第8章 lcd显示驱动模块

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1、第8章LCD显示驱动模块何宾2011.12本章内容本章详细介绍了LCD显示驱动模块，内容包括：LCD的工作原理、LCD驱动接口概述、LCD操作和段式LCD显示的实现等内容。LCD显示驱动模块是PSoC3所提供的一个重要功能单元，通过本章内容的学习，不仅能了解和掌握LCD显示器的工作原理，还能掌握使用PSoC3控制LCD显示模块的方法。通过学习使用PSoC3Creator实现段式LCD控制的过程，使读者能把所掌握的LCD相关的理论知识和具体的实现方式结合，为将来设计基于PSoC3的复杂嵌入式应用打下基础。LCD的工作原理-

2、-LCD物理结构LCD的操作是基于光的偏振概念的。偏振是基于与光有关的电场矢量方向定义的。图8.1给出了LCD的基本结构。LCD的工作原理--LCD物理结构一般来说，可见光源产生没有偏振的光；这就是说，电场矢量方向在不断地快速变化。让这种非偏振光通过一个偏振片，只让垂直方向的光通过。然后放置第二个偏振片，只让通过第一个偏振片后的平行的偏振光通过。没有光线可以通过第二个偏振片。如果在第一、二块偏振片之间放置神秘物质来根据需要调整光的偏振，这将会调整到达第二块偏振片得垂直的偏振光，或者让通过第一片偏振片的偏振光通过第二个偏振

3、片而不被阻挡。这个神秘的物质就是LCD液晶。LCD的工作原理--LCD物理结构图8.2给出了无电极机理下基本的LCD液晶装置，包括后偏振片、前偏振片、段和背板电极、液晶。在电极和偏振片之间夹着液晶。LCD的工作原理--LCD物理结构液晶方向的改变是由通过它的电信号在电极底板和段电极的帮助下来完成的。为了避免液晶永久的方向改变，电极之间需要运用交替波形，以使整个液晶的平均电压为0。图8.2显示了如果当像素是处在关闭状态的情况，也就是说，当光线只需要通过前偏振片的情况。这种情况下，电极之间是没有电压的。LCD的工作原理--L

4、CD物理结构在默认情况下，液晶将光线的方向改变90°。这是TNLCD液晶的一个示例，在以后还会进一步说明。如图8.3所示，如果把像素点打开，液晶激发造成平行电场。在这种情况下，液晶不会改变通过前偏振片的光线的方向，光线会被前偏振片阻挡。LCD面板上看到的是黑色的斑点。LCD的工作原理--LCD物理结构LCD液晶分类--静态和复用LCD基于背板或公共端的数量，LCD可以分成：静态的和复用的LCD。1．静态LCD目前在静态液晶显示器和独立控制的段上只有一个背板或者公共端。公共端和段针之间的电压决定了像素点的状态。如前面所提到

5、的一样，为了避免对LCD的永久损害，需要采取交替的波形。图8.4给出了典型的静态LCD波形：LCD液晶分类--静态和复用LCD图8.4静态LCD波形公共端关闭段打开段关闭段的最终电压（公共端-段）打开段的最终电压（公共端-段）LCD液晶分类--静态和复用LCD当段在关闭状态时，段和公共端信号保持在最初相位。这就导致0Vrms通过段和公共端。当段处在打开状态时，段和公共端信号保持在180°相位，如果方波峰值是处在Vdd，接着它就会导致在段和公共端之间产生RMSVdd电压。LCD液晶分类--静态和复用LCD在静态LCD里，引

6、脚的数量和像素点驱动的数量等同于LCD拥有的段和像素的数目。在LCD变的复杂的情况下，这就成为一个问题，它要求使用更高的IO数的LCD驱动器。与使用独立的控制引脚来控制单个像素不同，通过使用引脚的复用来控制其他的段/像素点。这样，在激励一个像素的时候就会出现问题。怎样避免不激励同样的引脚控制的其它像素。答案是使用复用公共端。这种LCD就是常说的复用LCD。复用的LCD是基于它拥有的公共端的数目。LCD液晶分类--静态和复用LCD作为一个例子，考虑4段/像素的LCD。在静态LCD中，如图8.5所示，就会有4个段控制引脚和一

7、个公共引脚。因此，它总共需要5个引脚。图8.5静态LCD配置LCD液晶分类--静态和复用LCD在两个公共端复用的LCD中，两个段就会复用同样的引脚。这就是说，比静态的LCD少一个引脚。这一优点在段的数量成倍增长的情况下很明显。在详细考虑波形的细节之前，先得明白一些和复用LCD相关的概念。LCD液晶分类--静态和复用LCD1.帧频率帧频率就是驱动每一个段线波形重复的速率。简单来说，就是每个段式LCD像素的刷新的速率。它一般是在30Hz~150Hz的范围内。高帧频率导致高的功耗，低的帧频率会造成LCD屏幕的闪烁。因此，在这儿

8、有一个权衡。LCD液晶分类--静态和复用LCD2.占空比/复用比这预示着复用的LCD拥有的公共端或者背板的数量。它指定公共端或者背板的数量的倒数。例如，如果一个复用LCD有4个公共端，那么占空比就是1/4。当驱动复用LCD时，一个段与一个公共端相对应。刷新速率是1/公共端的数量。LCD液晶分类--静态和复用LCD3.