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使用单片机IO口直接驱动段式LCD的方法

编辑: 奥门新浦京小编 编辑: 奥门新浦京013935com 来源: 奥门新浦京013935com 发布日期: 2018.09.20
信息摘要:
用IO口驱动段式LED(数码管)的方法相信大家比较清楚,但用IO口直接驱动段式LCD的方法相对复杂一些。 

________________________________________
        用IO口驱动段式LED(数码管)的方法相信大家比较清楚,但用IO口直接驱动段式LCD的方法相对复杂一些。 
1.       LCD和LED的显示原理不一样:LED是加正向电压发光,而LCD得交替加正、反向电压才会持续显示(可以做个实验,如果把恒定电压加到LCD的一段上,该段会显示一下,但马上不能显示,而且长时间加恒定电压,会加速LCD的老化和损坏)
2.       常听说1/2bias,1/3bias LCD,是什么意思呢?对于1/2bias LCD,假如LCD的显示电压是3V,则1/2bias是1.5V,也就是说在±3V电压作用时,LCD有显示;±1.5V及以下的电压作用时没有显示
3.       普通单片机IO口不能直接输出半高电平(1.5V),但可以用相等的上下拉电阻实现,当IO口设置为输入(高阻)时,由于上下拉电阻的分压作用,则产生一个半高电平(1.5V)
 
        知道了以上3点后,动态驱动LCD就不是难事了,对于4*8段的LCD(4个COM,8个SEG,显示电压为3V,1/2bias),驱动方法如下:
1、  四个COM采用交替扫描的方式,每个COM在相邻两次扫描时又进行电压交变的方式。
2、  若扫描到某一个COM时,该COM输出3V(0V):
与该COM相连的SEG输出与COM相反,ΔV=±3V,则该相连点亮;
与该COM相连的SEG输出与COM相同,ΔV=0,则该相连点不亮。
3、其他没有扫描到的COM,单片机IO口为输入,从而产生1/2 bias(1.5V),不管SEG为何值,ΔV<±1.5V,故该点不亮。
 
用4*8段的LCD自制了一个数字钟表,验证了以上方法的可行性,现把制作过程罗列如下
1.       原理图 

单片机IO口直接驱动段式LCD的方法1

说明:由于管脚不够用,所以时钟芯片DS1302的RST和LCD的一个SEG是复用的,只要在这个SEG无效的时候去读取时间就可以了,另外,3PIN串口是ISP下载程序用的。
2.       备料 

单片机IO口直接驱动段式LCD的方法2

3.       焊接 

单片机IO口直接驱动段式LCD的方法3

4.       实验结果 

单片机IO口直接驱动段式LCD的方法4

5.       不足之处
        通过实验结果可以发现,不显示的SEG也有阴影
原因分析:纽扣电池电压3.7V,1/2bias是1.85V,大于1.5V,所以会出现阴影。
解决办法:选择工作电压小于3V的单片机和电压等于3V的电池(如2节干电池)

6. 程序源代码 
点击http://www.dzsj.net/dpjzhyy/clock.c下载
代码
/******************************************************************
段式LCD驱动实验             
外部晶体:12MHz                                
日期:2011.08.26                  
*****************************************************************/

#include
#include

//管脚定义
sbit COM0=P3^5;
sbit COM1=P3^4;
sbit COM2=P3^3;
sbit COM3=P3^2;
sbit BI_4=P3^7;
sbit RTC_CLK=P3^0;
sbit RTC_IO=P3^1;
sbit RTC_RST=P3^7;   //复用

//P3口模式寄存器
sfr P3M1=0xb1;
sfr P3M0=0xb2;

//当前时间(BCD码):秒、分、时、日、月、星期、年
unsigned char ClockBuffer[8]={0x34,0x12,0x08,0x20,0x03,0x05,0x09};

//0~9的段码查询表
//位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
//段   A  B  C  D  E  F  G  DOT 
code unsigned char seg_code[10]={~0x03,~0x9f,~0x25,~0x0d,~0x99,~0x49,~0x41,~0x1f,~0x01,~0x09};

unsigned char ScanCoun=0;                  //动态扫描显示位数计数器
unsigned char DisplayBuf[4]={1,2,3,4};               //4位数字对应的显示暂存

//段码缓冲区
unsigned char SegBuf[4]={0x00,0x00,0x00,0x00};//COM1、COM2、COM3、COM4的段码
bit bi_4a=0; //COM0对应的4a
bit bi_4b=0; //COM1对应的4a
bit bi_4c=0; //COM2对应的4a

//延时
void dly(unsigned char x)
   {unsigned char i;
    for (i=0; i
    }

//ds1302写1字节
void rtc_wt_byte(unsigned char sent_buf)
         {unsigned char i;
          for (i=0; i<8; i++)
              {RTC_CLK=0;
               if (sent_buf&0x01) RTC_IO=1;
               else RTC_IO=0;
               RTC_CLK=1;
               dly(5);
               sent_buf=sent_buf>>1;
               }
              RTC_CLK=0;
              dly(5);
           }

//ds1302读1字节
unsigned char rtc_rd_byte(void)
          {unsigned char i,read_buf;
           RTC_IO=1;         //RTC_IO置1,保证为输入状态
           for (i=0; i<8; i++)
               {read_buf=read_buf>>1;
                RTC_CLK=0;
                dly(5);
                if (RTC_IO) read_buf=read_buf|0x80;
                else read_buf=read_buf&0x7f;
                RTC_CLK=1;
                dly(5);
               }
           RTC_CLK=0;
           dly(5);
           return read_buf;
          }

//ds1302写入时间
void rtc_wr_time(unsigned char *p_wt_time)
           {unsigned char i;
            unsigned char tmp1;
            dly(30);
            RTC_RST=1;
            rtc_wt_byte(0xbe);         //burst写入时间
            for (i=0; i<8; i++)
                  {tmp1=*p_wt_time++;
                   rtc_wt_byte(tmp1);
                   }
            RTC_CLK=0;
            RTC_RST=0;
           }

//ds1302读出时间
void rtc_rd_time(unsigned char *p_rd_time)
           {unsigned char i;
            unsigned char tmp1;
            dly(30);
            RTC_RST=1;
            rtc_wt_byte(0xbf);        //burst读取时间

            RTC_IO=1;
            for (i=0; i<8; i++)
                  {tmp1=rtc_rd_byte();
                   *p_rd_time++=tmp1;
                  }

            RTC_CLK=0;
            RTC_RST=0;
           }


//ds1302初始化
void ini_rtc()
         {RTC_CLK=0;
          RTC_RST=0;
          dly(30);
          
          RTC_RST=1;                
          rtc_wt_byte(0x8e);        //写CONTROL寄存器
          rtc_wt_byte(0x00);        //值:去掉写保护
          RTC_RST=0;                //复位

          RTC_RST=1;                //正常工作
          rtc_wt_byte(0x90);        //写TRICKLE CHARGER寄存器
          rtc_wt_byte(0xa9);        //值:使能充电,串联2个二极管,串联2k欧姆的电阻

          RTC_CLK=0;
          RTC_RST=0;
         }


//把4位数字的SEG放到COM1、COM2、COM3、COM4对应的段码
//LCD的管脚定义与LED不同,它不是一个COM对应一位数字,而是对应每个数字的一部分SEG
// 1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15 
// <  1f  1a  2f  2a      3f  3a  4f  4a   >              --   ---- COM0 
// <  1g  1b  2g  2b      2g  3b  4g  4b   >          --       ---- COM1 
// <  1e  1c  2e  2c   :  3e  3c  4e  4c   >      --           ---- COM2 
//    1d  1h  2d  2h      3d  3h  4d          --               ---- COM3
void Seg2Seg()
{unsigned char SegXX;

 SegBuf[0]=0;
 SegBuf[1]=0;
 SegBuf[2]=0x08;
 SegBuf[3]=0;
 bi_4a=0;
 bi_4b=0;
 bi_4c=0;

 SegXX=seg_code[DisplayBuf[0]];      //第1位数字
 if (SegXX&0x80) SegBuf[0]|=0x40;
 if (SegXX&0x40) SegBuf[1]|=0x40;
 if (SegXX&0x20) SegBuf[2]|=0x40;
 if (SegXX&0x10) SegBuf[3]|=0x80;
 if (SegXX&0x08) SegBuf[2]|=0x80;
 if (SegXX&0x04) SegBuf[0]|=0x80;
 if (SegXX&0x02) SegBuf[1]|=0x80;
 if (SegXX&0x01) SegBuf[3]|=0x40;
 
  SegXX=seg_code[DisplayBuf[1]];    //第2位数字
 if (SegXX&0x80) SegBuf[0]|=0x10;
 if (SegXX&0x40) SegBuf[1]|=0x10;
 if (SegXX&0x20) SegBuf[2]|=0x10;
 if (SegXX&0x10) SegBuf[3]|=0x20;
 if (SegXX&0x08) SegBuf[2]|=0x20;
 if (SegXX&0x04) SegBuf[0]|=0x20;
 if (SegXX&0x02) SegBuf[1]|=0x20;
 if (SegXX&0x01) SegBuf[3]|=0x10;
 
 
  SegXX=seg_code[DisplayBuf[2]];   //第3位数字
 if (SegXX&0x80) SegBuf[0]|=0x02;
 if (SegXX&0x40) SegBuf[1]|=0x02;
 if (SegXX&0x20) SegBuf[2]|=0x02;
 if (SegXX&0x10) SegBuf[3]|=0x04;
 if (SegXX&0x08) SegBuf[2]|=0x04;
 if (SegXX&0x04) SegBuf[0]|=0x04;
 if (SegXX&0x02) SegBuf[1]|=0x04;
 if (SegXX&0x01) SegBuf[3]|=0x02;
 
  SegXX=seg_code[DisplayBuf[3]];   //第4位数字
 if (SegXX&0x80) bi_4a=1;
 if (SegXX&0x40) bi_4b=1;
 if (SegXX&0x20) bi_4c=1;
 if (SegXX&0x10) SegBuf[3]|=0x01;
 if (SegXX&0x08) SegBuf[2]|=0x01;
 if (SegXX&0x04) SegBuf[0]|=0x01;
 if (SegXX&0x02) SegBuf[1]|=0x01;

}


/*一个BCD码转化成两个十进制数(如:0x79转化成0x07和0x09)*/
BcdToDec(unsigned char BcdValue,unsigned char *pDecValue)
       {//if (BcdValue>=0x9a||(BcdValue&0x0f)>=0x0a) return 0;
        *pDecValue++=(BcdValue&0xf0)>>4;
        *pDecValue=BcdValue&0x0f;
        //return 1;
       }

//初始化MCS51内部资源
InitInterResource()
       {IE=0;       //关全部中断
        TCON=0;     //清全部中断请求
        IP=0;       //清中断优先级   

        TMOD=0x01;  //T0工作方式1(16位定时器)
        TH0=0x00;   //T0定时器辅初值
        TL0=0x00;
        TR0=1;      //允许T0定时
        ET0=1;      //允许T0中断
        EA=0;       //关全局中断
        
        RTC_RST=0;
       }




void main()
    {    
     InitInterResource();
         
     ini_rtc();                    //初始化DS1302
     rtc_wr_time(ClockBuffer);     //写入时间初始值

     EA=1;         //开全局中断
     while(1)
        {         
        }
    }


//定时器0中断服务程序,5ms定时器,4位数码管动态显示驱动
void tmr0_p(void) interrupt 1
    {
     TL0=0x78;     //重新定时5ms
     TH0=0xec;
     Seg2Seg();
     P3M1=0x3c;
     P3M0=0x00;
          switch(ScanCoun)                //动态扫描显示
         { 
          case 0:                        //COM0正向驱动
          P1= SegBuf[0];
          BI_4= bi_4a;
          COM0=0;           
          P3M1=0x1c;                      //除COM0输出外,其余COM设为输入
          P3M0=0x00; 
          break;
          
          case 1:                       //COM0反向驱动
          P1= ~SegBuf[0];
          BI_4= ~bi_4a;
          COM0=1;              
          P3M1=0x1c;
          P3M0=0x00;
          break;
          
          
          case 2:                       //COM1正向驱动
          P1= SegBuf[1];
          BI_4= bi_4b;
          COM1=0;             
          P3M1=0x2c;
          P3M0=0x00;
          break;
          
          case 3:                       //COM1反向驱动
          P1= ~SegBuf[1];
          BI_4= ~bi_4b;
          COM1=1;                  
          P3M1=0x2c;
          P3M0=0x00;
          break;
          
          
          case 4:                       //COM2正向驱动
          P1= SegBuf[2];
          BI_4= bi_4c;
          COM2=0;                   
          P3M1=0x34;
          P3M0=0x00;
          break;
          
          case 5:                       //COM2反向驱动
          P1= ~SegBuf[2];
          BI_4= ~bi_4c;
          COM2=1;                  
          P3M1=0x34;
          P3M0=0x00;
          break;
          
          case 6:                       //COM3正向驱动
          P1= SegBuf[3];
          COM3=0;                   
          P3M1=0x38;
          P3M0=0x00;
          
          RTC_RST=0;
          rtc_rd_time(ClockBuffer);    //读时间
          BcdToDec(ClockBuffer[0],DisplayBuf+2);     //秒送入显示缓冲
          BcdToDec(ClockBuffer[1],DisplayBuf);       //分送入显示缓冲
          BI_4= ~bi_4c;
          break;
          
          case 7:                       //COM3反向驱动
          P1= ~SegBuf[3];
          COM3=1;                   
          P3M1=0x38;
          P3M0=0x00;
          
          break;
          
         }

     ScanCoun++;       //下一位
     if (ScanCoun>7) ScanCoun=0;       
     }
       



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