敏矽微电子Cortex-M0学习笔记06——段式LCD液晶实例

1、LCD显示驱动概述

在上一章节GPIO中断的学习中，我们通过LCD液晶来显示中断的发生次数，很直观的知道了程序的运行情况，但这也只是LCD的一个小应用。在以后的学习和开发中，LCD作为显示单元，会愈发显示出它的重要性。那么接下来就开始介绍ME32F030的LCD驱动。学习前先对其做个简单的概述。

ME32F030的LCD 显示驱动通过自动地创建交流段和公共电压信号来直接驱动 LCD。它可以支持静态，1/2，1/3，1/4，1/5 和 1/6 占空比 的 LCD 面板。.最多可以支持 6 个公共电压端和 16 个段组合（共计 96）的 LCD 显示面板。

主要特征有：

• 多达 96 个点(6x16)

• 可配置公共电压信号（Common） 0-5

• 可配置段电压信号（Segment） 0-16

• 支持静态，1/2 偏压和 1/3 偏压电压

• 六种显示模式：静态，1/2 占空比，1/3 占空比，1/4 占空比，1/5 占空比或 1/6 占空比

• 可配置的帧频率

• 在数字模式下，支持 8 个 7 段 LED

其对应的复用管脚映射图如下:

图1 LCD寄存器0

2、LCD驱动寄存器

液晶显示的驱动还是比较饶的，因此肯定会有专门的LCD驱动寄存器，来辅助完成LCD液晶的驱动工作。ME32F030的LCD液晶驱动寄存器总览如图所示：

图2 LCD寄存器0

2-1 LCD控制寄存器0

查看LCD控制寄存器的列表，获知LCD驱动是支持 LCD 输出和 LED 输出两种工作模式的。因此要根据自己的实际情况使能相应的功能。这里需要注意的是，在 LED 模式下，LEDINV位决定着共阴极/共阳极显示，一定要根据实际电路进行选择。

图3 LCD寄存器0

2-2 LCD控制寄存器1

在使能了相应的驱动工作方式后，就需要对控制模式以及输出参数进行设置。有LCD显示占空比选择、偏压选择、扫描周期频率需要配置。

图4 LCD控制寄存器1

2-3 数据映射寄存器

需要让LCD显示期望的数据时，只要向数据映射寄存器0~3写入相应的值即可。随后就会按预先设定自动输出到相应的 LCD 管脚上。

2-4 LCD驱动使能控制器0

该寄存器决定着LCD COM0~5的输出控制，相应的BIT位置1来使能对应的COM。

图5 LCD使能寄存器0

2-5 LCD驱动使能控制器1

该寄存器决定着LCD Segment0~16的输出控制，相应的BIT位置1来使能对应的 Segment。

图6 LCD使能寄存器1

3、LCD驱动函数

在例程LIB->common->Drivers->Source文件夹内有lcd.c文件，这个就是提供的LCD驱动文件，里面包含了一些基本的驱动函数，使用起来十分方便。下面会对每个函数进行讲解。

3-1 LCD初始化

在每段源代码的后面，笔者对其进行一下注释，方便大家快速掌握和使用这个函数。这个函数的4个参数的意义如下：

Mode：LCD的输出模式，可选LCD_MODE、LED_MODE。

Duty：显示占空比，可选DUTY_1 ~ DUTY_8.

Biasanod：LCD输出模式下代表偏置电压，可选LCD_BIAS_3（1/3偏压）、LCD_BIAS_2（1/2偏压）。LED输出模式下代表共正极/共负极选择。

Finhz：COM扫描周期频率，手册推荐80-100Hz。

voidLCD_Init(uint8_tmode,uint8_tduty,uint8_tbiasanode,uint8_tfinhz)
{
SYSCON->SYSAHBCLKCTRL_b.LCD_CLK=1;//LCD时钟使能
SYSCON->PRESETCTRL_b.LCD_RST_N=0;//LCD复位操作
SYSCON->PRESETCTRL_b.LCD_RST_N=1;
//disableoutput

LCD->LCDOUTEN0=0;//LCDCOM口初始化（禁止输出）
LCD->LCDOUTEN1=0;//LCDSEG口初始化（禁止输出）
//setduty

LCD->LCDCTRL1_b.DUTY=duty;//LCD显示占空比
if((finhz>0)  (duty>0))
LCD->LCDCTRL1_b.FREQDIV=SystemCoreClock/(duty*finhz);//LCDCOM扫描周期频率

if(mode==LCD_MODE)
{
SYSCON->PDRUNCFG_b.LCD_PD=0;//LCD电压发生器上电
LCD->LCDCTRL1_b.BIAS=biasanode;//偏置电压选择
LCD->LCDCTRL0_b.LCDEN=1;//选择为LCD输出模式
LCD->LCDCTRL0_b.LEDEN=0;
}
elseif(mode==LED_MODE)
{
SYSCON->PDRUNCFG_b.LCD_PD=1;//LCD电压发生器掉电
LCD->LCDCTRL0_b.LEDINV=biasanode;//LED共正极/共负极选择
LCD->LCDCTRL0_b.LEDEN=1;//选择为LED输出模式
LCD->LCDCTRL0_b.LCDEN=0;
}
return;
}

3-2 LCD输出使能

这段函数控制着LCD的COM端口和SEGMEN端口的输出使能，可以根据实际需求来进行配置。比如开发板使用了COM0~COM3，SEG0~SEG7。因此comchannel参数的低4位都是置1的，即输入参数应该为0xF。同理，segchannel的低8位都是置1的，即输入参数应该为0xFF。

voidLCD_EnableOutput(uint8_tcomchannel,uint16_tsegchannel)
{
LCD->LCDOUTEN0_b.LCDCOMEN=comchannel;
LCD->LCDOUTEN1_b.LCDSEGEN=segchannel;
return;
}

3-3 LCD功能关闭

这段函数的作用是关闭LCD外设功能，通过LCD电压发生器，并且关闭其时钟。

voidLCD_Deinit(void)
{
SYSCON->PDRUNCFG_b.LCD_PD=1;//LCD电压发生器掉电
SYSCON->SYSAHBCLKCTRL_b.LCD_CLK=0;//LCD时钟关闭
return;
}

3-4 LCD全显

这段函数的功能是数据映射寄存器全部置位，从而全部显示。

voidLCD_LightFullScreen(void)
{
LCD->MEMMAP0=0xFFFFFFFF;
LCD->MEMMAP1=0xFFFFFFFF;
LCD->MEMMAP2=0xFFFFFFFF;
LCD->MEMMAP3=0xFFFFFFFF;
return;
}

3-5 LCD清屏

这段函数的功能是数据映射寄存器全部清0，从而快速清屏。

voidLCD_ClearScreen(void)
{
LCD->MEMMAP0=0;
LCD->MEMMAP1=0;
LCD->MEMMAP2=0;
LCD->MEMMAP3=0;
return;
}

4、端口中断例程

介绍完LCD常用的驱动函数，接下来用个小例程来演示LCD的驱动。测试程序的代码如下：

voidlcd_PortInit(void)
{
//initialLCDpin
PB_2_INIT(PB_2_LCD_COM0);//LCD_COM0:PB_2
PB_10_INIT(PB_10_LCD_COM1);//LCD_COM1:PB_10
PB_11_INIT(PB_11_LCD_COM2);//LCD_COM2:PB_11
PB_6_INIT(PB_6_LCD_COM3);//LCD_COM3:PB_6

PB_12_INIT(PB_12_LCD_SEG0);//LCD_SEG0:PB_12
PB_13_INIT(PB_13_LCD_SEG1);//LCD_SEG1:PB_13
PB_14_INIT(PB_14_LCD_SEG2);//LCD_SEG2:PB_14
PB_15_INIT(PB_15_LCD_SEG3);//LCD_SEG3:PB_15
PA_8_INIT(PA_8_LCD_SEG4);//LCD_SEG4:PA_8
PA_9_INIT(PA_9_LCD_SEG5);//LCD_SEG5:PA_9
PA_10_INIT(PA_10_LCD_SEG6);//LCD_SEG6:PA_10
PA_11_INIT(PA_11_LCD_SEG7);//LCD_SEG7:PA_11
}

intmain(void)
{
uint32_tnumber=0;
uint32_tlcd[10]={0xD07,0x500,0xB05,0xF01,0x702,0xE03,0xE07,0x501,0xF07,0x703};//0~9LCD真值表

lcd_PortInit();//LCD端口初始化
LCD_Init(LCD_MODE,DUTY_4,LCD_BIAS_3,100);//LCD驱动初始化
LCD_EnableOutput(0xF,0xFF);//使能LCD输出

while(1)
{
LCD->MEMMAP0=(lcd[number]<<16)|lcd[number];
LCD->MEMMAP1=(lcd[number]<<16)|lcd[number];
if (number++==11)
number=0;
SYS_DelaymS(1000);
}
}

程序第一步先执行lcd_PortInit函数来复用LCD端口。端口复用完成后就是LCD_Init函数，这个在前面讲解过。我们选择的是LCD输出模式，1/4占空比输出，1/3偏压，100Hz的COM刷新率。完成初始化的配置后，就可以使能LCD的输出了。

测试用的显示程序是让液晶在0~9之间不停的循环显示。效果图如下：

全0显示：

图7 LCD显示全0

全9显示：

图8 LCD显示全9

来源：敏矽MCU

审核编辑：汤梓红