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本文档介绍了一种通过软件方法实现段式 LCD 控制器的方法。此方法可用于为不具备硬件模块(用于控制段式 LCD)的器件带来段式 LCD 功能。本文档详细说明了使用的软件方法;但是,有关段式 LCD 如何运行以及可用的不同实现的详细信息不在本文档范围内。
与本文档相关的软件可在 MSPM0 SDK 中给定 MSPM0 MCU 的“演示”文件夹下找到。
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玻璃段式 LCD 通常由两块玻璃板连接而成,玻璃板之间有一小段缝隙。该缝隙中包含液晶液体,这些液体正常情况下是透明的。但是,如果通过电压差施加电场,分子会自行排列以与电场方向对齐,并且在清晰的背景上可以看到黑色段。电势差通过连接到显示器的分段 (SEGy) 和公共 (COMx) 线的交替和重复信号施加到段式 LCD。为了产生所述电压差,以相反的极性驱动 COMx 和 SEGy 线。施加在 COMx 和 SEGy 线之间的电压通常是交替的,以限制直流偏移电平,从而延长 LCD 的寿命。有关允许的最大直流偏移,请参阅段式 LCD 制造商的规格。
光学对比度,或者说段与背景相比有多暗,由 ON 段和 OFF 段的 RMS 电压差来控制。由于使用了重复信号,因此信号的频率对视觉也有影响。如果使用的频率太低,那么人们会感觉到屏幕“闪烁”。较快的频率不会出现这个问题,但会消耗更多的电量。大多数段式 LCD 的典型驱动频率在 30Hz 至 200Hz 之间,完全在基于软件的解决方案范围内。
在 LCD 组件内部,COMx 和 SEGy 线排列成网格图案。COM 线通常称为 LCD 的背板。该软件解决方案实现了四重背板,这意味着有四条按顺序驱动的 COMx 线。要打开特定段,通过确保相关的 COMx 和 SEGy 线相互反向驱动,然后如图 1-1 所示交替来激活特定的坐标。为了保持某段关闭,按照与当前上电的 COMx 线相同的模式驱动相应的 SEGy 线。
从 MCU 的角度来看,需要以重复模式将适当的引脚驱动为高电平、低电平或悬空,以显示图像或消息。图 1-1 显示了一个 LCD 更新周期示例。当 COMx 线处于工作状态时,它首先在更新周期内驱动为低电平,然后在接下来的周期内驱动为高电平。处于不工作状态时,该引脚被设置为悬空,从而通过节 2 中所述的外部电阻器驱动至 VDD/2。要打开 SEGy,须先将其驱动为高电平,然后在两个周期内将其驱动为低电平,并遵循与 COMx 信号相同的模式使其保持关闭状态。
对于每个 LCD,都提供了有关 LCD 映射到不同 COMx 和 SEGy 线的文档。一对分段线与四条 COMx 线组合,生成一个数字或字母(英文)字符。特殊符号被赋予特定的 COMx + SEGy 交叉,或在典型字符映射的备用交叉中使用。图 1-2 中显示了一个 LCD 映射示例。
从软件的角度来看,需要将字符从 LCD 映射转换为数字,该数字可用于确定在每个 COMx 阶段需要打开或关闭哪些段以及引脚。需要对想要显示的每个字符,以及 LCD 上的每个特殊符号进行此转换。对于此解决方案,请执行以下步骤进行转换:
图 1-3 展示了一个使用字符“4”进行此转换的示例。此转换将存储在表 3-1 中所述的查询表中。