笔段式液晶驱动方法.doc

笔段式液晶驱动方法LED数码管的驱动是比较简单也容易理解的,多位数码管一般是LED阵列的形式,每个数字使用一个公共端,不同数字的对应同笔段使用一个控制端;驱动采用分时扫描没个数字位,动态显示。但是LED比较费电,我想做一个用电池供电的钟,用发光管电池就撑不了多久了。于是我考虑用液晶。在这边的电子市场我买到一个4位笔段式液晶屏,4个数字最中间有冒号,边上还有几个箭头符号,一共有15个引脚,正合适用AVR来驱动做一个钟。笔段式LCD屏的结构与LED数码管很相似,但是由于是液晶,工作机理上不同,驱动方式也有很大差异:(1)LED有正负之分,液晶笔划没有。(2)LED在直流电压下工作,液晶需要交流电压,防止电解效应。(3)LED需要电流提供发光的能量,液晶笔划显示状态下电流非常微弱。(4)LED对微小电流不反应,液晶则很敏感。不难看出,用LED的驱动方式来对待LCD屏是行不通的。我在买回来测试这块屏之前没有意识到,于是走了不少的弯路。与LED驱动不同的是需要给每个笔划加上一个交流电压。一般用30-60Hz的方波就可以了,频率再低显示会有所波动,频率高了功耗也会增加,因为LCD对电路呈现容性。而且,正负电压都可以“点亮”液晶。好在AVR的I/O口可以三态输出,也就是除了高/低电平,还可以呈现高阻抗,相当于断开连接。于是我想到了这样的办法:不需要显示的那一组笔划对应的公共端悬空(I/O口选择三态),那么就不会加上电压了。照这个思路,我的实验电路焊好,出来的显示却是一团糟:笔划都黑了看不清。我这才考虑到液晶本身的问题:阻抗高,而且有电容,是不可一边悬空的~这个道理也许跟CMOS输入端差不多。查找了一些关于液晶的资料,大致知道LCD屏不是那么简单的,驱动方式通常是1/N,也就是电压不止高低两档。可是单片机I/O没有那么多输出状态可以选择。1/2Bias驱动不显示的液晶笔划两端电压相等,显示的不等。这样一个要求在扫描方式下不能满足,于是改为电压等级不同。1/2Bias驱动就是这样的,1V+--------1/2----------------GND--------COM2V+--------1/2----------------GND--------SEG1V+----------------1/2GND----------------SEG2V+----------------1/2GND----------------如此,在COM1,SEG1选择的笔划上,加上的电压为-1/2,-1,+1/2,+1...在COM1,SEG2选择的笔划上,加上的电压为+1/2,-1,-1/2,+1...在COM2,SEG1选择的笔划上,加上的电压为-1,-1/2,+1,+1/2...在COM2,SEG2选择的笔划上,加上的电压为0,-1/2,0,+1/2...计算一下大致的平均功率(如果液晶灰度与电压平方成正比,实际不是这样)前三者是一样的,都是1+(1/2)^2=5/4,对于最后一个0+(1/2)^2=1/4因此显示的功率比为5:1,显示状态会是这样:SEG1SEG2::COM1---O---O::COM2---O---xAVRI/O没有能力输出1/的电压(ADC在这里就不要考虑了,浪费I/O还不如用静态液晶屏),因此没有办法实现真正的1/2Bias驱动。但是注意到要提供一个一半