LCD显示模块在便携式测力计中的应用

摘要：笔段型液晶显示器是以长条状显示像素组成一位显示字符或专用固定图形和字符的液晶显示器。该文介绍由HOLTEK HT1621 LCD 驱动器与液晶显示板构成的笔段型液晶显示模块在便携式测力计中的应用，其中包括硬件电路设计及控制程序设计。

关键词：笔段型液晶显示模块；应用；设计

中图分类号：TP216文献标识码：B文章编号：1009-3044(2008)32-1218-02

The Application of Segments LCD Display Module in Portable Ergometer

HU Hui-yu

(Jimei University,College of Engineering, Jimei 361021,China)

Abstract: Segments LCD display is a type of LCD screen which uses long strip pixels to show characters or fixed graphics and special characters. This article introduces the application of segments LCD display module which consists of HOLTEK HT1621 LCD driver and liquid crystal display panel in portable ergometer, its including hardware circuit design and control procedures design.

Key words: segments LCD display; application; design

1 引言

液晶显示器LCD是一种微功耗的显示器件，工作电流仅几个微安，工作电压可低至3V（甚至到2V），并且一直与大规模集成电路的发展相适应，所以特别适合于用电池供电的单片机应用系统及各种各样便携式智能仪器中作显示器。根据LCD显示器的显示形式的不同，可将LCD显示器分为字段型（笔段型）、点阵字符型和点阵图形几种。笔段型液晶显示器是以长条状显示像素组成一位显示字符或专用固定图形和字符的液晶显示器。具体又分为7（8）段数码型和专用型两种。笔段型LCD显示器件的驱动方式有静态驱动和动态驱动两种，本文所描述的显示模块为笔段型，由HOLTEK HT1621 LCD 驱动器与液晶显示板构成，应用在便携式测力计中。

2 HT1621 LCD驱动器的概述

HT1621 是一个128（32×4）点的LCD驱动器，它可由软件配置成1/2或1/3的LCD驱动器偏压和2、3或4个公共端口，这一特性使HT1621适用于多种LCD 应用场合。LCD驱动时钟由系统时钟分频产生，LCD驱动时钟的频率值保持为256Hz，由频率为32.768KHz的晶振、片内RC振荡器或外部时钟产生。

一个内嵌的静态显示内存RAM，以32×4 位的格式储存所显示的数据，RAM的数据直接映象到LCD 驱动器，可以用READ、 WRITE 和READ-MODIFY-WRITE 命令访问。图1为HT1621的内部结构方框图。显示内存RAM的映象图如图2所示。

本设计在LCD显示板上显示的有效数字为6位，6×8=48，需要占用48位显示内存（RAM）。LCD显示板上最低位的显示值写入HT1621 RAM区的Address0～Address1内；第二位的显示值写入HT1621 RAM区的Address2～Address3内；Address4写入的显示数据为0X00，使映象的LCD笔段处于关闭状态；第三位的显示值写入HT1621 RAM区的Address5～Address6内；第四位的显示值写入HT1621 RAM区的Address7～Address8内；Address9写入的显示数据为0X00，使映象的LCD笔段处于关闭状态；第五位的显示值写入HT1621 RAM区的Address10～Address11内；最高位的显示值写入HT1621 RAM区的Address12～Address13内；Address14～Address32均写入0X00，映象的LCD笔段处于关闭状态。因此，HT1621输出到LCD显示板的信号为：COM0～COM3、SEG0～SEG3、SEG5～SEG8、SEG10～SEG13。

3 HT1621 LCD驱动器与主控制器的连接

由于HT1621与主控制器之间采用串行通信方式，所以HT1621用于连接主控制器的管脚只有4或5条。如图3所示。本测力计中，AT89C51与HT1621仅有3根连接线，分别为：P1.2口接/WR端，P1.3口接DATA端，P1.7口接/CS端，由于不需要从HT1621中读出数据，所以HT1621的/RD端悬空。

4 HT1621 LCD驱动器的命令格式

HT1621的命令有两种模式。一种为命令模式，用来配置HT1621，其中包括一个系统配置命令，一个系统频率选择命令，一个LCD配置命令，一个声音频率选择命令，一个定时器/WDT设置命令和一个操作命令。另一种为数据模式，其中包括READ WRITE 和READ-MODIFY-WRITE操作。数据模式和命令模式的高三位为命令标志型码。对HT1621操作之前，应该给它发送标志码，表明要求工作在哪种状态。标志码的定义如表1所示。

5 对HT1621 LCD驱动器的写操作

为了点亮LCD，必须先给出两个控制指令：SYSTEM ENABLE和LCD ON。SYSTEM ENABLE指令码是：10000000001X。LCD ON指令码是：10000000011X。由于是串行通信，数据应该先出现在DATA脚，然后给出一个写允许信号（WR），输入一位数据，接着输入第二…直到全部写入。先发送标志码101，表明下面要进行写操作。然后发送地址码A5～A0，用D0～D3指定对应的位，最后发送一位结束位0或1，就可以对LCD相应的位元操作了。连续写数据时，给起始地址，操作结束地址自动加一。对RAM区不连续写数据时序如图4所示。

6 应用程序设计

本部分的程序设计要解决如下几个问题：

1）HT1621的初始化。解决的方法是向HT1621发送三条的控制命令。第一条控制命令是SYSTEM ENABLE，指令码是10000000001X，目的是打开HT1621系统振荡器；第二条控制命令是LCD ON，指令码是10000000011X，目的是打开LCD偏压发生器；第三条控制命令是BIAS 1/3，指令码是100001010X1X，目的是将LCD驱动器配置为1/3的驱动器偏压、4个公共端口。每条控制命令的指令码为12位。传送12位指令码的程序流程如图5所示。

2）传送显示数据。LCD要显示六位数据，分六次传送。程序流程如图6所示。要传送LCD六位显示数据中的一位，首先传送写数据命令的标志码101，再传送6位HT1621中RAM区的地址，最后传送8位的显示数据。

3）将需要传送的数据送到HT1621的DATA脚。源程序如下：

void wrtlbyt(unsigned char in_data,int bit_num)

{

int i;

for(i=0;i

{

lcd_wr=0; //写信号低电平，产生一次有效的写信号

switch(i) //依次传送各个位

{

case 0 : lcd_data=in_data&0x80; break;

case 1 : lcd_data=in_data&0x40; break;

case 2 : lcd_data=in_data&0x20; break;

case 3 : lcd_data=in_data&0x10; break;

case 4 : lcd_data=in_data&0x08; break;

case 5 : lcd_data=in_data&0x04; break;

case 6 : lcd_data=in_data&0x02; break;

case 7 : lcd_data=in_data&0x01; break;

}

_nop_();//延时两个机器周期

_nop_();

lcd_wr=1; //写信号高电平，产生一次有效的写信号

_nop_();//延时两个机器周期

_nop_();

}

}

其中in_data为需要串行传送到HT1621 DATA脚上的数据，bit_num为传送数据位数控制变量。bit_num=3，传送三位命令标志码；bit_num=6，传送六位地址码；bit_num=8，传送8位的显示数据码。

6 结束语

液晶显示器由于其低功耗，低工作电流，低工作电压，并且一直与大规模集成电路的发展相适应，所以特别适合于用电池供电的单片机应用系统及各种各样便携式智能仪器中作显示器。由HOLTEK HT1621 LCD 驱动器与液晶显示板构成的笔段型液晶显示模块功与单片机之间采用串行通讯方式，硬件接线简单，大大减小了印刷线路板的尺寸，更适合于便携式智能仪器数据的显示。

参考文献：

[1] 何立民.单片机高级教程―应用与设计[M]. 北京：北京航空航天大学出版社,2007.

[2] 赖麒文.80C51单片机C语言彻底应用[M].北京：科学出版社,2002.

[3] HOLTEK HT1621 LCD驱动器[Z].广州周立功单片机发展有限公司.

[4] 窦振中.单片机器件使用手册[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2003.