LCD控制電路的原理

液晶顯示控制用于點(diǎn)陣型液晶顯示驅(qū)動(dòng)的控制，該控制器屬于計(jì)算機(jī)I/O設(shè)備接口，受控于MPU，操縱著液晶顯示驅(qū)動(dòng)器，以實(shí)現(xiàn)在點(diǎn)陣型液晶顯示器件上的各種顯示功能。它的使用使MOU擺脫了繁瑣的顯示控制，使得點(diǎn)陣型液晶顯示器件更加適用于智能化系統(tǒng)中。控制器的特點(diǎn)可歸納為：

A．具有簡(jiǎn)捷的MPU接口，控制器對(duì)MPU呈現(xiàn)一般并行接口的通用特點(diǎn)。

B．具有一套完整的邏輯控制線路和時(shí)序發(fā)生器，可完成顯示緩沖區(qū)的管理功能和實(shí)現(xiàn)對(duì)各種功能的控制。

C．具備功能齊全的控制指集，可以方便地通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)MPU對(duì)控制器本身乃至液晶顯示器件的顯示功能的控制。

D．具有顯示數(shù)據(jù)的傳輸能力和時(shí)序脈沖信號(hào)的發(fā)送能力，可直接控制液晶顯示驅(qū)動(dòng)器。在結(jié)構(gòu)上液晶顯示控制可分為接口部、控制部和輸出部三個(gè)組成部分。

⑴界面部：

接口部用來(lái)接收MPU發(fā)來(lái)的指令和數(shù)據(jù)，并向MPU回饋所需的數(shù)據(jù)信息。接口部具兩個(gè)信道口，一個(gè)為指令信道口；另一個(gè)為資料信道口。指令信道口用來(lái)接收并暫存MPU發(fā)來(lái)的指令碼，等待控制器內(nèi)部邏輯電路譯碼以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。該信道還連接“忙”（busy）標(biāo)志寄存器。標(biāo)志“忙”表示當(dāng)前控制器內(nèi)部的操作狀態(tài)。MPU可以通過(guò)讀出指令信道來(lái)取出“忙”標(biāo)志，用以決定何時(shí)對(duì)控制器操作。資料信道口是用來(lái)接收和發(fā)送顯示數(shù)據(jù)的。MPU可以通過(guò)數(shù)據(jù)信道口訪問(wèn)顯示緩沖區(qū)，控制器的指令多帶有參量的補(bǔ)充，比如光標(biāo)地址指針的設(shè)置，設(shè)置指令后要緊跟兩個(gè)字節(jié)的地址參量的輸入。這類(lèi)參量也要通過(guò)數(shù)據(jù)信道口傳輸?shù)较鄳?yīng)的參量寄存器中，此時(shí)的指令代碼猶如寄存器的選擇代碼，以選通各類(lèi)參量寄存器。

在接口部除了引出8位數(shù)據(jù)總線外，還有幾條控制信號(hào)的輸入線，如讀寫(xiě)控制信號(hào)、片選信號(hào)、信道口選擇信號(hào)、使能信號(hào)以及復(fù)位信號(hào)等，某種型號(hào)的控制器都是為了適應(yīng)某系列MPU而設(shè)計(jì)接口部及信號(hào)線的。

(2) 控制部：

液晶顯示控制器具有獨(dú)立處理信息的能力。液晶顯示控制部就是這種能力的實(shí)現(xiàn)電路。具有獨(dú)立的時(shí)序振蕩器和邏輯控制線路，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示緩沖區(qū)RAM的管理和對(duì)字符發(fā)生器的設(shè)置；實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶顯示驅(qū)動(dòng)器的各種時(shí)序脈沖信號(hào)的產(chǎn)生，并可根據(jù)參量寄存器的某些狀態(tài)將不同顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行某種規(guī)律的組合，然后發(fā)送出去，以實(shí)現(xiàn)各種顯示的效果。

任何一種顯示器件的顯示都需要建立顯示的緩沖區(qū)，液晶顯示器件也不例外。為了不占用MPU的內(nèi)存資源，液晶顯示控制器具備管理RAM的能力。由于顯示的緩沖區(qū)隨顯示畫(huà)面的大小變化，所以顯示的緩沖區(qū)一般都不集成在控制器內(nèi)部而是以控制器的周邊電路形式與控制連接。因此控制的引腳除了電源功能及某些硬件設(shè)置功能外，主要的是對(duì)顯示緩沖區(qū)的管理，一般具有16位地址輸出線、8位數(shù)據(jù)線以及讀、寫(xiě)控制輸出線等。

顯示緩沖區(qū)的作用是保存當(dāng)前的顯示數(shù)據(jù)。顯示屏上的液晶像素點(diǎn)陣在該區(qū)都有相對(duì)應(yīng)的單元。在字符方式下，顯示緩沖單元存儲(chǔ)著當(dāng)前顯示字符代碼，控制器根據(jù)代碼確定字符發(fā)生器地址的高8位，并把該地址的一組字符字模送到顯示屏上對(duì)應(yīng)的位置顯示。在此方式下，緩沖區(qū)單元（一個(gè)字節(jié)）對(duì)應(yīng)著顯示屏上的一個(gè)字符位塊（如5x7點(diǎn)陣）。

控制器在具有合成顯示功能時(shí)，顯示緩沖可能劃分出字符顯示區(qū)和圖形顯示區(qū)。這種劃分一般是通過(guò)設(shè)置指令來(lái)設(shè)置各區(qū)的首地址及長(zhǎng)度。當(dāng)緩沖區(qū)分配完成后，各顯示區(qū)的性質(zhì)就確定下來(lái)了，而且與顯示屏位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系也就確定下來(lái)了。在同一顯示屏的顯示畫(huà)面上，字符顯示區(qū)和圖形顯示區(qū)的空間大小之比一般為1﹕8（字符為8x8點(diǎn)時(shí)）。

控制器內(nèi)嵌有100多種常用的字符、數(shù)字、符號(hào)等的字符發(fā)生器CGROM。為了滿(mǎn)足用戶(hù)的需要，控制器還應(yīng)具有管理外部擴(kuò)展的字符發(fā)生器CGRAM和CGROM的能力，用戶(hù)可充分利用這個(gè)區(qū)域建立自定義字符的字模庫(kù)以實(shí)現(xiàn)特殊的顯示要求。

⑴     驅(qū)動(dòng)部：

驅(qū)動(dòng)部是控制器對(duì)液晶顯示模塊的接口。它向液晶顯示模塊中的驅(qū)動(dòng)器提供所需的幀掃描信號(hào)，行、列移位脈沖，行、列鎖存脈沖，列顯示數(shù)據(jù)信號(hào)以及驅(qū)動(dòng)器交流驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)等輸出信號(hào)。驅(qū)動(dòng)部在刷新地址指針的尋址下把顯示數(shù)據(jù)送至顯示混合電路，在并/串電路中轉(zhuǎn)換成串行顯示數(shù)據(jù)形式輸出。輸出的脈沖時(shí)序由時(shí)序發(fā)生器產(chǎn)生。液晶顯示模塊對(duì)控制次序的配置是有要求的，控制器并不是適用于各種驅(qū)動(dòng)器，所以液晶顯示模塊所使用的驅(qū)動(dòng)電路形式限制了控制器，這種限制主要體現(xiàn)在對(duì)控制驅(qū)動(dòng)部的數(shù)據(jù)輸出方式有一定的要求。

⑵     指令集：

控制器具有一套專(zhuān)用指令，用以MPU對(duì)其進(jìn)行操作。指令集一般可以分為三大類(lèi)。

a．系統(tǒng)工作設(shè)置類(lèi)：此類(lèi)指令為系統(tǒng)工作方式的設(shè)置、顯示緩沖區(qū)劃分等。

b．顯示方式設(shè)置類(lèi)：

此類(lèi)指令為顯示狀態(tài)、顯示方式、顯示合成和光標(biāo)顯示設(shè)置等。

c．?dāng)?shù)據(jù)操作類(lèi)：

此類(lèi)指令有地址指針設(shè)置、地址指針變化方向設(shè)置以及讀、寫(xiě)操作命令等。