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PT32x033系列 | 血糖儀專題技術文章連載_02

jf_pJlTbmA9 ? 來源:澎湃微電子 ? 作者:澎湃微電子 ? 2023-10-27 10:09 ? 次閱讀

澎湃微基于超低功耗MCU—PT32x033系列,推出血糖儀專題技術文章連載,內容包括:LCD驅動器應用,OPA ADC DAC聯合應用,NTC、RTC應用,超低功耗應用等場景,以幫助客戶快速上手,縮短學習開發周期。

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01、 概 述

在MCU的應用中,人機界面占據相當重要的地位。人機界面主要包括事件輸入(鍵盤輸入、通訊接口等)和結果顯示(LED/LCD 、通訊接口等),LCD技術由于其具有界面友好,成本較低等特點在很多應用場合得以廣泛應用。

澎湃微的PT32x033系列單片機以低功耗和豐富的外設模塊著稱。針對液晶顯示這一應用,MSP430 系列單片機可分為兩類,一類內置LCD 控制器,另一類不帶LCD 控制器。內置LCD 控制器的單片機價格較高,使用成本增加。不帶LCD 控制器的單片機可配合液晶驅動芯片使用,但需增加額外的芯片,也增加了成本。本文介紹的方案,適用于不帶LCD 控制器的MSP430 系列單片機,通過使用通用I/O 口直接驅動LCD 顯示,其顯示效果以及占用的資源和內置液晶控制器的單片機相同。

02、 LCD顯示原理

在講解驅動之前,我們先就 LCD 的顯示原理作簡單的介紹。

LCD(Liquid Crystal Display)是利用液晶分子的物理結構和光學特性進行顯示的一種技術,液晶分子的特性:

液晶分子是介于固體和液體之間的一種棒狀結構的大分子物質

在自然形態,具有光學各向異性的特點,在電(磁) 場作用下,呈各向同性特點

下面以TN/STN類型的顯示面板基本結構來介紹 LCD 的基本顯示原理,如下圖

wKgZomUD5n2ATmjyAAAdWA7fC-Y337.jpg 圖1 LCD顯示原理示意圖

整個顯示面板由上下玻璃基板和偏振片(上下偏振片的偏振角度互相垂直)組成。在上下玻璃基板之間,按照螺旋結構將液晶分子有規律地進行涂層,由于液晶分子的排列為螺旋結構,因此對光線具有旋光性。液晶面板的電極是通過一種 IT0 的金屬化合物蝕刻在上下玻璃基板上。

當上下基板間的電壓為 0 時,自然光通過偏振片后,只有與偏振片方向相同的光線得以進入液晶分子的螺旋結構的涂層中,由于螺旋結構的的旋光性,將入射光線的方向旋轉 90 度后照射到另一端的偏振片上,同時由于上下偏振片的偏振角度相互垂直,這樣入射光線通過另一端的偏振片完全的射出,光線完全進入觀察者的眼中,看到的效果就為白色。

當上下基板間的電壓為 一交流電壓 時,液晶分子的螺旋結構在電(磁) 場的作用下,變成了同向排列結構,對光線的方向沒有做任何旋轉,而上下偏振片的偏振角度相互垂直,這樣入射光線就無法通過另一端的偏振片射出,光線無法進入觀察者的眼中,看到的效果就為黑色。

通過在上下玻璃基板電極間施加不同的交流電壓,即可實現液晶顯示的兩種基本狀態亮On) 和暗 (Off) 。

2.1 驅動關鍵參數

在LCD 驅動中,驅動電壓和掃描頻率非常關鍵。液晶分子是用交流電壓驅動的,長時間的直流電壓加在液晶分子兩端,會影響液晶分子的電氣化學特性,引起顯示模糊,壽命減少,其破壞性為不可恢復。在單片機系統中,一般LCD 的驅動電壓選擇為MCU 的供電電壓,LCD 電壓高于MCU 電壓易造成亮度不夠,LCD 電壓低于MCU 電壓易造成“鬼影”(不該點亮的點亮)。驅動液晶分子的交流電壓的頻率依據LCD 面板的面積和設計而定,一般在 60~100Hz 之間。頻率過高,增加驅動功耗;頻率過低,會導致顯示閃爍,同時如果掃描頻率同光源的頻率之間有倍數關系,顯示也會有閃爍現象出現。

液晶分子是一種電壓積分型材料,它的扭曲程度(透光性)僅和極板間電壓的有效值有關,和充電波形無關。電壓的有效值用COM/SEG 之間的電壓差值的均方根VRMS 表示

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LCD 顯示“亮”和“滅(透光和不透光)的電壓有效值的分界電壓稱為開啟電壓Vth,當電壓有效值超過Vth,液晶分子的排列方向發生變化,旋光角度加大,透光率急劇變化,從而引起液晶顯示狀態的變化。光線的透射率與交流電壓的有效值的關系如圖2所示:

wKgaomUD5oCAehc7AAHzCfFpiGQ848.png 圖2 光線的透射率與交流電壓有效值的關系

LCD 段上是否存在RMS電壓將決定此段為導通還是截止。圖3中的示例波形給出了一個導通段和一個截止段的波形(COMx 和SPx 引腳信號的組合)。導通段比截止段上施加了更大的RMS 電壓。注意,這兩個段都具有凈零直流電壓的波形,但導通段上的RMS 電壓較高,這使得該段導通并且看起來是暗的。

wKgZomUD5oGADwbyAAAeDFWanq4715.jpg 圖3 LCD交流波形

033內嵌的LCD驅動器,正是通過系統的控制,按照用戶定義的顯示圖案,在I/O 口產生點亮LCD所需的模擬驅動波形,接到LCD 面板上點亮對應的像素而達到想要的顯示效果。LCD 面板有兩個重要的參數:

占空比 (Duty)

該參數一般也稱為Duty 數或COM 數。LCD 通常采用時分動態掃描的驅動模式,在此模式下,每個COM的有效選通時間與整個掃描周期的比值即占空比 (Duty)是固定的,等于1/COM 數。

偏置 (Bias)

LCD 的SEG/COM 的驅動波形為模擬信號,各檔模擬電壓相對于LCD 輸出的最高電壓的比例稱為偏置,偏壓級數越多LCD 的對比度級別就越多,能顯示的圖案就越復雜。一般來講,Bias是以輸出最低檔電壓(0 除外)與輸出最高檔電壓的比值來表示。圖3 所示 為1/4 Duty,1/3 Bias液晶屏的COM端時序 。

圖3 對應的是1/4 duty,1/3 bias 的液晶COM口驅動波形,COM 數為4,每個COM的有效選通時間與整個掃描周期的比值(Duty)為1/4,驅動波形的模擬電壓共分3 檔,V3 為輸出最高電壓,V2,V1 為輸出中間電壓,并且V1/V3=1/3。

為了達到理想的顯示效果,一般而言,Bias 和COM 之間有一定關系,COM 數越多,每根COM 對應的選通時間變短,而要達到同樣的顯示亮度,VON 的電壓就要提高,要達到同樣的顯示對比度,選電平和非選電平的差異需要加大,即Bias 需要加大,COM 和Bias 間有一經驗公式,即:

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wKgaomUD5oSATK1nAANWZ6UJdF8722.png 圖4 LCD驅動波形圖

2.2 LCD管腳多路復用

033總共有32個可用于LCD的管腳,使用復用技術來限制控制引腳的數量,可支持2路復用、4路復用,6路復用,甚至最高支持8路復用。N路復用符號表示每個段引腳Sx可以驅動顯示屏上的N個段,這同樣意味著有N個公共(COMx) 引腳。顯示屏上的每個LCD 段都由一個COMx引腳和一個Sx引腳組合為該段的液晶提供電勢差進行驅動。利用多路復用技術可實現用有限的引腳控制更大量的段,例如一個8路復用LCD顯示屏,有8個COM引腳并且每個段(Sx)引腳可以驅動8個段。因此,使用支持8路復用并有24個Sx引腳(S0-S23) 的033時,這8個(COMx) + 24個(Sx) =32個引腳可控制192個段。

wKgaomUD5oiAPLWSAAbCFuntscA152.png 圖5 4路復用的連接和波形

圖6 給出了基本的2路復用示例。在這種情況下,每個段由2個引腳(一個COMx引腳和一個Sx段引腳)的信號進行控制。如下顯示的信號是施加到相應段的電極上的波形,Sx和COMx信號之間的電勢差即是施加到此區域液晶上的電壓。該電勢差是圖6(COM0-S0和COM1-S1)中所示的合成波形的電壓。在本示例中,COM0-S0的波形具有高RMS 電壓,盡管該波形具有凈零直流電壓,該段仍然導通。COM1-S1 波形的RMS 電壓較低,因此該段截止。雖然這些波形看起來有些復雜,但請記住,它們將由033的LCD驅動器自動生成,用戶只需要指定LCD 的基本設置,然后指定哪些段應該導通或者截止。

wKgZomUD5omAazV0AAB9iXO7ZQE138.png 圖6 2路復用示例

2.3 驅動器的電源

液晶驅動波形為由若干檔直流電平組合而成的模擬波形, 各檔直流電平的比例關系

反映驅動波形的Bias比例關系,各檔電平的具體幅值取決于 LCD Panel 的液晶特性和Duty 數的多少。圖7為LCD 驅動電源部分的示意圖:

wKgZomUD5ouAEyW_AAJqsNUS5SE786.png 圖7 LCD驅動電源部分的示意圖

電源調整器部分(Power Regulator),產生LCD驅動所需的最高直流電平,一般分為三種:

LCD驅動所需的最高直流電平等于外部輸入電源VDD的,此部分就直接將VDD輸入至后續電路;

LCD驅動所需的最高直流電平大于外部輸入電源VDD,且不需要穩壓輸出的,如固定等于VDD或1.5VDD,此部分通常做法是將外部輸入電源VDD通過升壓電路(pump)升至所需的電壓,輸入至后續電路;

LCD驅動所需的最高直流電平大于外部輸入電源VDD,且需要穩壓輸出的,即驅動所需的最高直流電平不隨VDD的變化而變化的,如要求VDD =2.4~5.5V全電壓范圍里,VLCD的輸出電壓都保持不變,此部分通常做法是首先產生一個誤差范圍符合要求的電壓基準源,然后將此電壓基準源比例放大至所需的電壓,同時外部輸入電源VDD通過升壓電路(pump)升至一定的電壓,如2VDD,作為比例放大部分的電源。

注:033的LCD驅動電源調整器部分產生LCD驅動所需的最高直流電平,只支持前面兩種,也就是VLCD會跟隨著VDD的變化而變化,為了保障在低電壓下仍然有比較高的對比度和顯示效果,可以通過升壓電路升壓至VLCD=1.5VDD。

偏置電壓產生部分(Bias Voltage Generator),LCD 驅動器輸出的最高電壓通過偏置電壓產生電路,根據選擇的偏置設置產生LCD交流驅動波形所需要的其它幾檔偏置電壓(VLCD,Vn,Vn-1,?V1,V0),提供給后續的COM/SEG波形產生電路,此部分的實現方式一般分為兩種:

電阻分壓結構

即依據Bias的設置,選擇合適的分壓電阻,產生需要的直流分壓電平,如圖8;

wKgaomUD5o2AX6N_AAGEBJZb8UM725.png 圖8 電阻分壓結構的偏壓電路示意圖

電容結構

這是一種較為特殊的LCD 驅動的電源結構,在這種結構下,電壓調整部分和電壓偏置部分是整合在一起的,電源升壓部分是直接按照Bias的設置產生LCD驅動需要的直流分壓電平,如圖中,VLCD可以是1倍的VDD也可以是1.5倍的VDD。

wKgZomUD5o6ADjdAAADUBbPNNWI207.jpg 圖9 電容分壓結構的偏壓電路示意圖

在此結構下,如圖9所示的外接電容一般情況是必須要的,否則僅僅依靠芯片內的電容,其驅動能力較差。

COM/SEG驅動波形產生部分(COM/SEG driver),COM/SEG driver可以看作一組多路選擇開關,COM driver依據掃描計數器的值,SEG driver依據顯示數據RAM對應的值,從輸入的直流分壓電平中進行選擇并從相應的COM/SEG引腳加以輸出。這樣從整個LCD掃描周期來講,從COM/SEG引腳上就輸出了驅動LCD Panel所需要的模擬電壓波形。

wKgaomUD5pCACzkVAACwj2iPsAc208.png 圖10 COM/SEG驅動波形產生原理示意圖
wKgZomUD5pOAeQ_OAACCy_GvMJA623.jpg 表1 直流分壓電平的選擇關系表
wKgaomUD5pSAEOTwAACQ_-JdEsE278.png 圖11 COM/SEG 1/4和1/5 Bias下選通有效電平示意圖
wKgaomUD5piASsWMAAgrsyGbp6g766.png 圖12 1/4Bias下SEG/COM的波形圖

2.4 LCD顯示RAM

用戶對033的LCD 驅動器的操作一方面是通過操作LCD 驅動器的控制寄存器來設置LCD 驅動的工作模式(包括Duty/對比度/掃描頻率/LCD開關等的設置),另一方面LCD 面板上顯示所需的內容是通過讀寫LCD顯示RAM來實現。LCD RAM的結構不同于其它Data RAM,它是一個雙口RAM(Dual Port)的結構,一邊為CPU的讀寫接口,另外一邊是與LCD driver的讀接口。LCD RAM的字節排列順序是與LCD 輸出的COM/SEG陣列相對應的,具體對應關系如圖13所示。比如要將COM2與SEG3交叉點處的點點亮,只需將0x40015404地址的Bit26置1即可,其余的工作由LCD驅動器的硬件自動完成。

注意:

(1)由于所有的LCD管腳都可以復用成COM或者SEG,為了更方便驅動軟件的編程,建議COM從LCD0管腳依次往后配;

(2)圖13是按1/4Duty來分配,033還可以支持1/8Duty,那么只需要往高位延伸即可(圖中無定義的位)

wKgZomUD5pmAA0fGAAE-sbt4jd8714.png 圖13 1/4Duty下SEG/COM的波形圖

033的LCD驅動器最多可提供16頁獨立的顯示RAM,支持有四種顯示模式,分別為固定頁面顯示,單次輪顯,單次輪顯關閉模式和連續輪顯模式,16頁獨立顯示RAM的地址分配如表2所示。具體顯示的頁號由頁數寄存器LCD_PGCNT和輪顯最大頁數寄存器LCD_PGMAX共同控制,詳見033用戶手冊。

wKgaomUD5qCAV0pzAAzmocxaFpI675.png 表2 16頁顯示RAM地址對應的地址范圍

固定頁面顯示:軟件寫LCD_PGCNT寄存器后,LCD模塊會在當前幀結束后去顯示新的第LCD_PGCNT頁的內容

單次輪顯顯示:從第LCD_PGCNT頁起輪顯至第LCD_PGMAX頁后自動變為固定顯示第LCD_PGMAX頁

單次輪顯關閉:從第LCD_PGCNT頁起輪顯至第LCD_PGMAX頁后自動關閉LCD模塊

連續輪顯顯示:從第LCD_PGCNT頁起輪顯至第LCD_PGMAX頁后,在第0頁至第LCD_PGMAX頁循環顯示

LCD模塊提供最多16頁顯示內容緩存,軟件通過配置顯示數據寄存器來配置每頁的顯示內容。

LCD顯示RAM決定每頁顯示的內容,但是如果軟件是對當前顯示頁的數據內容進行更新,在配置完相應的顯示RAM后,還需向LCD_CTRL寄存器的更新位DU寫1,LCD驅動器會在當前幀結束后更新當前顯示頁的顯示內容,同時硬件會清零LCD_CTRL寄存器的DU位。

2.5 LCD閃爍顯示

033的LCD驅動器支持全屏閃爍方式,軟件配置LCD_CTRL寄存器的顯示模式使能BLINK位置1即可實現以特定頻率自動閃爍,閃爍頻率可通過LCD_BTIME和LCD_BON兩個寄存器共同配置。

03、LCD驅動器應用實例

3.1 建立映射表發

編寫LCD驅動程序常令人大傷腦筋,因為軟件需要考慮許多的硬件因素。LCD屏幕引腳與MCU的引腳連接方式,MCU將引腳映射到LCD顯示RAM的方式,LCD引腳的復用選擇方式等因素交織在一起會使代碼更加晦澀難懂。本節將給出一些提示技巧,以幫助用戶做到使LCD 驅動軟件更加易用和易懂,以及編寫高效的LCD代碼。

本章節實例以如下LCD屏幕詳解驅動軟件的編程思路,采用的LCD屏幕的管腳規格為4(COM)x 19(SEG),該顯示屏涵蓋了數碼值和單位顯示要素。

wKgaomUD5qKAC3UcAANdr0oJI3Y111.png 圖14 LCD屏幕的COM和SEG貫穿關系

從上文LCD顯示原理可知,LCD屏幕COMx和SEGx交叉的液晶段對應的驅動波形(COMx-SEGx)如果是選通電平,那么點亮,如果是非選通電平,那么點滅。該LCD屏幕共有11個數碼管(8個完整的數碼管和3個非完整數碼管),每個數碼管由A、B、C、D、E、F、G七段選擇性組成。除了數碼管之外,還有符號段,比如電池、單位、時間分格符等。LCD的屏幕每個顯示點均有穿插對應的COM口和SEG口,其對應關系如圖中的表格映射。表中的映射編碼數字部分表示位置,字母部分表示對應的段,比如9F表示第九個數碼管位置的F段。

舉個例子,需要再LCD屏幕的第二個數碼管顯示數值“3”那么對應MAP表中的2A、2B、2C、2G必須選通點亮。

wKgZomUD5qaAOPyPAATh4HOmu4s163.png 圖15 LCD屏幕COM和SEG的映射關系表

基于上文的LCD屏幕,使用033與LCD屏幕的互連關系如圖所示,MCU的LCD管腳復用關系為:LCD0~LCD3復用為COM口,LCD9~LCD27復用為SEG口。

wKgaomUD5qeAH7paAAYNXW57E_M911.png 圖16 LCD屏幕和MCU的硬件互連關系

結合上文中關于LCD顯示RAM以及LCD屏幕的段映射表,在屏幕和MCU的硬件互連關系確認的情況下即可得出下圖中的LCD屏幕和RAM的映射陣列表,由該映射表就能夠很清晰的知道要點亮屏幕上的點需要對應到RAM的地址和位域。

依舊以上文中需要點亮屏幕第二個數碼管使其顯示“3”為例,需要將地址0x40015408的第26位置1,同時將地址0x4001540C的第0位,第1位和第2位置1。

wKgZomUD5qmAJR5ZAAU9887cNtU190.png 圖16 LCD屏幕和RAM地址的映射關系

3.2 數碼管取模編碼

為了更好地對數碼管進行取模編碼,我們把圖16的映射關系做一個轉換,把每個數碼管的所有字段,比如1D,1C,1B,1A,1E,1G,1F組合成一個字節(圖中的8位編碼),這里的1代表數碼管的位置,字母代表數碼管的組成段,數值編碼轉換后的映射關系如圖17所示。

從圖17可知,由于LCD屏幕自身的特性,5#、6#、7#數碼管編碼后高4位和低4位必須做一次轉置,才可與其他數碼管的編碼結果一致,有利于驅動軟件編程的一致性。

wKgaomUD5quAJ9yiAACBCyIUs0M138.png 圖17 數碼管數值編碼與RAM地址映射關系

經過編碼后,我們可以采用如下宏定義來設定數碼管每一段的編碼數值:

wKgaomUD5quAJ9yiAACBCyIUs0M138.png

數碼管每一段的編碼值確定后,就可以對0-F以及其他字符形狀取模

wKgZomUD5q-AAaNFAADOcYNnk9s167.png

為了更好的管理上述的取模結果,定義了如下的數組,基于數組的索引,軟件可以更方便針對需要顯示的字符信息進行編程。比如顯示“2”對應的數組索引為0x02,顯示“A的數組索引為0x0A,顯示“U”對應的數組索引為0x17。

wKgZomUD5rGARn77AAS2wyB0pqQ250.jpg

從圖16可以看到基本上每兩段SEG能完全配置一個數碼管,那么可以通過一個共用體(union)來管理所有的數碼管,使得代碼可以更加簡潔。

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將一些特殊的字段單獨賦值,比如“電池電量低”、“單位”、“AM”等,因為這些不是數碼,需要根據特殊情況來置位,依然使用宏定義來定義并且跟上面定義的共用體對應的位域關聯起來方便軟件在對數碼管賦值的時候能夠聯動操作這些特殊字符。

wKgZomUD5rOAMMb2AACbU9sYimU210.png

使用宏定義點亮對應的特殊字符

wKgaomUD5rWAUQrZAACnAbqJcgk198.png

使用宏定義關閉對應的特殊字符的顯示

wKgZomUD5raAIAWOAAAF_qWjeuM587.png

基于上述這些編碼,液晶屏的取模已經全部完成,不管是需要顯示數碼還是顯示特殊字符,只要對取模數組GAuB_char_tbl直接對LCD_LgcBuf(軟件已經提前開辟共用體空間)賦值即可。比如第6個數碼管需要顯示“E”,那么軟件是需要將GAuB_char_tbl[0xE]賦值給LCD_LgcBuf[7]。如果要顯示特定字符“PM”,那么軟件只需要執行Dis_Timer_PM_on。

分析到這邊,對LCD顯示字符的軟件操作其實最終轉換成了對共用體LCD_LgcBuf的操作。

首先軟件先開辟一片顯示共用體空間

wKgZomUD5reAdmi-AAG-pVkHjoI074.jpg

根據圖17的映射關系以及數碼管取模結果,針對需要顯示的數碼管編號以及需要顯示的數值的驅動如下:

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這里面有個特別需要注意的地方,從圖16也可以看出來,5#、6#和7#數碼管相對于其他數碼管編碼的高4位和低4位是轉置的,因此這三個比較特殊的數碼管在對顯示共用體賦值之前必須先做一個轉置處理(上述軟件中的第17、21、25行),轉置軟件實現方式如下:

wKgaomUD5ryAeD7HAAXOEtg8ch8840.png

3.3 LCD顯示RAM賦值

上文2.4章節關于LCD顯示RAM的闡述可知,LCD驅動器驅動波形最終是根據RAM的賦值情況輸出的。3.2章節我們知道了LCD顯示字符和共用體的關系,通過一系列的軟件定義,已經把LCD比較復雜的字符顯示關系已經通過軟件解耦,直接通過一個共用體結構LCD_LgcBuf就可以實現。那么這里面還差最后一個步驟,就是LCD_LgcBuf和RAM地址的映射和轉換。

wKgZomUD5r6AEeQiAAAexSsfNCg344.png 圖18 LCD共用體結構與RAM地址映射關系

這里面一個關鍵的注意點是每個RAM的地址是32位并且分配給四個SEG(參考圖13),同時LCD是1/duty(4個COM口)結構,因此把顯示結構體每個字節的每組位元組分為高低4位,賦值給每個SEG對應的RAM地址的低4位。圖18非常清晰的把COM/SEG、RAM位段、LCD顯示共用體三者的關系都體現映射出來,軟件基于這個圖表進行編程。

首先定義LCD顯示RAM的地址,033的LCD驅動器總共支持16頁,每一頁的地址請參考表2

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對LCD顯示共用體的每一個字節(每個字節對應一個數碼或者字符)的低4位和高4位進行截取,并且按圖18(圖中只是以第0頁來舉例)對應的關系賦值到LCD顯示RAM對應地址,由于LCD的顯示RAM總共有16頁,對應的軟件賦值方式如下:

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上述針對LCD的RAM地址進行賦值全部都是針對COM和SEG交叉除的RAM位域操作,但是想讓LCD驅動器能正常起來,還需要對所有COM口對應的LCD的RAM地址對應的位置1,如下圖19紅色方框部分所示

wKgZomUD5sKAY6dvAACIMf32n4E430.png 圖19 COM口對應的RAM地址位賦值1

本文針對4個COM口規格的LCD為例,用如下軟件實現對COM口對應的RAM地址位置1的操作

把32個LCD管腳分成8組,每一組LCD管腳對應一個RAM地址,從圖13的映射表格也能清楚看出分組的依據,每相鄰組之間對應的RAM地址偏移4,軟件定義如下掩碼:

wKgaomUD5sOADEZZAAA9bao91Eg017.png

每一組的4個LCD管腳供占用一個32位的RAM地址,對應的每個LCD管腳依次占據8位,針對分組的每個LCD管腳起始位軟件定義如下掩碼:

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033最高規格可支持1/8Duty,也就是LCD管腳最多可復用成8個COM口,軟件枚舉出所有的COM

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基于如上的掩碼和枚舉定義,軟件通過如下方法將需要配置的COM口的RAM地址對應位置1.

wKgaomUD5siAZgerAAAz7n5qTEo968.png

舉個例子,比如要設置LCD13為COM5,那么只需執行如下語句:

1.LCD_SET_DataBuff_COM(LCD_GroupMask_12_15,LCD_COMMASK1,LCD_COM5);

因此要實現對圖19所示的4個COM口所在RAM區域進行配置需要執行如下四條語句:

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3.4 LCD管腳配置編程技巧

033總共有32個LCD管腳LCD[31:0],每個LCD管腳均可復用成COM管腳或者SEG管腳,可由SEG/COM選擇寄存器LCD_SCSEL來配置,寄存器定義如圖20

wKgZomUD5suAM561AAAI-7TztNY565.png 圖20 COM/SEG選擇寄存器定義

上文中使用的硬件實例配置的復用方法為LCD[3:0]作為COM[3:0],LCD[27:9]作為SEG[19:1],基于該復用配置建立硬件互連關系以及圖16的映射表,軟件實現如下:

wKgaomUD5syAFRVWAACVsAmOUPY658.png

LCD的管腳能正常使用,除了配置上述的COM/SEG復用功能之外,LCD管腳還需要把模擬功能打開(對應于GPIO模擬功能使能)以及配置LCD管腳功能使能寄存器如圖21把相應的LCD管腳使能。

wKgZomUD5s2AJL1dAAAJaBdVg2U432.png 圖20 LCD管腳功能使能寄存器

本文實例只用到了LCD[3:0]以及LCD[27:9],因此軟件只需要置位對應的管腳位

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注意:為了更好的降低功耗,其他沒有用到的LCD管腳對應的位必須置0

LCD管腳開啟模擬功能的軟件配置如下,LCD管腳和GPIO的對應關系請參考圖16

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3.5 LCD驅動器參數配置

在了解了LCD顯示RAM和管腳復用的配置以及編程技巧后,還有一個管腳的配置就是關于LCD驅動器一些關鍵參數的配置,包括如下內容:

驅動器時鐘

幀頻率

占空比

閃爍模式

輪顯模式

驅動器電源類型

驅動波形類型

上述這些關鍵參數除了幀頻率之外,全部都在LCD控制寄存器中配置,控制寄存器如圖所示,具體也可參考用戶手冊。

wKgZomUD5tGAIPoHAAC-Uf6csQk721.png

基于本文選擇的液晶顯示屏,對LCD控制器的配置(包括使能LCD)如下:

wKgZomUD5tSAUynMAAB5zqGAfSo810.png

LCD的幀刷新頻率可通過LCD_FSET寄存器的FS位來控制。通過設置FS值,使得幀刷新頻率在25-120Hz之間

幀刷新頻率=LCD時鐘頻率/(COM數*2*(FS*8+1))--------COM=2; COM=4

幀刷新頻率=LCD時鐘頻率/(COM數*2*(FS*4+1))--------COM=6; COM=8

wKgaomUD5tWAdPCCAAARZsQljco136.png

配置FS值為4,那么幀刷新頻率=32KHz/(4*2*(4*8+1))≈120Hz

3.6 顯示示例

經過前面章節的闡述,我們已經知道了LCD的驅動原理、使用033內置LCD驅動器的軟件編程技巧等,基于上面的配置,這邊以如下圖顯示綠色部分字符進一步說明最終要實現LCD顯示更新的軟件配置流程。

wKgaomUD5teAMSfZAAM55ZyF52E913.png

wKgZomUD5tiAM3ISAAGHWpTjlHs092.png

實際顯示效果如下圖所示

wKgZomUD5tmAZuOqAAQo53w6JPw662.png

來源:澎湃微電子
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審核編輯 黃宇

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