人机接口设计之三.ppt

人机接口设计之三,LCD显示器接口,主讲教师：赵晓安,Liquid Crystal Display,.液晶显示器LCD,8.3.1 LCD显示器结构及原理,8.3.2 LCD显示器与单片机接口,液晶显示器是一种功耗极低的被动式显示器件，广泛使用在便携式仪表或低功耗显示设备中。预言在袖珍仪表中，人们会越来越多地用LCD取代LED。,LCD明显的优点：,工作电流比LED小几个数量级，所以其功耗很低；,尺寸小，厚度约为LED的1/3；,字迹清晰、美观，使人感到舒服；,寿命长（国内可达50000小时），使用方便。,零辐射，真正的安全环保，无损人体健康。,.液晶显示器LCD,8.3.1 LCD的基本结构及工作原理,图8-14 液晶显示器基本结构及电极配置,液晶显示的驱动原理,LCD利用外部光的反射起显示作用的，其本身并不发光。,液晶显示器件LCD的是由于在显示象素上施加了电场的缘故，而这个电场由显示象素前后两电极的电位信号合成产生，在显示象素上建立直流电场是非常容易的，但直流电场将导致液晶材料的化学反应和电极老化，从而迅速降低液晶的显示寿命，因此要建立交流驱动电场，并要求这个交流电场的直流分量最好为零，一般小于50mV。在数字电路中，这个交流电场是通过脉冲电压信号来建立的。,液晶的显示公共极（COM）必须加25100Hz的占空比为1：1的方波电压，当液晶的显示极板（Seg)与公共极（COM）之间存在电位差时，若被显示的段极板上加异相180,0,的电压，这个段极板则有显示，反之，若为同相波形电压，这个段极板便无显示。,LCD某一位的显示电路,Segment,显示字符“,”的控制波形,七段译码器从BCD码数据到,七段段选的译码真值表,例如：如果要显示字符“,”，,则应使,a、b、c、d、g笔划段电极上的方波与COM电极上方波的相位相反；,而e、f笔划段电极上的方波与COM电极上方波的相位相同。,亮,不亮,亮,8.3.2 LCD显示器与单片机接口,LCD显示器接口要求：,1、COM端加振荡器产生占空比为1:1的方波；,2、译码驱动电路，对输入有锁存功能，驱动字段码。,3、LCD字位选择不能向LED那样共阴（阳）极可作位选端，它要靠选择每个与LCD相连的译码驱动器来选LCD的位。则要求译码驱动器还要有片选端。,举例：,1、专用BCD码七段译码/LCD驱动器CD4056,2、驱动4位LCD显示的专用芯片ICM7211,3、8031与ICM7211驱动4位YXY4501液晶显示器,LCD 6500,1 亮,0 灭,例1、专用BCD码七段译码/LCD驱动器CD4056,MCS-51单片机应用系统设计系统配置与接口技术P170,字BCD码,字位码,8031与六个LCD静态显示电路,1、6个,专用BCD码七段译码/LCD驱动器CD4056 由,4514构成的38译码器轮流选通。,2、4514是416译码器，高电平输出有效，将D端接地。,P1.4,P1.5,P1.6分别与A,B,C相连，形成38译码。,P1.7与INHIBIT(23脚）输出允许端相连，以控制有效输出。,4514输出的高电平选通信号控制4056、4054进行数据锁存。,3、P1.0 P1.3分别与6个5056的4位BCD码输入端A,B,C,D相连，经4056对BCD码译码产生段码（字形码）。,4、4047振荡器，其输出方波接到所有的4056和4054的DF端，同时接到6个LCD的COM(背极BP)端。,5、4054为4位液晶显示驱动器，四进四出，作为小数点驱动，故需两片4054。,6、4054和4056都具有锁存功能，显示电路可以实现静态显示。,典型显示子程序,显示缓冲区设在8031片内RAM的22H27H六个单元依次存放六位非压缩的BCD码。,DISP:MOV R0,#22H,MOV R3,#00H;初位选,MOV R4,#06H,DIP1:MOV A,R3,SWAP A,MOV R2,A ；拼成P1口输出BCD码及控制位,MOV A,R0,ORL A,R2,ORL A,#80H,MOV P1,A,ANL P1,#7FH；屏蔽P1.7,ORL P1,#80H;P1.7高电平有效,INC R3,INC R0,DJNZ R4,DIP1,RET,C B A S,P1.6 P1.5 P1.4,0 0 0,S0,0 0 1 S1,0 1 0 S2,0 1 1 S3,1 0 0 S4,1 0 1 S5,1 1 0 S6,1 1 1 S7,22H,23H,24H,25H,26H,27H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0,1/0,0 0 0,0 0 1 0,P1.7=0 使416译码器输出无效,P1.7=1 使416译码器输出有效,选字位,字BCD码,显示小数点:,MOV A,#62H;高位6选中S6，低位2为0010驱动第三位小数点,ORL A,#80H,MOV P1,A,ANL A,#7FH,ORL P180H,C B A S,P1.6 P1.5 P1.4,0 0 0 S0 4056 1#,0 0 1 S1 4056 2#,0 1 0 S2 4056 3#,0 1 1 S3 4056 4#,1 0 0 S4 4056 5#,1 0 1 S5 4056 6#,1 1 0 S6 4054 1#,1 1 1 S7 4054 2#,2、专用驱动LCD4位显示的ICM7211,ICM7211用位选端DA1、DA2和片选端、共同选通 LCD的D4D1（千、百、十、个位）的4位。,ICM7211AIPL和ICM7211AMIPL,二进制输入解码值关系表,位选信号与位输出的关系,字位码,字形码,3、8031与ICM7211驱动4 位YXY4501液晶显示器,冒号,8031与LCD 4051的连接,用7211直接连接液晶显示板YXY4501实现,位显示,扩展8155与7211及4501键盘/液晶显示器接口电路,P290,图820 改画,字位,字 BCD,四位（千、百、十、个位）,欲显示的BCD数放入32H35H单元；,半位（万位0或1）放入30H单元；,小数点的控制位放入31H单元。,液晶显示板YXY4501实现,位显示程序设计设计,主程序：,0RG 0000H,AJMP MAIN,MAIN:MOV SP,#6FH,ACALL LCDDIR,SJMP$,个位(35H),十位(34H),百位(33H),千位(32H),万位(30H),小数点(31H),显示子程序清单如下：,LCDDIR：MOV DPTR，#8100H ；8155初始化,MOV A，#07H ；PA、PB、PC为输出口,MOVX DPTR,，,A,MOV R0,，,#32H,；千位缓冲区,MOV R1,，,#04H,；,4,位显示,MOV R3,，,#00H,；首位位选字,#00H,送,R3,DIR1,：,MOV DPTR,，,#8101H,；指向,PA,口,MOV A，R3,MOVX DPTR，A,INC DPTR ；指向PB口,MOV A，R0 ；BCD码送A（低4位）,SWAP A ；BCD码到高4位,MOVX DPTR，A ；输出BCD码,ACALL TIME ；延时2ms,MOV A，R3,SWAP A ;修改位选字,INC A,SWAP A,MOV R3，A,INC R0,DJNZ R1，DIR1 ；4位未显示完转DIR1,MOV R0,，,#30H ;,万位送,R0,CJNE R0,#01H,DIR2,INC DPTR ;,指向,PC,口,MOV A,，,#02H,MOVX DPTR,，,A ;,显示万位,PC1,1,送,h,ACALL TIME,MOV R0,，,#31H ;,小数点控制位送,R0,CJNE R0,，,#01H,，,DIR2,MOV A,，,#04H,MOVX DPTR,，,A ;,点亮小数点,PC2,送,1p,ACALL TIME,DIR2,：,RET,TIME,：,MOV R7,，,#04H,TM2,：,MOV R6,，,#0FFH,TM1,：,DJNZ R6,，,TM1,DJNZ R7,，,TM2,RET,字位码控制,PA7 PA6 PA5 PA4 PA3PA0,0 0 1 1 00,个位(35H),0 0 1 0 00,十位(34H),0 0 0 1 00,百位(33H),0 0 0 0 00,千位(32H),CS2 CS1 DA2 DA1,MOV R3,，,#00H,.,MOV A,R3,SWAP A,INC A,SWAP A,MOV R3,A,修改字位码,LCD显示器接口结束,下次见！,