用STC系列MCU的IO口直接驱动段码LCD

国学芯用

当产品需要段码LCD显示时，如果使用不带LCD驱动器的MCU，则需要外接LCD驱动IC，这会增加成本和PCB面积。事实上，很多小项目，比如大量的小家电，需要显示的段码不多，常见的是4个8带小数点或时钟的冒号“：”，这样如果使用IO口直接扫描显示，则会减小PCB面积，降低成本。
       但是，本方案不合适驱动太多的段（ 占用IO太多），也不合适非常低功耗的场合。
       段码LCD驱动简单原理：如图1所示。
LCD是一种特殊的液态晶体，在电场的作用下晶体的排列方向会发生扭转，因而改变其透光性，从而可以看到显示内容。LCD有一个扭转阀值，当LCD两端电压高于此阀值时，显示内容，低于此阀值时，不显示。通常LCD有3个参数：工作电压、DUTY（对应COM数）和BIAS（即偏压，对应阀值），比如4.5V、1/4 DUTY、1/3 BIAS，表示LCD显示电压为4.5V，4个COM，阀值大约是1.5V，当加在某段LCD两端电压大于1.5V时（一般加4.5V）显示，而加1.5V时不显示。但是LCD对于驱动电压的反应不是很明显的，比如加2V时，可能会微弱显示，这就是通常说的“鬼影”。所以要保证驱动显示时，要大于阀值电压比较多，而不显示时，要用比阀值小比较多的电压。
注意：LCD的两端不能加直流电压，否则时间稍长就会损坏，所以要保证加在LCD两端的驱动电压的平均电压为0。LCD使用时分割扫描法，任何时候一个COM扫描有效，另外的COM处于无效状态。
驱动1/4Duty 1/2BIAS 3V的方案电路见图1，LCD扫描原理见图3，MCU为3V工作，用双向口做COM，PUSH-PULL或STANDARD输出口接SEG，并且每个COM都接一个47K电阻到一个电容，RC滤波后得到一个中点电压。在轮到某个COM扫描时，设置成PUSH-PULL输出，如果与本COM连接的SEG不显示，则SEG输出与COM同相，如果显示，则反相。扫描完后，这个COM的IO就设置成高阻，这样这个COM就通过47K电阻连接到1/2VDD电压，而SEG继续输出方波，这样加在LCD上的电压，显示时是+-VDD，不显示时是+-1/2VDD，保证了LCD两端平均直流电压为0。
       驱动1/4Duty 1/3BIAS 3V的方案电路见图4，LCD扫描原理见图5，，MCU为5V工作，SEG线通过电阻分压输出1.5V、3.5V，COM线通过电阻分压输出0.5V、2.5V（高阻时）、4.5V。在轮到某个COM扫描时，设置成PUSH-PULL输出，如果与本COM连接的SEG不显示，则SEG输出与COM同相，如果显示，则反相。扫描完后，这个COM的IO就设置成高阻，这样这个COM就通过47K电阻连接到2.5V电压，而SEG继续输出方波，这样加在LCD上的电压，显示时是+-3.0V，不显示时是+-1.0V，完全满足LCD的扫描要求。
    当需要睡眠省电时，把所有COM和SEG驱动IO全部输出低电平，LCD驱动部分不会增加额外电流。

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好像发过的吧