系列文章目录

第一章 HT单片机环境搭建

第二章点亮第一个LED灯

第三章按键

第四章定时器

第五章 PWM

第六章时基中断

第七章 LCD

前言

前一段时间有小伙伴问我关于LCD的问题，看了一下LCD的原理看完头大。但是再看看MCU的手册，其实发现也没有那么难。下面就跟我一起来看看吧。

一、新建工程

请参照第二章第一节新建工程
——》第二章点亮第一个LED灯

二、LCD了解

1.LCD原理

在实际的液晶模拟驱动电压中，有几个参数非常关键：
交流电压，液晶分子是需要交流信号来驱动的，长时间的直流电压加在液晶分子两端，会影响液晶分子的电气化学特性，引起显示模糊，寿命的减少，其破坏性为不可恢复。扫描频率，直接驱动液晶分子的交流电压的频率一般在 60～100Hz 之间，具体是依据 LCD Panel 的面积和设计而定，频率过高，会导致驱动功耗的增加，频率过低，会导致显示闪烁，同时如果扫描频率同光源的频率之间有倍数关系，
则显示也会有闪烁现象出现。

液晶分子是一种电压积分型材料，它的扭曲程度(透光性)仅仅和极板间电压的有效值有关，和充电波形无关。电压的有效值用 COM/SEG 之间的电压差值的均方根 VRMS 表示：

LCD 类单片机内嵌的 LCD driver(液晶驱动器)，正是通过系统的控制，按照用户定义的显示图案，产生点亮 LCD(Liquid Crystal Display，液晶)所需的仿真驱动波形，接到 LCD Panel(液晶显示屏)上点亮对应的像素而达到显示的效果。

占空比(Duty)
该项参数一般也称为 Duty 数或 COM 数。由于 STN/TN 的 LCD 一般是采用时分动态扫描的驱动模式，在此模式下，每个 COM 的有效选通时间与整个扫描周期的比值即占空比(Duty)是固定的，等于 1/COM 数。

偏置(Bias)
LCD 的 SEG/COM 的驱动波形为模拟信号，而各档模拟电压相对于 LCD 输出的最高电压的比例称为偏置，而一般来讲，Bias 是以最低一档与输出最高电压的比值来表示，如下图所示(1/4 Duty，1/3 Bias)：

该图对应的是 1/4 duty，1/3 bias 的液晶驱动波形，COM 数为 4，每个COM 的有效选通时间与整个扫描周期的比值(Duty)=1/4，驱动波形的模拟电压共分 3 档，V3 位输出最高电压，V2、V1 为输出中间电压，并且 V1/V3=1/3，所以上述波形图对应的 Duty=1/4，Bias=1/3。
一般而言，Bias 和 Duty 之间是有一定关系的，Duty 数越多，每根 COM 对应的扫描时间变短，而要达到同样的显示亮度和显示对比度，Von 的电压就要提高，选准位和非选准位的差异需要加大，即 Bias 需要加大，Duty 和 Bias 间有一经验公式:
带 SCOM 和 SSEG 功能的 LCD
该系列单片机具有驱动外部 LCD 面板的能力。LCD 驱动的 COM 脚 SCOM0~SCOM5 和 SEG 脚 SSEG0~SSEG19 或 SSEG0~SSEG23 与 I/O 口共用。 LCD 信号 COM 和 SEG 由应用程序实现。
LCD 操作
该系列单片机通过设置相关 I/O 引脚为 COM 引脚和 SEG 引脚，以驱动外部 LCD 面板。LCD 驱动功能是由几个 LCD 控制寄存器一起控制的，另外，这些寄存器还可设置 LCD 的开启和关闭以及 SCOM 和 SSEG 引脚的 R-type 偏压电流，使得 LCD 驱动器 COM 和 SEG 引脚输出 VSS、(1/3)VDD、(2/3)VDD 和 VDD 的电压，从而实现 1/3 bias LCD 的显示。
SLCDC0 寄存器中的 LCDEN 位是 LCD 驱动的主控制位，它与 COMnEN 和 SEGnEN 位搭配共同选择哪些输入 / 输出引脚用于 LCD 驱动。需注意的是，输入 / 输出端口控制寄存器不需要设置为输出以使能 LCD 驱动操作。

LCD Frames 一个完整的 LCD 波形周期包含两个 Frame, 即 Frame 0 和 Frame 1。下面将做出详细解释：
Frame 0 ：
当要输出 Frame 0 的波形，需将 SLCDC0 寄存器中的 FRAME 位设为 0。在 Frame 0, COM 信号输出可以是 VDD, 或是 VBIAS = (1/3 )×VDD。SEG 信号输出可以是 VSS, 或是 VBIAS = (2/3 )×VDD。
Frame 1 ：
当要输出 Frame 1 的波形，需将 SLCDC0 寄存器中的 FRAME 位设为 1。在 Frame 1, COM 信号输出可以是 VSS, 或是 VBIAS =(2/3 )×VDD。SEG 信号输出可以是 VDD, 或是 VBIAS = (1/3 )×VDD。 COMn 的波形，由应用程序设定 SLCDC0 寄存器中的 FRAME 位控制，及相应的 I/O 共用引脚数据位决定 COMn 引脚目前输出是 VDD, VSS 或 VBIAS。SEGm 的波形，由应用程序设定 FRAME 位控制，及相应的 I/O 共用引脚数据位决定 SEGm 引脚目前输出是 VDD, VSS 或 VBIAS。典型的1/3 bias LCD波形由应用程序以及LCD电压选择电路产生，波形图如下。请注意，图中“1”代表点亮 LCD 像素。SCOM0~SCOM5 引脚的 COM 信号极性为“0”或“1”，由相应的 I/O 共用引脚数据位产生。

2.寄存器了解

LCD 控制寄存器
LCD 驱动器 COM 和 SEG 口可以提供多种驱动电流选择以适应不同 LCD 面板的需求。通过设置 SLCDC0 寄存器中 ISEL0 位和 ISEL1 位可以配置不同的偏压电阻。所有 COM 和 SEG 引脚和 I/O 引脚共用，可分别通过 SLCDCn 寄存器的相应引脚功能选择位选择 COM 和 SEG 引脚。

三、LCD显示实现

1.代码实现

以上的内容是不是让你很懵逼？看不懂没关系，跟着我的代码来一起了解吧。
我们实现的功能：点亮LCD屏从0-200滚动显示，我这里用的是TN数码显示屏。

假如我要在一号位点亮数值：1，那我们就需要选中COM1和1B、CO3和1C。在二号位点亮数值：2，那我们就需要选中COM1和2A、COM1和2B、COM3和2C、COM4和2D。
当数值需要滚动时，我们就要依次选中COM1、COM2、COM3、COM4。然后在选中的COM下，使能ABCD等。这个原理类似于点亮LDE数码管或者是矩阵式的LED灯。

man.c

#include "HT66F0185.h"
#include "LCD.h"/******************************************************************************** @fn        delayMs * @brief   延时函数* @param   延时时间 单位为ms* @return    无*******************************************************************************/
void delayMs(unsigned long int ms){while(ms--)GCC_DELAY(2000);//主频8Mhz，执行一条指令为0.5us。一条指令周期等于四条机器周期——》 1/8Mhz * 4 = 0.5us
}/******************************************************************************** @fn     timeBaseInit    * @brief   timebase 初始化* @param   无* @return 无*******************************************************************************/
void timeBaseInit(void){_tbc=0xc4;//时基信号  tbc = fsys / 4 = 8MHz / 2 =  4MHz 溢出周期: t = 2^12 / tbc = 2.048ms_tb0e=1;//允许时基中断_emi=1;//打开总中断}/******************************************************************************** @fn     tb0 * @brief   tb0 为函数名（自己设定） 0x1c为TimeBase0中断向量 2.048ms中断一次* @param    无* @return 无*******************************************************************************/
DEFINE_ISR(tb0,0x1c){lcdScan();
}/******************************************************************************** @fn     main    * @brief   主函数* @param    无* @return 无*******************************************************************************/
void main(){unsigned char i;_wdtc = 0b10101000;//关闭看门狗。直接配置看门狗寄存器，0b代表二进制。/*关闭复用功能*/_csel=0;//比较器共用脚PB5(C+)和PB6(C-)用作I/O_cos=1;//设置PA3管脚为IO，而不是比较器输出_acerl=0;//引脚（PB3、PA7、PA6、PA5、PA4、PB2、PB1、PB0）不用做A/D输入/*LCD初始化*/lcdInit();/*时基初始化*/timeBaseInit();while(1){setLcd(0xff);//lcd全显示delayMs(500);//延迟500ms 为了让人眼看见变化setLcd(0x00);//清空lcddelayMs(500);//延迟500ms 为了让人眼看见变化   /*依次显示小数点等符号*/for(i = 0; i < 4; i++){     dispMark(i,1);delayMs(200);}/*依次消除小数点等符号*/for(i = 0; i < 4; i++){dispMark(i,0);delayMs(200);}/*从0显示到200*/for(i = 0; i < 200; i++){      dispNum(i);delayMs(50); }}
}

lcd.h

#ifndef __LCD__H__
#define __LCD__H__/*
*   此结构采用位域，目的是节省空间。总共使用1个字节
*   假如没有用位域，一共使用8个字节
*/
typedef struct {volatile unsigned char b0 : 1;  //对应B段volatile unsigned char b1 : 1;    //对应G段  volatile unsigned char b2 : 1;  //对应C段volatile unsigned char b3 : 1;    //对应D段volatile unsigned char b4 : 1;    //对应A段volatile unsigned char b5 : 1;    //对应F段volatile unsigned char b6 : 1;    //对应E段volatile unsigned char b7 : 1;    //对应特殊段（P1或2P或3P或4P）
}bits;/*
*   使用共用体，目的是省略赋值操作
*/
typedef union{bits b;unsigned char data;
}LCD;//定义lcd的com口对应的io
#define COM1 _pc2
#define COM2 _pa1
#define COM3 _pa3
#define COM4 _pb6//定义lcd的seg口对应的io
#define SEG1 _pb5
#define SEG2 _pb4
#define SEG3 _pb3
#define SEG4 _pa6
#define SEG5 _pa5
#define SEG6 _pd0
#define SEG7 _pd3
#define SEG8 _pa4//定义特殊符号是否显示
#define SECPOINT 0  void dispIndex(unsigned char index,unsigned char num);void dispNum(unsigned int data);void dispMark(unsigned char obj,unsigned char on);void setLcd(unsigned char data);void lcdInit();void lcdScan();#endif

lcd.c

#include "HT66F0185.h"
#include "lcd.h"/*
*================================================================================
* HEX:0x7D      * HEX:0x05      * HEX:0x5B      * HEX:0x1F      * HEX:0x27      =
*                                                                               =
* BIN:0111 1101 * BIN:0000 0101 * BIN:0101 1011 * BIN:0001 1111 * BIN:0010 0111 =
*================================================================================
* HEX:0x3E      * HEX:0x7E      * HEX:0x15      * HEX:0x7F      * HEX:0x3F      =
*                                                                               =
* BIN:0011 1110 * BIN:0111 1110 * BIN:0001 0101 * BIN:0111 1111 * BIN:0011 1111 =
*================================================================================
*///LCD显示 0   1    2    3    4    5   6     7   8    9  依次与下面对应
const unsigned char dispcode[10] = {0x7D,0x5,0x5B,0x1F,0x27,0x3E,0x7E,0x15,0x7F,0x3F};LCD LCDBUFF[4];//定义显示缓存，运用共用体省略赋值操作。/******************************************************************************** @fn        dispIndex   * @brief   根据数字查找数组的元素* @param    index:显示第几位num:显示的数字* @return  无*******************************************************************************/
void dispIndex(unsigned char index,unsigned char num){if(LCDBUFF[index].b.b7)LCDBUFF[index].data = dispcode[num] | 0x80;elseLCDBUFF[index].data = dispcode[num];
}/******************************************************************************** @fn     dispNum * @brief   显示数字* @param   data:0-9999* @return   无*******************************************************************************/
void dispNum(unsigned int data){unsigned char time = 3;/*输出个位*/dispIndex(time,data % 10);/*判断输入数字是第几位数，然后输出*/while((data / 10) > 0){time -= 1;data /= 10;dispIndex(time,data % 10);}}/******************************************************************************** @fn        dispMark    * @brief   显示标点* @param   obj:显示的对象（开头定义）on: 0-不显示  1-显示* @return  无*******************************************************************************/
void dispMark(unsigned char obj,unsigned char on){LCDBUFF[obj].b.b7 = on;
}/******************************************************************************** @fn     setLcd  * @brief   设置LCD显示段* @param   data: 0-不显示  0xff-全显示* @return 无*******************************************************************************/
void setLcd(unsigned char data){unsigned char i;for(i = 0; i < 4; i++)LCDBUFF[i].data = data;    }/******************************************************************************** @fn     lcdInit * @brief   LCD初始化* @param 无* @return 无*******************************************************************************/
void lcdInit(void){/*SLCDC0和SLCDC1 寄存器操作 使能SCOM和SEEG功能*/_com0en=1;_com2en=1;_com3en=1;_com4en=1;_com5en=1;/**以上可以简写为：*      _slcdc0 &= 0b00001111*     _slcdc1 &= 0b11000000*//*SLCDC1 寄存器操作 SCOM或SSEEG引脚功能选择 */_comsegs0=0;//选择为com_comsegs2=0;//选择为com_comsegs3=0;//选择为com_comsegs4=0;//选择为com_comsegs5=1;//选择为SSEG    /**以上可以简写为：*     _slcdc1 &= 0b00100000*//*SLCDC2和SLCDC3 寄存器操作 SSEG引脚功能选择*/_seg6en=1;_seg7en=1;_seg9en=1;_seg10en=1;_seg11en=1;_seg14en=1;_seg15en=1;/**以上可以简写为：*      _slcdc2 &= 0b00111011*     _slcdc3 &= 0b00000011*/    /*LCD对应引脚设置为输出 *以下注释COM和SEG是硬件的名称*实际使用的COM和SEG需要根据数据手册查看*/_pcc2=0;//COM1_pac1=0;//COM2_pac3=0;//COM3_pbc6=0;//COM4_pbc5=0;//SEG1_pbc4=0;//SEG2_pbc3=0;//SEG3_pac6=0;//SEG4_pac5=0;//SEG5_pdc0=0;//SEG6_pdc3=0;//SEG7_pac4=0;//SEG8_lcden = 1;//LCD使能_isel0 = 1;//电流选择最小驱动_isel1 = 1;_frame = 0;//默认frame = 0   }/******************************************************************************** @fn     lcdScan * @brief   LCD扫描* @param  无* @return 无*******************************************************************************/
void lcdScan(void){static unsigned char scanstep=0;if(_frame){//正反帧输出/*扫描阶段*/switch(scanstep){case 0:          /*选中第一行*/COM1 = 1;COM2 = 0;COM3 = 0;COM4 = 0;/*选中1的A、B段*/if(LCDBUFF[0].b.b4==0)SEG1 = 0;else SEG1 = 1;if(LCDBUFF[0].b.b0==0)SEG2 = 0;else SEG2 = 1;/*选中2的A、B段*/if(LCDBUFF[1].b.b4==0)SEG3 = 0;else SEG3 = 1;if(LCDBUFF[1].b.b0==0)SEG4 = 0;else SEG4 = 1;/*选中3的A、B段*/if(LCDBUFF[2].b.b4==0)SEG5 = 0;else SEG5 = 1;if(LCDBUFF[2].b.b0==0)SEG6 = 0;else SEG6 = 1;/*选中4的A、B段*/if(LCDBUFF[3].b.b4==0)SEG7 = 0;else SEG7 = 1;if(LCDBUFF[3].b.b0==0)SEG8 = 0;else SEG8 = 1;/*进行下一行的扫描*/scanstep = 1; break;case 1:               /*选中第二行*/COM1 = 0;COM2 = 1;COM3 = 0;COM4 = 0;/*选中1的F、G段*/if(LCDBUFF[0].b.b5 == 0)SEG1 = 0;else SEG1 = 1;if(LCDBUFF[0].b.b1 == 0)SEG2 = 0;else SEG2 = 1;/*选中2的F、G段*/if(LCDBUFF[1].b.b5 == 0)SEG3 = 0;else SEG3 = 1;if(LCDBUFF[1].b.b1 == 0)SEG4 = 0;else SEG4 = 1;/*选中3的F、G段*/if(LCDBUFF[2].b.b5 == 0)SEG5 = 0;else SEG5 = 1;if(LCDBUFF[2].b.b1 == 0)SEG6 = 0;else SEG6 = 1;/*选中4的F、G段*/if(LCDBUFF[3].b.b5 == 0)SEG7 = 0;else SEG7 = 1;if(LCDBUFF[3].b.b1 == 0)SEG8 = 0;else SEG8 = 1;/*进行下一行的扫描*/scanstep = 2;break;case 2:/*选中第三行*/COM1 = 0;COM2 = 0;COM3 = 1;COM4 = 0;/*选中1的E、C段*/if(LCDBUFF[0].b.b6 == 0)SEG1 = 0;else SEG1 = 1;if(LCDBUFF[0].b.b2 == 0)SEG2 = 0;else SEG2 = 1;/*选中2的E、C段*/if(LCDBUFF[1].b.b6 == 0)SEG3 = 0;else SEG3 = 1;if(LCDBUFF[1].b.b2 == 0)SEG4 = 0;else SEG4 = 1;/*选中3的E、C段*/if(LCDBUFF[2].b.b6 == 0)SEG5 = 0;else SEG5 = 1;if(LCDBUFF[2].b.b2 == 0)SEG6 = 0;else SEG6 = 1;/*选中4的E、C段*/if(LCDBUFF[3].b.b6 == 0)SEG7 = 0;else SEG7 = 1;if(LCDBUFF[3].b.b2 == 0)SEG8 = 0;else SEG8 = 1;/*进行下一行的扫描*/scanstep = 3;break;case 3:/*选中第四行*/COM1 = 0;COM2 = 0;COM3 = 0;COM4 = 1;/*选中1的D、P1段*/if(LCDBUFF[0].b.b7 == 0)SEG1 = 0;else SEG1 = 1;if(LCDBUFF[0].b.b3 == 0)SEG2 = 0;else SEG2 = 1;/*选中2的D、2P段*/if(LCDBUFF[1].b.b7 == 0)SEG3 = 0;else SEG3 = 1;if(LCDBUFF[1].b.b3 == 0)SEG4 = 0;else SEG4 = 1;/*选中3的D、3P段*/if(LCDBUFF[2].b.b7 == 0)SEG5 = 0;else SEG5 = 1;if(LCDBUFF[2].b.b3 == 0)SEG6 = 0;else SEG6 = 1;/*选中4的D、4P段*/if(LCDBUFF[3].b.b7 == 0)SEG7 = 0;else SEG7 = 1;if(LCDBUFF[3].b.b3 == 0)SEG8 = 0;else SEG8 = 1;/*回到第一行扫描*/                scanstep = 0;break;default:    ;}_frame = 0;//下一次反向输出}else{_frame = 1;}  }

工程链接—》LCD

总结

其中需要注意的是: 1.LCD的扫描时间（60HZ~100HZ） 2.LCD是交流电驱动，所以有使用_frame进行反向。 3.代码中共用体和位寻址的使用 4.原理其实和矩阵LED灯是差不多的

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