙述。大家都知道 I/O 口最多只能有 三种状态: 高电平，低电平及悬空状态(Floating)如何造出 LCD 驱动波形呢? 下 面我们以 2X8(2 个 COM 和 8 个 SEG)的例子来做一介绍。观察图 5-14，这是一个 1/2bias，1/2duty 的 LCD 驱动波形，观察 COM0 和 COM1 可以发现同一时间内只有 一个 COM 口有输出，它的平均电压为零。节点信号 SEGMENT 则表示要显示的数据， 如果节点信号与 COM 口之间有出现脉冲，代表对应的这个点是亮的，反之则是暗 的。在知道要显示的内容的情况下，如果是要显示，那么 SEGMENT 的信号就和 COM 相反而产生脉冲，如果是不显示，那么 SEGMENT 的信号就和 COM 的信号一样而两 端之间没有脉冲，没有显示。 有了 LCD 驱动波形的概念之后，接着就可以着手 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 电路了，观察 SEGMENT 上的波形，对微控制器来讲不是问题，VLCD=1，VSS=0 就能造出漂亮的方波。那 COMMON 上面的阶梯波怎么解决呢? 其实只要利用 I/O Port 三种状态就可实现，如 图 1-1 所示，PD1、PD2 为 COM0、COM1 的输出波形，利用两个分压电阻以及 I/O Port 的特性，表 1-1 是它的真值表，由此表不难看出，要产生 VDD 或者 0 电压，只要 利用端口输出 1或者 0就可以产生，可是没有直接输出 1/2 VDD(V1)。其实要产生 1/2VDD 是很简单的，因为当 I/O Port 设成输入时形成一个高阻抗的状态，对 COM 而言所看到的只是 R1 和 R2 分压而已。所以我们 将 R1=R1=100K 欧姆，那么在 COM 端来说就是 1/2VDD 的电压了。 表 1-1 图 1-1 1/2 bias 与 1/2 duty 图 1-2 同理如果您需要 1/3 bias 的场合，如图 1-3 所示再变化一下 I/O 的状态，但是 SEGMENT 与 COMMON 都需要电阻分压，而且驱动一条 LCD Pin 需要两个 I/O，不管 对多点数或者少点数来说，都十分不经济，相对地程序也会更复杂。 PD1 COM0 电压 0 VSS 1 VLCD Floating V1 GND1 PD0/vpp2 PD13 OSCI/PE04 OSCO/PE15 PD26 PC07 PC18 PC29 PC310 PB0 11 PB1 12 PB2 13 PB3 14 sda/PA0 15 PA1 16 PA2 17 PA3 18 REM 19 VDD 20 SH 67P33A U1 SH67P33A R1 100K R3 100K R2 100K R4 100K VCC C1 104 E1 47uF/16V SEG0 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 COM0 COM1 SEG01 SEG12 SEG23 SEG34 SEG45 SEG56 SEG67 SEG78 COM09 COM110 LCD1 PANAL 图 5-16 1/3bias 原理及真值表 图 1-3 2. 电路设计 利用 SH67P33 的 PORTD1,2 来做为 COM 口，PORTA,B 共 8 个 I/O 做为 SEG 来驱 动 2个 8段 LCD 显示“Po”，原理图如图 5-4-2。其真值表如 1-2 所示。 表 1-2 SEG0 SEG1 SEG2 SEG3 SEG4 SEG5 SEG6 SEG7 COM0 1A 1B 1C 2A 2B 2C COM1 1F 1G 1E 1D 2F 2G 2E 2D 程序设计 例[2-1] ;;;;;;;;;;;;;;;;system define ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; IE EQU 00H ;中断允许标志 IRQ EQU 01H ;中断请求标志 PA EQU 08H ;PORT A 数据寄存器 PB EQU 09H ; PORTB 数据寄存器 PC EQU 0AH ; PORT C 数据寄存器 PD EQU 0BH ; PORT D 数据寄存器 PE EQU 0CH ; PORT E 数据寄存器 PACR EQU 16H ; PORT A 输入输出控制寄存器 PBCR EQU 17H ; PORT B 输入输出控制寄存器 PCCR EQU 18H ; PORT C 输入输出控制寄存器 PDCR EQU 19H ; PORT D 输入输出控制寄存器 PECR EQU 1AH ; PORT E 输入输出控制寄存器 PMOD EQU 12H ;BIT0-BIT2：载波输出时钟预分频设定 ;BIT3：下拉允许控制位 DPL EQU 10H ;数据指针低位 DPM EQU 11H ;数据指针中间位 R2 50K R1 50K R3 50K pa pb out pa pb out(vcc) 1 1 10 01 0 0 1 2/3 1/3 0 1/3 bias design DPH EQU 12H ;数据指针高位 INX EQU 0FH ;间接索引寄存器 ;;;;;;;;;;;;;;;; ram define ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ACCBK EQU 20H ;备份 ACC 寄存器 SCANFLAG EQU 2CH ;信号输出扫描寄存器 COMP EQU 1H ;0=扫描 COM0 端 1=扫描 COM1 端 CYCLE EQU 2H ;0=扫描端口的前半周期, 1=扫描端口的后半周期 TEMP EQU 30H ;4 位临时寄存器 TEMPL EQU 31H ;8 位临时寄存器低位 TEMPH EQU 32H ;8 位临时寄存器高位 PABUF EQU 38H ;PORTA 输出缓冲 PBBUF EQU 39H ;PORTB 输出缓冲 PCBUF EQU 3AH ;PORTC 输出缓冲 SEG0 EQU 40H ;LCD 显示区 ;PA0 端输出 SEG1 EQU SEG0+1 ;LCD 显示区 ;PA1 端输出 SEG2 EQU SEG0+2 ;LCD 显示区 ;PA2 端输出 SEG3 EQU SEG0+3 ;LCD 显示区 ;PA3 端输出 SEG4 EQU SEG0+4 ;LCD 显示区 ;PB0 端输出 SEG5 EQU SEG0+5 ;LCD 显示区 ;PB1 端输出 SEG6 EQU SEG0+6 ;LCD 显示区 ;PB2 端输出 SEG7 EQU SEG0+7 ;LCD 显示区 ;PB3 端输出 ;;;;;;;;;;;;;;;; CONSTANT define ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; COMCR EQU PDCR ;定义 COM 端输入输出控制寄存器 COM EQU PD ;定义 COM 输出端口 IET0 EQU 04H ; SCALE8 EQU 0100B ; ORG 0000H JMP RESET ;复位入口地址 JMP ONLYRET JMP T0ISR ;定时器 T0 中断入口地址 JMP ONLYRET JMP PBCISR ;PBC 中断入口地址 PBCISR: ONLYRET: RTNI ;推出 PBC 中断 ;LCD 刷新 32hz，FRAME=1000/32HZ=31.25ms，所以 FRAME/4=7.8125ms 约等于 8ms。 ;定时器 8ms 溢出，振荡器采用内部 4M RC，系统时钟采用 16 分频。 ;定时器设置为计数 250，所以初值为 6。 ;所以 8000/250=32，算出 timer0 预分频 32/4=8 T0ISR: STA ACCBK,00H ;备份 ACC 到寄存器在 ACCBK LDI WDT,08H ;清除 watchdog 计数 EORIM SCANFLAG,CYCLE ;切换扫描端口输出周期 LDA SCANFLAG,00H STA TEMP,00H ANDIM TEMP,03H SBI TEMP,03H BAZ CANCOM11 ;扫描 com1 的后半周期 SBI TEMP,02H BAZ SCANCOM10 ;扫描 com0 的后半周期 SBI TEMP,01H BAZ SCANCOM01 ;扫描 com1 的前半周期 SCANCOM00: ;扫描 com0 的前半周期 LDI COMCR,0010B ;COM0 输出，COM1 输入 LDI COM,0000B ;COM0 输出低电平 LDI PABUF,0FH LDA SEG0,00H ;输出 SEG0.0 到 PA0 BA0 $+2 ANDIM PABUF,1110B LDA SEG1,00H ;输出 SEG1.0 到 PA1 BA0 $+2 ANDIM PABUF,1101B LDA SEG2,00H ;输出 SEG2.0 到 PA2 BA0 $+2 ANDIM PABUF,1011B LDA SEG3,00H ;输出 SEG3.0 到 PA3 BA0 $+2 ANDIM PABUF,0111B LDA PABUF,00H STA PA,00H LDI PBBUF,0FH LDA SEG4,00H ;输出 SEG4.0 到 PB0 BA0 $+2 ANDIM PBBUF,1110B LDA SEG5,00H ;输出 SEG5.0 到 PB1 BA0 $+20 ANDIM PBBUF,1101B LDA SEG6,00H ;输出 SEG6.0 到 PB2 BA0 $+2 ANDIM PBBUF,1011B LDA SEG7,00H ;输出 SEG7.0 到 PB3 BA0 $+2 ANDIM PBBUF,0111B LDA PBBUF,00H STA PB,00H JMP T0RET SCANCOM10: ;扫描 COM0 后半周期 LDI COMCR,0010B ;COM0 输出，COM1 输入 LDI COM,0010B ;COM0 输出高电平 LDI PABUF,00H LDA SEG0,00H ;输出 SEG0.0 到 PA0 BA0 $+2 ORIM PABUF,0001B LDA SEG1,00H ;输出 SEG1.0 到 PA1 BA0 $+2,00H ORIM PABUF,0010B LDA SEG2,00H ;输出 SEG2.0 到 PA2 BA0 $+2 ORIM PABUF,0100B LDA SEG3,00H ;输出 SEG3.0 到 PA3 BA0 $+2 ORIM PABUF,1000B LDA PABUF,00H STA PA,00H LDI PBBUF,00H LDA SEG4,00H ;输出 SEG4.0 到 PB0 BA0 $+2 ORIM PBBUF,0001B LDA SEG5,00H ;输出 SEG5.0 到 PB1 BA0 $+2 ORIM PBBUF,0010B LDA SEG6,00H ;输出 SEG6.0 到 PB2 BA0 $+2 ORIM PBBUF,0100B LDA SEG7,00H ;输出 SEG7.0 到 PB3 BA0 $+2 ORIM PBBUF,1000B LDA PBBUF,00H STA PB,00H JMP T0RET SCANCOM01: ;扫描 COM1 前半周期 LDI COMCR,0100B ;COM0 输入，COM1 输出 LDI COM,0000B ;COM1 输出低电平 LDI PABUF,0FH LDA SEG0,00H ; 输出 SEG0.1 到 PA0 BA1 $+2 ANDIM PABUF,1110B LDA SEG1,00H ; 输出 SEG1.1 到 PA1 BA1 $+2 ANDIM PABUF,1101B LDA SEG2,00H ; 输出 SEG2.1 到 PA2 BA1 $+2 ANDIM PABUF,1011B LDA SEG3,00H ; 输出 SEG3.1 到 PA3 BA1 $+2 ANDIM PABUF,0111B LDA PABUF,00H STA PA,00H LDI PBBUF,0FH LDA SEG4,00H ; 输出 SEG4.1 到 PB0 BA1 $+2 ANDIM PBBUF,1110B LDA SEG5,00H ; 输出 SEG5.1 到 PB1 BA1 $+2 ANDIM PBBUF,1101B LDA SEG6,00H ; 输出 SEG6.1 到 PB2 BA1 $+2 ANDIM PBBUF,1011B LDA SEG7,00H ; 输出 SEG7.1 到 PB3 BA1 $+2 ANDIM PBBUF,0111B LDA PBBUF,00H STA PB,00H JMP T0RET SCANCOM11: ;扫描 COM1 后半周期 LDI COMCR,0100B ;COM0 输入，COM1 输出 LDI COM,0100B ;COM1 输出高电平 LDI PABUF,0H0 LDA SEG0,00H ; 输出 SEG0.1 到 PA0 BA1 $+2 ORIM PABUF,0001B LDA SEG1,00H ; 输出 SEG1.1 到 PA1 BA1 $+2 ORIM PABUF,0010B LDA SEG2,00H ; 输出 SEG2.1 到 PA2 BA1 $+2 ORIM PABUF,0100B LDA SEG3,00H ; 输出 SEG3.1 到 PA3 BA1 $+2 ORIM PABUF,1000B LDA PABUF,00H STA PA,00H LDI PBBUF,00H LDA SEG4,00H ; 输出 SEG4.1 BA1 $+2 ORIM PBBUF,0001B LDA SEG5,00H ; 输出 SEG5.1 BA1 $+2 ORIM PBBUF,0010B LDA SEG6,00H ; 输出 SEG6.1 BA1 $+2 ORIM PBBUF,0100B LDA SEG7,00H ; 输出 SEG7.1 BA1 $+2 ORIM PBBUF,1000B LDA PBBUF,00H STA PB,00H JMP T0RET T0RET: LDA SCANFLAG,00H ;检测是否是后半周期 BA1 $+2 JMP $+2 EORIM SCANFLAG,COMP ;如果是后半周期的话就切换 COM 端口 LDI IRQ,00H ;清除中断请求标志 LDI IE,IET0 ;允许定时器 T0 中断 LDA ACCBK,00H ;恢复 ACC 的值 RTNI RESET: NOP ;上电稳定空跑 4条指令 NOP NOP NOP LDI WDT,08H ;清除 watchdog 计数 LDI IRQ,00H ;清除中断请求标志 LDI IE,00H ;不允许中断 LDI TEMPH,0FH ;上电延时 LDI TEMPL,0FH SBIM TEMPL,01H BC $-1 LDI WDT,08H SBIM TEMPH,01H BC $-4 LDI REM,00H ;关闭红外输出 LDI PACR,0FH ;PA 设置为输出 LDI PBCR,0FH ;PB 设置为输出 LDI PCCR,0FH ;PC 设置为输出 LDI PDCR,06H ;PD1，PD2 设置为输出，PD0 为输入 LDI PECR,0FH ;PE 设置为输出 LDI PA,00H ;PA 输出低电平 LDI PD,00H ;PD 输出低电平 LDI PE,00H ;PE 输出低电平 LDI PB,00H ;PB 输出低电平 LDI PC,00H ;PC 输出低电平 LDI PMOD,0101B ;不允许内部上下拉电阻 CLEARRAM: ;清 0 RAM 020H-4FH 区 LDI DPL,00H LDI DPM,02H LDI DPH,00H ?CLRINX: LDI INX,00H ADIM DPL,01H BNC ?CLRINX ADIM DPM,01H ANDIM DPM,07H SBI DPM,05H BNC ?CLRINX LDI T0M,SCALE8 ;设置定时器 T0 预分频为 8分频 LDI T0L,06H ;设置定时期初值为 6 LDI T0H,00H LDI IE,IET0 ;允许定时器中断 LDI SEG0,03H ;设置显示的“Po”显示区数据 LDI SEG1,03H LDI SEG2,02H LDI SEG3,00H LDI SEG4,00H LDI SEG5,02H LDI SEG6,03H LDI SEG7,02H TOHALT: LDI WDT,08H ;清除 watchdog 计数 LDI IRQ,00H ;清除中断请求标志 LDI IE,IET0 ;允许定时器 T0 中断 NOP HALT ;halt NOP NOP NOP JMP TOHALT END