LCD液晶显示和接口
现将构成液晶显示器件的三大基本部件和特点介绍如下：
（1）玻璃基板
这是一种表面极其平整的浮法生产薄玻璃片。表面蒸镀有一层In2O3或SnO2透明导电层，即ITO膜层。经光刻加工制成透明导电图形。这些图形由像素图形和外引线图形组成。因此，外引线不能进行传统的锡焊，只能通过导电橡胶条或导电胶带等进行连接。如果划伤、割断或腐蚀，则会造成器件报废。
（2）液晶
液晶材料是液晶显示器件的主体。不同器件所用液晶材料不同，液晶材料大都是由几种乃至十几种单体液晶材料混合而成。每种液晶材料都有自己固定的清亮点TL和结晶点TS。因此也要求每种液晶显示器件必须使用和保存在Ts～TL之间的一定温度范围内，如果使用或保存温度过低，结晶会破坏液晶显示器件的定向层；而温度过高，液晶会失去液晶态，也就失去了液晶显示器件的功能。
（3）偏振片
偏振片又称偏光片，由塑料膜材料制成。涂有一层光学压敏胶，可以贴在液晶盒的表面。前偏振片表面还有一保护膜，使用时应揭去，偏振片怕高温、高湿，在高温高湿条件下会使其退偏振或起泡。
2）LCD显示器的特点
液晶显示器有以下显著特点。
（1）低压微功耗：工作电压只有3～5V，工作电流只有几个uA/cm2。因此它成为便携式和手持仪器仪表的显示屏幕。
（2）平板型结构：LCD显示器内由两片平行玻璃组成的夹层盒，面积可大可小，且适合于大批量生产，安装时占用体积小，减小了设备体积。
（3）被动显示：液晶本身不发光，而是靠调制外界光进行显示。因此适合人的视觉习惯，不会使人眼睛疲劳。
（4）显示信息量大：LCD显示器，其像素可以做得很小，相同面积上可容纳更多信息。
（5）易于彩色化
（6）没有电磁辐射：在其显示期间不会产生电磁辐射，对环境无污染，有利于人体健康。
（7）寿命长：LCD器件本身无老化问题，寿命极长。
2．LCD显示器分类
通常可将LCD为笔段型、字符型和点阵图形型。
（1）笔段型。笔段型是以长条状显示像素组成一位显示。该类型主要用于数字显示，也可用于显示西文字母或某些字符。这种段型显示通常有六段、七段、八段、九段、十四段和十六段等，在形状上总是围绕数字“8”的结构变化，其中以七段显示最常用，广泛用于电子表、数字仪表、笔记本计算机中。
（2）字符型。字符型液晶显示模块是专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶显示模块。在电极图形设计上它是由若干个5×8或5×11点阵组成，每一个点阵显示一个字符。这类模块广泛应用于寻呼机、大哥大电话、电子笔记本等类电子设备中。
（3）点阵图形型。点阵图形型是在一平板上排列多行和多列，形成矩阵形式的晶格点，点的大小可根据显示的清晰度来设计。这类液晶显示器可广泛用于图形显示如游戏机、笔记本电脑和彩色电视等设备中。
LCD还有一些其他的分类方法。按采光方式可分为自然采光，背光源采光LCD。按LCD的显示驱动方式可分为静态驱动，动态驱动，双频驱动LCD。按控制器的安装方式可分为含有控制器和不含控制器两类。
含有控制器的LCD又称为内置式LCD。内置式LCD把控制器和驱动器用厚膜电路做在液晶显示模块印制底板上，只需通过控制器接口外接数字信号或模拟信号即可驱动LCD显示。因内置式LCD使用方便，简洁，在字符型LCD和点阵图形型LCD中得到广泛应用。
不含控制器的LCD还需另外选配相应的控制器和驱动器才能工作。
3．8051与笔段型LCD的接口
用单片机的并行接口与笔段型LCD直接相连，再通过软件编程驱动笔段型LCD显示，是实现静态液晶显示器件驱动的常用方法之一，尤其适合于位数较少的笔段型LCD。图7.25
图7.25笔段型接口电路
给出了8751与3位半8字笔段型LCD的接口电路，图中通过8751的并行接口P1、P2、P3来实现静态液晶显示。
软件编写启动程序的基本要求是：
（1）显示位的状态与背电极BP不在同一状态上，即当BP为1状态时，显示位数据为0状态；当BP为0状态时，显示位数据为1状态。
（2）不显示位的状态与BP状态相同。
（3）定时间隔地将驱动信号取反，以实现交流驱动波形的变化。
在编程时首先要建立显示缓冲区和显示驱动区。比如把DIS1，DIS2，DIS3单元设置为显示缓冲区，同时建立驱动区DRIl，DRI2，DRI3单元用来实现驱动波形的变化和输出。P1，P2，P3为驱动的输出瑞。各区与驱动输出的对应关系如表7.5所示。
表7.5各区与驱动输出的对应关系
显示单元驱动单元驱动输出
位-段对应关系
D7D6D5D4D3D2D1D0
DIS1DRI1P1
DIS2DRI2P2
DIS3DRI3P3
4bc1f1g1e1d1c1b1a
4g2f2g2e2d2c2b2a
BP3f3g3e3d3c3b3a
在编程时首先还要建立显示字形数据库。现设定显示状态为“l”，不显示状态为“0”,可得0~9的字型数据为：5FH，06H，3BH，2FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH。
编程的基本思路是：
（1）使用定时器产生交流驱动波形。在显示驱动区内将数据求反，然后送人驱动输出。
（2）在显示缓冲区内修改显示数据，然后将BP位置“0”用以表示有新数据输入。
（3）在显示驱动程序中先判断驱动区BP位是否为“1”。若是“1”，再判断显示区BP位是否为“0”，若为“0”，表示显示区的数据为新修改的数据，则将显示缓冲区内的显示数据写入显示驱动区内，再输出给驱动输出端。否则驱动区单元内容求反输出。
（4）如此循环下去，实现了在液晶显示器件上的交流驱动，进而达到显示的效果。
驱动程序如下。
驱动基础程序：采用定时器0为驱动时钟，中断程序为驱动子程序。
DIS1 EQU30H
DIS2 EQU31H
DIS3 EQU32H
DRIl EQU33H
DRI2 EQU34H
DRI3 EQU35H
ORG000BH；定时器0中断入口
LCD：MOVTL0，＃OEFH；设置时间常数
MOVTH0，＃OD8H；扫描频率=50HZ
PUSHACC；A入“栈”
MOVA，DRI3；取驱动单元DRI3
JNBACC．7，LCD1；判BP=1否，否则转
MOVA，DIS3；取小时单元DIS3
JBACC．7，LCD1；判BP=0否，否则转
MOVDIR3，A；显示区→驱动区
SETBACC．7；置BP=1表示数据已旧
MOVDIS3，A；写入显示单元
MOVDRI2，DIS2
MOVDRI1，DIS1
LJMPLCD2；转驱动输出
LCD1：MOVA，DRI3
CPLA；驱动单元数据取反
MOVDRI3，A
MOVA，DRI2
CPLA
MOVDRI2，A
MOVA，DRI1
CPLA
MOVDRI1，A
LCD2：MOVP1，DRI1；驱动输出
MOVP2，DRI2
MOVP3，DRI3
POPACC；A出“栈”
SETBTR0
RETI
驱动程序使用了定时器0中断方式，定时器每20ms中断一次，在程序中要判断显示驱动区BP位的状态。当BP=1时，可以修改显示驱动区内容，这时判断一下显示区BP位的状态。当BP=0时表示显示区的数据已被更新。此时需要将显示区的数据传输给驱动区，再输出给驱动输出瑞。由于原BP为“l”，所以此时修改驱动区数据正好也是交流驱动的实现。若驱动区BP=0，或显示区BP=1（表示数据未被修改），那么仅将驱动区数据取反，再输出给驱动输出瑞驱动液晶显示器件。
在主程序中，要实现中断方式驱动液晶显示器件，需要一些初始化设置，同样也对显示缓冲区，显示驱动区和驱动输出初始化。
因受篇幅限制，主程序及四位数字修改子程序不再叙述。
液晶显示器（LCD）是一种功耗极低的显示器件，它广泛应用于便携式电子产品中，它不仅省电，而且能够显示大量的信息，如文字、曲线、图形等，其显示界面较之数码管有了质的提高。
1．LCD显示器简介
LCD显示器由于类型、用途不同，其性能、结构不可能完全相同，但其基本形态和结构却是大同小异。
1）LCD显示器的结构
液晶显示器的结构图如图7.24所示。不同类型的液晶显示器件其组成可能会有不同，但是所有液晶显示器件都可以认为是由两片光刻有透明导电电极的基板，夹持一个液
晶层，封接成一个偏平盒，有时在外表面还可能贴装上偏振片等构成。
图7.24液晶显示器结构图
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