常用液晶显示模块驱动程序设计

常用液晶显示模块驱动程序设计1常用液晶显示模块驱动程序设计引言第1章绪论1.1液晶显示器件概述1.1.1液晶显示器件在显示技术中的地位1.1.2液晶显示器件的优异性能及发展前景1.2论文选题的意义1.3本文的主要工作第2章液晶显示基本原理及应用基础2.1液晶显示基本知识2.2液晶显示原理2.3液晶显示器件的优点2.4液晶显示驱动原理2.4.1静态驱动方法简述2.4.2动态驱动方法简述第3章液晶显示模块3.1液晶显示模块的分类3.1.1数显液晶显示模块3.1.2点阵字符型液晶显示模块3.1.3点阵图形液晶显示模块3.2液晶显示控制器的原理3.2.1设计特性3.3液晶显示控制器的应用第4章段式液晶显示模块的原理及应用4.1段式液晶显示模块LCM061A简介4.1.1段式液晶显示模块LCM061A的基本功能4.1.2段式液晶显示模块LCM061A的引脚说明4.1.3段式液晶显示模块LCM061A指令集…4.2段式液晶显示模块LCM061A接口方案及论证4.3段式液晶显示模块LCM061A应用程序设计4.3.1功能程序模块详解4.3.2程序设计流程图第5章字符型液晶显示模块的原理及应用5.1字符型液晶显示模块基本特点5.2字符型液晶显示控制及驱动器HD447805.2.1HD44780的特点5.2.2HD44780的硬件工作原理5.2.3HD44780的指令集5.3基于HD44780字符型液晶显示器LCM1602的原理及应用5.3.1字符型液晶显示器LCM1602的原理5.3.2字符型液晶显示器LCM1602接口方案及论证5.4字符型液晶显示器LCM1602应用程序设计5.4.1程序设计流程图5.4.2功能程序模块详解第6章图形式液晶显示模块的原理及应用6.1图形式液晶显示模块的基本特点6.2图形式液晶显示控制及驱动器HD612026.2.1HD61202的特点6.2.2HD61202硬件工作原理6.2.3HD61202的硬件工作原理6.2.4HD61202的指令集6.3基于HD61202图形式液晶显示器LGM12864应用6.3.1图形式液晶显示器LGM12864原理6.3.2图形式液晶显示器LGM12864接口方案及论证6.4图形式液晶显示器LG12864应用程序设计6.4.1功能程序模块详解6.4.2程序设计流程图第7章仿真总结致谢参考文献附录AHD44780的内部字符集附录B程序清单附录C芯片引脚图【摘要】由于液晶显示模块特殊的连接方式和所需的专用设备并非人人了解，因此虽然它已应用广泛，但用户在使用、装配时感到困难。为了用户使用方便，需将液晶显示器件与控制、驱动集成电路装在一起，形成一个功能部件。而驱动程序是使这个功能部件稳定有序工作，准确实现显示的重要环节。本设计在分别介绍了分段式、点阵图形、点阵字符型液晶显示模块的芯片功能及其应用原理的基础上，主要针对一些常用液晶显示模块的典型代表系列设计其与单片机的接口电路和驱动程序。【关键词】液晶显示模块；驱动控制器；单片机；驱动程序；点阵Commonlyusedliquidcrystaldisplaymoduledesign-drivenprocess【Abstract】LCDmoduleduetospecialconnectionsandspecialequipmentisnotrequiredforeveryonetounderstand,soeventhoughitisalreadywidelyused,butusersintheuseof,theassemblyfounditdifficult.Totheusereaseofuse,theneedforliquidcrystaldisplaydevicesandcontrol,driverintegratedcircuitsmountedtogethertoformafeature.Thedriver'sroleistomakethisfeaturetoworkstableandorderly,accuratedisplay.Thedesignintroducedinthesub-style,dot-matrixgraphics,dotmatrixcharacterLCDmoduleanditsapplicationofthechipfunctionsbasedontheprinciple,mainlyforsomecommonlyusedliquidcrystaldisplaymoduleofatypicalrepresentativeofthedesignserieswithSCMinterfacecircuitanddriver.Keywords:liquidcrystaldisplaymodule;drivecontroller;singlechip;driver;lattice452引言液晶显示器件(LCD)是一种高新技术的基础元器件。它利用液晶的各种电光效应，把液晶对电场、磁场、光线和温度等外界条件的变化在一定条件下转换为可视信号而制成的显示器。虽然其应用已很广泛，但对很多人来说，使用、装配时仍感到困难。特别是点阵型液晶显示器件，使用者更是会感到无从下手。特殊的连接方式和所需的专用设备也非人人了解和具备，故此液晶显示器件的用户希望有人代劳，将液晶显示器件与控制、驱动集成电路装在一起，形成一个功能部件，用户只需用传统工艺即可将其装配成一个整机系统。而驱动程序是使这个功能部件稳定有序工作，准确实现显示的重要环节。随着模块的标准化，用户在选择和使用过程中只关心模块的接口，对于模块的设计和构造以及在使用中出现的因为模块设计原因产生的问题并不了解。本文通过对常用液晶显示模块的结构和显示、驱动原理进行详细介绍。并针对一些常用液晶显示模块的典型代表系列设计其与单片机的接口电路和驱动程序。使读者可以较为全面地掌握液晶显示驱动控制的原理。第1章绪论1.1液晶显示器介绍液晶显示器件[1](LCD)是一种高新技术的基础元器件。它利用液晶的各种电光效应，把液晶对电场、磁场、光线和温度等外界条件的变化在一定条件下转换为可视信号而制成的显示器。液晶显示器具有低电压、低功耗的特点，与CMOS集成电路相匹配.电池作为电源，适合于便携式显示。STN-LCD是通过电场控制液晶分子的排列从而改变液晶盒内偏振光的双折射效应而实现显示，STN-LCD是目前LCD生产的中档产品，它具有显示信息量大的特点，主要应用于各种仪器仪表、手机、PDA、笔记本电脑等。液晶显示器还具有易彩色化，非发光式被动显示的特点。彩色液晶显示是利用液晶的光阀特性和彩色滤光膜及三基色灯来实现的，现有技术容易制造彩色滤光膜和三基色灯。还有液晶显示靠调制外界光来实现的，显示体本身不发光，不刺激眼睛，不易疲劳等优点。利用液晶光阀特性容易实现投影大屏幕显示。因而，液晶显示应用几乎覆盖所有显示应用领域。液晶显示模块是一种将液晶显示器件、连接件(斑马条、斑马纸或金属管脚等)、PCB线路板、液晶显示控制器、行列驱动控制器、负压发生器、偏置电路、温度补偿电路、背光源、背光源驱动控制电路、结构件（框架或模具)等装配在一起的组件。1.2液晶显示发展历史、现状和趋势作为液晶最重要的一种应用，液晶显示伴随液晶的诞生经历了漫长的发展道路[2]。早在1888—1889年，奥地利植物学家F.Reinitzer与和德国物理学家共同发现了第一种液晶材料.20世纪20年代人们就已经合成出300多种液晶,并完成了至今还应用的近晶相、向列相和胆甾相的液晶分类。从30年****始，众多物理学家展开了液晶物理特性的研究,首次揭示了液晶的各向异性特性以及在外场作用下向列相变形及其阈值特性.这些工作为液晶显示的应用研究奠定了良好的基础.60年代中期美国首先发现液晶显示原理，1968年公开在刊物上发表向列相液晶动态散射显示原理和显示样机。第一台成型的液晶显示媒体出现在1971年，这就是最初的TN-LCD(扭曲向列液晶显示器)，80年代初TN-LCD商品大量上市，主要被用作手表、时钟、电子计算机、电话、传真机及一般家电品的数字显示，目前简单矩阵驱动的TN型产品以小尺寸黑白文字显示类LCD为主。1984年欧美提出了STN-LCD超扭曲向列液晶显示器)，同时也提出了TFT-LCD(薄膜晶体管液晶显示器)技术，但在那时还不够成熟。80年代末，日本掌握了STN-LCD的大规模生产技术，LCD工业开始飞跃发展。1993年日本又掌握了TFT-LCD生产技术，液晶显示器开始一方面向廉价、低成本的方向发展，随后DSTN-LCD(双层超扭曲向列)诞生;另一方面向高端的薄膜晶体管TFT-LCD发展。1997年，日本成了一大批以550mm×700mm为代表的大基板尺寸第三代TFT-LCD生产线。在此期间，韩国和台湾也开始介入液晶显示器生产领域，我国内地企业引进生产线，生产TN-LCD.我国于1969年开始研究液晶显示，但规模生产起步较晚。目前我国虽然是世界上最大的TN-LCD生产国，在原材料技术和生产工艺技术上已落后一步。而东亚地区，逐渐发展成为世界液晶显示器的主要生产地，日本、韩国和我国台湾则走在了最前列。近年，随着中国大陆改革开放的深入和加入WTO，日本、韩国和我国台湾己经将大部分STN的生产线和部分TFT生产线向中国大陆转移，中国大陆已经陆续投产几条较为先进的TFT生产线。但生产工艺、技术和部分原材料的专利仍掌握在日本或其它少数国家手中，这是中国大陆LCD产业发展的不利因素。1.3论文选题的意义液晶显示器件是一种高新技术的基础元器件，虽然其应用已很广泛，但对很多人来说，使用、装配时仍感到困难。特别是点阵型液晶显示器件，使用者更是会感到无从下手。特殊的连接方式和所需的专用设备也非人人了解和具备，故此液晶显示器件的用户希望有人代劳，将液晶显示器件与控制、驱动集成电路装在一起，形成一个功能部件，用户只需用传统工艺即可将其装配成一个整机系统。随着模块的标准化，用户在选择和使用过程中只关心模块的接口，对于模块的设计和构造以及在使用中出现的因为模块设计原因产生的问题并不了解。本文通过对常用液晶显示模块的几个典型，介绍液晶显示模块的结构和显示、驱动原理。使读者可以较为全面地掌握液晶显示驱动控制的原理。1.4本文的主要工作本文的任务是针对一些常用液晶显示模块的典型代表系列设计其与单片机的接口电路和驱动程序。本文的主要工作如下：（1）在方案论证的基础上，确定整体设计方案和设备选型。（2）基于一些常用液晶显示模块的典型代表系列设计其与单片机的接口电路和驱动程序（包括段式、点阵字符型、点阵图形式）。（3）选取上述各系列的内置式驱动控制器设计流程图、应用程序。（4）针对所选取的液晶显示模块和驱动控制器设计接口电路、驱动程序、流程图、应用程序，并提供较为详细使用说明清单。（使用者只需按要求提供相应入口参数即可）（5）软件设计清单。（6）进行硬件、软件调试，并对调试结果进行分析。必要的技术分析和说明，并对设计结果进行分析。第2章液晶显示基本原理及应用基础2.1液晶显示基本知识液晶显示器(LCD/LiquidCrystalDisplay）的显像原理,是将液晶置于两片导电玻璃之间,靠两个电极间电场的驱动引起液晶分子扭曲向列的电场效应，以控制光源透射或遮蔽功能，在电源开关之间产生明暗而将影像显示出来，若加上彩色滤光片，则可显示彩色影像。液晶的物理特性是：当通电时导通，排列变的有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过。让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。从技术上简单地说，液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃素材，称为Substrates，中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，由长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经精良加工的开槽平面，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则各分子也是完全平行的。2.2液晶显示原理LCD技术