GD32F190

日常生活中常見(jiàn)到段碼式液晶屏幕。它有普通的數(shù)碼管的特征，又有點(diǎn)陣LCD的特征，固定的圖形，省成本而又好看。全新的GD32F190系列5V寬電壓高抗噪Cortex-M3內(nèi)核MCU，內(nèi)置了段碼式LCD控制器可直接驅(qū)動(dòng)256(8×32)個(gè)段碼以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高對(duì)比度的液晶顯示。那么，我們就來(lái)一起了解一下！

段碼式液晶屏的重要參數(shù)：工作電壓、占空比、偏壓比。這三個(gè)參數(shù)非常重要，必須都要滿(mǎn)足。

段碼式液晶屏的驅(qū)動(dòng)方式：根據(jù) LCD 驅(qū)動(dòng)原理可知，LCD像素點(diǎn)上只能加上AC電壓，LCD顯示器的對(duì)比度由COM腳上的電壓值減去SEG腳上的電壓值決定，當(dāng)這個(gè)電壓差大于LCD的飽和電壓就能打開(kāi)像素點(diǎn)，小于LCD閾值電壓就能關(guān)閉像素點(diǎn)。

不要以為用MCU來(lái)驅(qū)動(dòng)就認(rèn)為段碼LCD是直流驅(qū)動(dòng)的，其實(shí)，段碼屏是交流驅(qū)動(dòng)，就是用矩形波、正弦波來(lái)驅(qū)動(dòng)。段碼屏主要有兩種引腳：COM和SEG，跟數(shù)碼管很像。通常，為了節(jié)約驅(qū)動(dòng)口，將多個(gè)背電極連在一起，形成公共背電極端：COM。另外，再將屬于不同COM的段電極連接在一起，形成公共段電極端：SEG。當(dāng)在某個(gè)COM和某個(gè)SEG之間加了足夠的交流電壓之后，就會(huì)將對(duì)應(yīng)的段點(diǎn)亮（實(shí)際上是變黑）。但是，壓差必須是交替變化，例如第一時(shí)刻是正向的3V，那么第二時(shí)刻必須是反向的3V。注意一點(diǎn)，如果在LCD加上穩(wěn)定的直流電壓，不但不能正常顯示，時(shí)間久了還會(huì)損壞LCD。

還有兩個(gè)重要的參數(shù)，分別是占空比(Duty) 和偏置(Bias)。由于段碼屏一般是采用時(shí)分動(dòng)態(tài)掃描的驅(qū)動(dòng)模式，在此模式下，每個(gè)COM的有效選通時(shí)間與整個(gè)掃描周期的比值即占空比(Duty)是固定的，等于1/COM數(shù)。由于LCD的SEG/COM的驅(qū)動(dòng)波形為模擬信號(hào)，而各檔模擬電壓相對(duì)于LCD輸出的最高電壓的比例就稱(chēng)為偏置，而一般來(lái)講，Bias是以最低一檔與輸出最高電壓的比值來(lái)表示。

還需要建立一個(gè)緩沖區(qū)，當(dāng)需要修改顯示字符時(shí)，就修改緩沖區(qū)中的內(nèi)容。為了顯示字符，需要事先把需要顯示的字符按照SEG和COM的分布，制作成數(shù)據(jù)保存起來(lái)， 需要顯示時(shí)，就把它復(fù)制到顯示緩沖區(qū)中對(duì)應(yīng)的位置去。另外，由于輸入的參數(shù)是字符的ASCII碼， 因此還需要將ASCII碼轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的字符圖案的索引值。使用一個(gè)專(zhuān)門(mén)的函數(shù)來(lái)完成這些轉(zhuǎn)換和填充緩沖區(qū)，在需要修改顯示數(shù)據(jù)時(shí)，就調(diào)用該函數(shù)。

GD32F190 MCU內(nèi)置的LCD驅(qū)動(dòng)器就通過(guò)自動(dòng)產(chǎn)生SEG和COM交流電壓信號(hào)來(lái)直接驅(qū)動(dòng)段碼式LCD顯示。該驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)單色液晶顯示器(LCD)，這是一種由若干段(像素或完整的符號(hào))構(gòu)成的，有可見(jiàn)和不可見(jiàn)兩種狀態(tài)的顯示屏。LCD驅(qū)動(dòng)器支持最大32個(gè)SEG和8個(gè)COM。

GD32F190 MCU內(nèi)置LCD驅(qū)動(dòng)器主要特性

可配置幀率

單個(gè)SEG或所有SEG的閃爍

支持靜態(tài)、1/2、1/3、1/4、1/6和1/8占空比

支持1/2、1/3和1/4偏置

雙路緩沖器可多達(dá)8x32位寄存器來(lái)存儲(chǔ)LCD_DATAx

對(duì)比度也可通過(guò)配置死區(qū)時(shí)間來(lái)調(diào)整

VLCDrail解耦能力

我們簡(jiǎn)單介紹一下LCD驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)原理。LCD控制器里面的時(shí)鐘發(fā)生器可以從輸入時(shí)鐘產(chǎn)生LCD時(shí)鐘，LCD時(shí)鐘可以驅(qū)動(dòng)閃爍控制和SEG/COM驅(qū)動(dòng)器。閃爍控制可以產(chǎn)生閃爍頻率和閃爍像素，SEG/COM驅(qū)動(dòng)器可產(chǎn)生SEG和COM信號(hào)輸送到ANALOG矩陣，且ANALOG矩陣可實(shí)現(xiàn)SEG和COM電壓。

GD32F190 MCU的LCD REG寄存器就是LCD控制器的寄存器，包括LCD_CTLR、LCD_CFGR、LCD_SFR、LCD_ICR和LCD_DATAx五個(gè)寄存器，它們可通過(guò)APB總線配置，且可使CPU產(chǎn)生中斷。LCD控制器也支持閃爍功能。閃爍模式可通過(guò)LCD_CFGR寄存器中的BLKM位來(lái)控制，以允許在SEG和COM上閃爍單個(gè)段或所有段。

對(duì)于GD32F190Cx (LQFP48封裝)和GD32F190Rx (LQFP64封裝)來(lái)說(shuō)，內(nèi)置LCD控制器既可以選擇由MCU內(nèi)部電荷泵供電也可以選擇由P1腳引入外部電源供電。特別提示無(wú)論哪種供電方式，都需要在P1腳連接一個(gè)0.1uF~1uF的濾波電容。如下圖所示：