本應(yīng)用筆記討論了使用帶有MAXQ微控制器的LCD設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮的問題。該筆記介紹了LCD的基本知識(shí)，如何選擇一種可用的LCD類型，以及如何將LCD連接到MAXQ器件。

介紹

液晶顯示器 （LCD） 是嵌入式系統(tǒng)向用戶提供信息的好方法。LCD通常有兩種形式：LCD玻璃和LCD模塊，它們使用集成控制器來驅(qū)動(dòng)所連接玻璃的各個(gè)部分。LCD玻璃相對便宜，但需要許多I / O線和強(qiáng)大的處理能力來控制線。此外，完整的LCD模塊對于小型嵌入式應(yīng)用來說確實(shí)太昂貴了。

MAXQ系列微控制器及其板載LCD驅(qū)動(dòng)器解決了LCD控制的問題，允許簡單、快速、廉價(jià)地顯示信息。

使用帶LCD的MAXQ設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮以下問題：

應(yīng)顯示哪些類型的數(shù)據(jù)？

應(yīng)該使用什么類型的LCD玻璃？

LCD應(yīng)該如何連接到MAXQ？

液晶顯示器基礎(chǔ)知識(shí)

液晶顯示器不發(fā)光;他們要么阻止它，要么讓它通過。這是通過結(jié)合使用偏振片和堆疊在一起的扭曲向列（TN）材料來實(shí)現(xiàn)的。偏光片是經(jīng)過特殊處理的玻璃，可阻擋特定方向的光線。TN材料由許多類似取向的大有機(jī)分子組成，當(dāng)施加電壓時(shí)，這些分子會(huì)重新排列。這種新的對齊方式使穿過它的光線彎曲90°。然后，修改后的光被偏振器漫射，并且不會(huì)傳回觀察者。

LCD必須由交流電壓驅(qū)動(dòng);直流操作使TN材料永久停止扭曲。顯示器通常以接近100Hz的頻率驅(qū)動(dòng)，速度足以防止可察覺的閃爍。許多LCD使用多路復(fù)用，允許用更少的引腳控制更多的段。多路復(fù)用顯示器會(huì)受到段之間的串?dāng)_的影響。如果單個(gè)區(qū)段打開得太快，相鄰區(qū)段也可能激活。為了避免這個(gè)問題，必須限制每個(gè)段的瞬時(shí)電壓變化。顯示器多路復(fù)用越多，打開段所需的RMS電壓就越低。高階多路復(fù)用減少了有功和非有源電壓之間的差異，限制了可用于普通TN材料的多路復(fù)用層的數(shù)量。

選擇玻璃杯

LCD 玻璃有各種形狀、尺寸和顯示格式。顯示器有正向（淺色背景的深色字符）和負(fù)片（淺色背景的淺色字符）可供選擇。最簡單的LCD是反射式的，使用應(yīng)用于顯示器背面的鏡面狀材料將環(huán)境光反射回觀察者。反射式LCD應(yīng)在光線充足的情況下使用。LCD中的TN材料和偏振片吸收了大量通過它們的光，導(dǎo)致它們有些暗。為了克服這個(gè)問題，許多顯示器都包含背光。這些被稱為透射式LCD，在低光應(yīng)用中效果最佳。半透反射式LCD同時(shí)使用反射和背光，在所有照明條件下都有效。

顯示器還提供多種數(shù)據(jù)格式，下面列出了一些更常見的格式。有關(guān)示例，請參見圖 1 和圖 2。

數(shù)字：由每位數(shù)字 7 段組成 （0-9）

字母數(shù)字：由每位數(shù)字 14 或 16 段組成（0-9，A-Z）

符號/字符：由單段圖片或字符組成，即鈴鐺

組合：上述任意組合

圖1.數(shù)字和字母數(shù)字字符。

圖2.7 段數(shù)字與電池和歐姆 （Ω） 符號的組合。

為項(xiàng)目選擇 LCD 時(shí)，請考慮要顯示的數(shù)據(jù)。它是基于數(shù)字、字母數(shù)字還是基于符號？字符應(yīng)該有多大？是否需要顯示冗長的數(shù)字或文本字符串？例如，一個(gè)簡單的數(shù)字時(shí)鐘需要三個(gè) 7 段數(shù)字和一個(gè) 2 段數(shù)字以及一個(gè)冒號。VCR 顯示器可能需要多個(gè) 14 段字母數(shù)字來顯示文本消息。小型顯示器可以使用滾動(dòng)來顯示大量數(shù)據(jù)，但這會(huì)使信息更難以閱讀。還要考慮用戶在讀取顯示屏?xí)r的位置。與顯示器的距離和其他環(huán)境條件會(huì)影響可讀性。在這些情況下使用較大的字符。

多路復(fù)用顯示器的使用增加了MAXQ可以驅(qū)動(dòng)的段數(shù)。MAXQ LCD驅(qū)動(dòng)器支持靜態(tài)、2倍、3倍和4倍多路復(fù)用玻璃。（請參考各個(gè)MAXQ器件數(shù)據(jù)資料，了解可用于段式驅(qū)動(dòng)的確切引腳數(shù)。由于網(wǎng)格式LCD玻璃需要高引腳密度，MAXQ器件只能使用帶有專用控制器的網(wǎng)格LCD模塊。有關(guān)制造商列表，請參閱下面的“LCD 制造商”部分。

將液晶屏連接至MAXQ器件

也許這種應(yīng)用最重要的設(shè)計(jì)考慮因素是MAXQ和LCD之間的物理連接。如果不提前計(jì)劃，則可能會(huì)遇到控制顯示器的困難，從而增加不必要的軟件開銷。您還可以阻止使用所有LCD段。

MAXQ LCD驅(qū)動(dòng)器使用一系列字節(jié)寬的寄存器來控制LCD引腳時(shí)序。（請參閱數(shù)據(jù)手冊或特定用戶指南，了解顯示寄存器的確切數(shù)量及其用途。如果以合理的方式連接LCD，則應(yīng)用程序更容易創(chuàng)建且效率更高。理想情況下，LCD的每個(gè)數(shù)字/字符應(yīng)綁定到單個(gè)LCD顯示寄存器。在處理由 8 個(gè)以上段組成的字符或使用 3x 多路復(fù)用玻璃時(shí)，這是不可能的。在這些情況下，在連續(xù)寄存器之間保持模式一致有助于降低軟件復(fù)雜性。

為顯示屏上的所有字符保持相同的連接模式允許軟件使用字符表示的通用值。連接（接線）液晶屏?xí)r請注意。大多數(shù)LCD玻璃都有一個(gè)連接方案，其上的所有數(shù)字/符號都重復(fù)。

將您選擇的LCD連接到合適的MAXQ微控制器時(shí)，請記住以下幾點(diǎn)：

確保應(yīng)用程序所需的所有段都是可控的。

將各個(gè)數(shù)字段放在一起;不要將信號分散到多個(gè)顯示寄存器上。

如果每個(gè)數(shù)字都有一個(gè)相關(guān)的小數(shù)點(diǎn)，則將其保留在所有數(shù)字的相同位位置。

以相同的模式連接所有數(shù)字。

結(jié)論

選擇合適的LCD并將其正確連接到MAXQ器件，為嵌入式應(yīng)用提供了出色、易用且價(jià)格低廉的用戶界面

審核編輯：郭婷