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技术中心

MCU的IO口直接驱动段码LCD


发布时间:

2018-12-07

当产品需要段码LCD显示时,如果使用不带LCD驱动器的MCU,则需要外接LCD驱动IC,这会增加成本和PCB面积。事实上,很多小项目,比如大量的小家电,需要显示的段码不多,常见的是48带小数点或时钟的冒号“:”,这样如果使用IO口直接扫描显示,则会减小PCB面积,降低成本。
但是,本方案不合适驱动太多的段( 占用IO太多),也不合适非常低功耗的场合。
段码LCD驱动简单原理:如图1所示。
LCD是一种特殊的液态晶体,在电场的作用下晶体的排列方向会发生扭转,因而改变其透光性,从而可以看到显示内容。LCD有一个扭转阀值,当LCD两端电压高于此阀值时,显示内容,低于此阀值时,不显示。通常LCD3个参数:工作电压、DUTY(对应COM数)和BIAS(即偏压,对应阀值),比如4.5V1/4 DUTY1/3 BIAS,表示LCD显示电压为4.5V4COM,阀值大约是1.5V,当加在某段LCD两端电压大于1.5V时(一般加4.5V)显示,而加1.5V时不显示。但是LCD对于驱动电压的反应不是很明显的,比如加2V时,可能会微弱显示,这就是通常说的“鬼影”。所以要保证驱动显示时,要大于阀值电压比较多,而不显示时,要用比阀值小比较多的电压。
注意:LCD的两端不能加直流电压,否则时间稍长就会损坏,所以要保证加在LCD两端的驱动电压的平均电压为0LCD使用时分割扫描法,任何时候一个COM扫描有效,另外的COM处于无效状态。
驱动1/4Duty 1/2BIAS 3V的方案电路见图1LCD扫描原理见图3MCU3V工作,用双向口做COMPUSH-PULLSTANDARD输出口接SEG,并且每个COM都接一个47K电阻到一个电容,RC滤波后得到一个中点电压。在轮到某个COM扫描时,设置成PUSH-PULL输出,如果与本COM连接的SEG不显示,则SEG输出与COM同相,如果显示,则反相。扫描完后,这个COMIO就设置成高阻,这样这个COM就通过47K电阻连接到1/2VDD电压,而SEG继续输出方波,这样加在LCD上的电压,显示时是+-VDD,不显示时是+-1/2VDD,保证了LCD两端平均直流电压为0。
驱动1/4Duty 1/3BIAS 3V的方案电路见图4LCD扫描原理见图5,,MCU5V工作,SEG线通过电阻分压输出1.5V3.5VCOM线通过电阻分压输出0.5V2.5V(高阻时)、4.5V。在轮到某个COM扫描时,设置成PUSH-PULL输出,如果与本COM连接的SEG不显示,则SEG输出与COM同相,如果显示,则反相。扫描完后,这个COMIO就设置成高阻,这样这个COM就通过47K电阻连接到2.5V电压,而SEG继续输出方波,这样加在LCD上的电压,显示时是+-3.0V,不显示时是+-1.0V,完全满足LCD的扫描要求。

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