嵌入式实验报告规范要求.doc

嵌入式实验报告

LCD的驱动控制实验

系别计算机与电子系
专业电子科学与技术
学生姓名高傲
指导教师胡劲
提交日期 2012 年 3月 28日
一、实验目的
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二、实验内容
学习LCD显示器的基本原理,理解其驱动控制方法。掌握两种LCD驱动方式的基本原理和方法。并用编程实现:
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三、实验原理
(Liquid Crystal Display)
原理液晶得名于其物理特性:它的分子晶体,以液态存在而非固态。这些晶体分子的液体特性使得它具有两种非常有用的特点:1、如果让电流通过液晶层,这些分子将会以电流的流向方向进行排列,如果没有电流,它们将会彼此平行排列。2、如果提供了带有细小沟槽的外层,将液晶倒入后,液晶分子会顺着槽排列,并且内层与外层以同样的方式进行排列。液晶的第三个特性是很神奇的:液晶层能使光线发生扭转。液晶层表现的有些类似偏光器,这就意味着它能够过滤除了那些从特殊方向射入之外的所有光线。此外,如果液晶层发生了扭转,光线将会随之扭转,以不同的方向从另外一个面中射出。
液晶的这些特点使得它可以被用来当作一种开关——即可以阻碍光线,也可以允许光线通过。液晶单元的底层是由细小的脊构成的,这些脊的作用是让分子呈平行排列。上表面也是如此,在这两侧之间的分子平行排列,不过当上下两个表面之间呈一定的角度时,液晶随着两个不同方向的表面进行排列,就会发生扭曲。结果便是这个扭曲的螺旋层使通过的光线也发生扭曲。如果电流通过液晶,所有的分子将会按照电流的方向进行排列,这样就会消除光线的扭转。如果将一个偏振滤光器放置在液晶层的上表面,扭转的光线通过
(如图A),而没有发生扭转的光线(如图B)将被阻碍。因此可以通过电流的通断改变LCD中的液晶排列,使光线在加电时射出,而不加电时被阻断。也有某些设计为了省电的需要,有电流时,光线不能通过,没有电流时,光线通过。
偏振滤光器
没有扭转的光线
扭转的光线
图A 加电时图B 不加电时
图3-15 光线穿过与阴断示意图
LCD显示器的基本原理就是通过给不同的液晶单元供电,控制其光线的通过与否,从而达到显示的目的。因此,LCD的驱动控制归于对每个液晶单元的通断电的控制,每个液晶单元都对应着一个电极,对其通电,便可使光线通过(也有刚好相反的,即不通电时光线通过,通电时光线不通过)。

LCD的发光原理是通过控制加电与否来使光线通过或挡住,从而显示图形。光源的提供方式有两种:透射式和反射式。笔记本电脑的LCD显示屏即为透射式,屏后面有一个光源,因此外界环境可以不需要光源。而一般微控制器上使用的LCD为反射式,需要外界提供光源,靠反射光来工作。电致发光(EL)是液晶屏提供光源的一种方式。电致发光的特点是低功耗,与二极管发光比较而言体积小。
电致发光(EL)是将电能直接转换为光能的一种发光现象。电致发光片是利用此原理经过加工制作而成的一种发光薄片,如图7-2所示。其特点是:超薄、高亮度、高效率、低功耗、低热量、可弯曲、抗冲击、长寿命、多种颜色选择等。因此,电致发光片被广泛应用于各种领域。
图3-16 电致发光片的基本结构

市面上出售的LCD有两种类型:
一种是带有驱动电路的LCD显示模块,这种LCD可以方便地与各种低档单片机进行接口,如8051系列单片机,但是由于硬件驱动电路的存在,体积比较大。这种模式常常使用总线方式来驱动。
另一种是LCD显示屏,没有驱动电路,需要与驱动电路配合使用。特点是体积小,但却需要另外的驱动芯片。也可以使用带有LCD驱动能力的高档MCU驱动,如ARM系列的S3C2410X。
图3-17 不带驱动电路的LCD结构
(1) 总线驱动方式
一般带有驱动模块的LCD显示屏使用这种驱动方式,由于LCD已经带有驱动硬件电路,因此模块给出的是总线接口,便于与单片机的总线进行接口。驱动模块具有八位数据总线,外加一些电源接口和控制信号。而且自带显示缓存,只需要将要显示的内容送到显示缓存中就可以实现内容的显示。由于只有八条数据线,因此常常通过引脚信号来实现地址与数据线复用,以达到把相应数据送到相应显示缓存的目的。下图为一个典型的显示模块(HY-12864B)提供的总线接口。
图3-18 曲型带驱动液晶模块的总线接口
(2) 控制器扫描方式
S3C2410X中具有内置的LCD控制器,它具有将显示缓存(在系统存储器中)中的LCD图