HT合泰单片机入门教程（第七章 LCD）

文章目录

系列文章目录
前言
一、新建工程
二、LCD了解
- 1.LCD原理
- 2.寄存器了解
三、LCD显示实现
- 1.代码实现
总结

系列文章目录

前言

前一段时间有小伙伴问我关于LCD的问题，看了一下LCD的原理看完头大。但是再看看MCU的手册，其实发现也没有那么难。下面就跟我一起来看看吧。

一、新建工程

请参照第二章第一节新建工程
——》第二章点亮第一个LED灯

二、LCD了解

1.LCD原理

在实际的液晶模拟驱动电压中，有几个参数非常关键：
交流电压，液晶分子是需要交流信号来驱动的，长时间的直流电压加在液晶分子两端，会影响液晶分子的电气化学特性，引起显示模糊，寿命的减少，其破坏性为不可恢复。扫描频率，直接驱动液晶分子的交流电压的频率一般在 60～100Hz 之间，具体是依据 LCD Panel 的面积和设计而定，频率过高，会导致驱动功耗的增加，频率过低，会导致显示闪烁，同时如果扫描频率同光源的频率之间有倍数关系，
则显示也会有闪烁现象出现。
LCD
液晶分子是一种电压积分型材料，它的扭曲程度(透光性)仅仅和极板间电压的有效值有关，和充电波形无关。电压的有效值用 COM/SEG 之间的电压差值的均方根 VRMS 表示：
LCD
LCD 类单片机内嵌的 LCD driver(液晶驱动器)，正是通过系统的控制，按照用户定义的显示图案，产生点亮 LCD(Liquid Crystal Display，液晶)所需的仿真驱动波形，接到 LCD Panel(液晶显示屏)上点亮对应的像素而达到显示的效果。

占空比(Duty)
该项参数一般也称为 Duty 数或 COM 数。由于 STN/TN 的 LCD 一般是采用时分动态扫描的驱动模式，在此模式下，每个 COM 的有效选通时间与整个扫描周期的比值即占空比(Duty)是固定的，等于 1/COM 数。

偏置(Bias)
LCD 的 SEG/COM 的驱动波形为模拟信号，而各档模拟电压相对于 LCD 输出的最高电压的比例称为偏置，而一般来讲，Bias 是以最低一档与输出最高电压的比值来表示，如下图所示(1/4 Duty，1/3 Bias)：
LCD
该图对应的是 1/4 duty，1/3 bias 的液晶驱动波形，COM 数为 4，每个COM 的有效选通时间与整个扫描周期的比值(Duty)=1/4，驱动波形的模拟电压共分 3 档，V3 位输出最高电压，V2、V1 为输出中间电压，并且 V1/V3=1/3，所以上述波形图对应的 Duty=1/4，Bias=1/3。
一般而言，Bias 和 Duty 之间是有一定关系的，Duty 数越多，每根 COM 对应的扫描时间变短，而要达到同样的显示亮度和显示对比度，Von 的电压就要提高，选准位和非选准位的差异需要加大，即 Bias 需要加大，Duty 和 Bias 间有一经验公式: 在这里插入图片描述
带 SCOM 和 SSEG 功能的 LCD
该系列单片机具有驱动外部 LCD 面板的能力。LCD 驱动的 COM 脚 SCOM0~SCOM5 和 SEG 脚 SSEG0~SSEG19 或 SSEG0~SSEG23 与 I/O 口共用。 LCD 信号 COM 和 SEG 由应用程序实现。
LCD 操作
该系列单片机通过设置相关 I/O 引脚为 COM 引脚和 SEG 引脚，以驱动外部 LCD 面板。LCD 驱动功能是由几个 LCD 控制寄存器一起控制的，另外，这些寄存器还可设置 LCD 的开启和关闭以及 SCOM 和 SSEG 引脚的 R-type 偏压电流，使得 LCD 驱动器 COM 和 SEG 引脚输出 VSS、(1/3)VDD、(2/3)VDD 和 VDD 的电压，从而实现 1/3 bias LCD 的显示。
SLCDC0 寄存器中的 LCDEN 位是 LCD 驱动的主控制位，它与 COMnEN 和 SEGnEN 位搭配共同选择哪些输入 / 输出引脚用于 LCD 驱动。需注意的是，输入 / 输出端口控制寄存器不需要设置为输出以使能 LCD 驱动操作。
LCD
LCD Frames 一个完整的 LCD 波形周期包含两个 Frame, 即 Frame 0 和 Frame 1。下面将做出详细解释：
Frame 0 ：
当要输出 Frame 0 的波形，需将 SLCDC0 寄存器中的 FRAME 位设为 0。在 Frame 0, COM 信号输出可以是 VDD, 或是 VBIAS = (1/3 )×VDD。SEG 信号输出可以是 VSS, 或是 VBIAS = (2/3 )×VDD。
Frame 1 ：
当要输出 Frame 1 的波形，需将 SLCDC0 寄存器中的 FRAME 位设为 1。在 Frame 1, COM 信号输出可以是 VSS, 或是 VBIAS =(2/3 )×VDD。SEG 信号输出可以是 VDD, 或是 VBIAS = (1/3 )×VDD。 COMn 的波形，由应用程序设定 SLCDC0 寄存器中的 FRAME 位控制，及相应的 I/O 共用引脚数据位决定 COMn 引脚目前输出是 VDD, VSS 或 VBIAS。SEGm 的波形，由应用程序设定 FRAME 位控制，及相应的 I/O 共用引脚数据位决定 SEGm 引脚目前输出是 VDD, VSS 或 VBIAS。典型的1/3 bias LCD波形由应用程序以及LCD电压选择电路产生，波形图如下。请注意，图中“1”代表点亮 LCD 像素。SCOM0~SCOM5 引脚的 COM 信号极性为“0”或“1”，由相应的 I/O 共用引脚数据位产生。
LCD

2.寄存器了解

LCD 控制寄存器
LCD 驱动器 COM 和 SEG 口可以提供多种驱动电流选择以适应不同 LCD 面板的需求。通过设置 SLCDC0 寄存器中 ISEL0 位和 ISEL1 位可以配置不同的偏压电阻。所有 COM 和 SEG 引脚和 I/O 引脚共用，可分别通过 SLCDCn 寄存器的相应引脚功能选择位选择 COM 和 SEG 引脚。
LCD

三、LCD显示实现

1.代码实现

以上的内容是不是让你很懵逼？看不懂没关系，跟着我的代码来一起了解吧。
我们实现的功能：点亮LCD屏从0-200滚动显示，我这里用的是TN数码显示屏。
LCD
假如我要在一号位点亮数值：1，那我们就需要选中COM1和1B、CO3和1C。在二号位点亮数值：2，那我们就需要选中COM1和2A、COM1和2B、COM3和2C、COM4和2D。
当数值需要滚动时，我们就要依次选中COM1、COM2、COM3、COM4。然后在选中的COM下，使能ABCD等。这个原理类似于点亮LDE数码管或者是矩阵式的LED灯。
LCD

man.c

#include "HT66F0185.h"
#include "LCD.h"

	
/*******************************************************************************
 * @fn		delayMs	
 * @brief	延时函数
 * @param	延时时间 单位为ms
 * @return	无
 *******************************************************************************/
void delayMs(unsigned long int ms){
   
	
	while(ms--)
		GCC_DELAY(2000);//主频8Mhz，执行一条指令为0.5us。一条指令周期等于四条机器周期——》 1/8Mhz * 4 = 0.5us
}

/*******************************************************************************
 * @fn		timeBaseInit	
 * @brief	timebase 初始化
 * @param	无
 * @return	无
 *******************************************************************************/
void timeBaseInit(void){
   
	 
	_tbc=0xc4;//时基信号  tbc = fsys / 4 = 8MHz / 2 =  4MHz 溢出周期: t = 2^12 / tbc = 2.048ms
	_tb0e=1;//允许时基中断
	_emi=1;//打开总中断
	
}

/*******************************************************************************
 * @fn		tb0	
 * @brief	tb0 为函数名（自己设定） 0x1c为TimeBase0中断向量 2.048ms中断一次
 * @param	无
 * @return	无
 *******************************************************************************/
DEFINE_ISR(tb0,0x1c){
   
	lcdScan();
}

/*******************************************************************************
 * @fn		main	
 * @brief	主函数
 * @param	无
 * @return	无
 *******************************************************************************/
void main(){
   
	unsigned char i;
	_wdtc = 0b10101000;//关闭看门狗。直接配置看门狗寄存器，0b代表二进制。
	
	/*关闭复用功能*/
	_csel=0;//比较器共用脚PB5(C+)和PB6(C-)用作I/O
	_cos=1;//设置PA3管脚为IO，而不是比较器输出
	_acerl=0;//引脚（PB3、PA7、PA6、PA5、PA4、PB2、PB1、PB0）不用做A/D输入
	
	/*LCD初始化*/
	lcdInit();
	/*时基初始化*/
	timeBaseInit();
		
	
	while(1){
   
		
		setLcd(0xff);//lcd全显示
		delayMs(500);//延迟500ms 为了让人眼看见变化
		
		setLcd(0x00);//清空lcd
		delayMs(500);//延迟500ms 为了让人眼看见变化	
		
		/*依次显示小数点等符号*/
		for(i = 0; i < 4; i++){
   		
			dispMark(i,1);
			delayMs(200);
		}
		
		/*依次消除小数点等符号*/
		for(i = 0; i < 4; i++)</