使用带有MAXQ微控制器的LCD文件

本应用笔记讨论了使用带有MAXQ微控制器的LCD设计系统时应考虑的问题。该笔记介绍了LCD的基本知识，如何选择一种可用的LCD类型，以及如何将LCD连接到MAXQ器件。

介绍

液晶显示器 （LCD） 是嵌入式系统向用户提供信息的好方法。LCD通常有两种形式：LCD玻璃和LCD模块，它们使用集成控制器来驱动所连接玻璃的各个部分。LCD玻璃相对便宜，但需要许多I / O线和强大的处理能力来控制线。此外，完整的LCD模块对于小型嵌入式应用来说确实太昂贵了。

MAXQ系列微控制器及其板载LCD驱动器解决了LCD控制的问题，允许简单、快速、廉价地显示信息。

使用带LCD的MAXQ设计系统时，应考虑以下问题：

应显示哪些类型的数据？

应该使用什么类型的LCD玻璃？

LCD应该如何连接到MAXQ？

液晶显示器基础知识

液晶显示器不发光;他们要么阻止它，要么让它通过。这是通过结合使用偏振片和堆叠在一起的扭曲向列（TN）材料来实现的。偏光片是经过特殊处理的玻璃，可阻挡特定方向的光线。TN材料由许多类似取向的大有机分子组成，当施加电压时，这些分子会重新排列。这种新的对齐方式使穿过它的光线弯曲90°。然后，修改后的光被偏振器漫射，并且不会传回观察者。

LCD必须由交流电压驱动;直流操作使TN材料永久停止扭曲。显示器通常以接近100Hz的频率驱动，速度足以防止可察觉的闪烁。许多LCD使用多路复用，允许用更少的引脚控制更多的段。多路复用显示器会受到段之间的串扰的影响。如果单个区段打开得太快，相邻区段也可能激活。为了避免这个问题，必须限制每个段的瞬时电压变化。显示器多路复用越多，打开段所需的RMS电压就越低。高阶多路复用减少了有功和非有源电压之间的差异，限制了可用于普通TN材料的多路复用层的数量。

选择玻璃杯

LCD 玻璃有各种形状、尺寸和显示格式。显示器有正向（浅色背景的深色字符）和负片（浅色背景的浅色字符）可供选择。最简单的LCD是反射式的，使用应用于显示器背面的镜面状材料将环境光反射回观察者。反射式LCD应在光线充足的情况下使用。LCD中的TN材料和偏振片吸收了大量通过它们的光，导致它们有些暗。为了克服这个问题，许多显示器都包含背光。这些被称为透射式LCD，在低光应用中效果最佳。半透反射式LCD同时使用反射和背光，在所有照明条件下都有效。

显示器还提供多种数据格式，下面列出了一些更常见的格式。有关示例，请参见图 1 和图 2。

数字：由每位数字 7 段组成 （0-9）

字母数字：由每位数字 14 或 16 段组成（0-9，A-Z）

符号/字符：由单段图片或字符组成，即铃铛

组合：上述任意组合

图1.数字和字母数字字符。

图2.7 段数字与电池和欧姆 （Ω） 符号的组合。

为项目选择 LCD 时，请考虑要显示的数据。它是基于数字、字母数字还是基于符号？字符应该有多大？是否需要显示冗长的数字或文本字符串？例如，一个简单的数字时钟需要三个 7 段数字和一个 2 段数字以及一个冒号。VCR 显示器可能需要多个 14 段字母数字来显示文本消息。小型显示器可以使用滚动来显示大量数据，但这会使信息更难以阅读。还要考虑用户在读取显示屏时的位置。与显示器的距离和其他环境条件会影响可读性。在这些情况下使用较大的字符。

多路复用显示器的使用增加了MAXQ可以驱动的段数。MAXQ LCD驱动器支持静态、2倍、3倍和4倍多路复用玻璃。（请参考各个MAXQ器件数据资料，了解可用于段式驱动的确切引脚数。由于网格式LCD玻璃需要高引脚密度，MAXQ器件只能使用带有专用控制器的网格LCD模块。有关制造商列表，请参阅下面的“LCD 制造商”部分。

将液晶屏连接至MAXQ器件

也许这种应用最重要的设计考虑因素是MAXQ和LCD之间的物理连接。如果不提前计划，则可能会遇到控制显示器的困难，从而增加不必要的软件开销。您还可以阻止使用所有LCD段。

MAXQ LCD驱动器使用一系列字节宽的寄存器来控制LCD引脚时序。（请参阅数据手册或特定用户指南，了解显示寄存器的确切数量及其用途。如果以合理的方式连接LCD，则应用程序更容易创建且效率更高。理想情况下，LCD的每个数字/字符应绑定到单个LCD显示寄存器。在处理由 8 个以上段组成的字符或使用 3x 多路复用玻璃时，这是不可能的。在这些情况下，在连续寄存器之间保持模式一致有助于降低软件复杂性。

为显示屏上的所有字符保持相同的连接模式允许软件使用字符表示的通用值。连接（接线）液晶屏时请注意。大多数LCD玻璃都有一个连接方案，其上的所有数字/符号都重复。

将您选择的LCD连接到合适的MAXQ微控制器时，请记住以下几点：

确保应用程序所需的所有段都是可控的。

将各个数字段放在一起;不要将信号分散到多个显示寄存器上。

如果每个数字都有一个相关的小数点，则将其保留在所有数字的相同位位置。

以相同的模式连接所有数字。

结论

选择合适的LCD并将其正确连接到MAXQ器件，为嵌入式应用提供了出色、易用且价格低廉的用户界面

审核编辑：郭婷