將LCD顯示器讀數讀入單片機的接口電路

　　本文以一個全自動血壓計為例，介紹將LCD顯示器讀數讀入單片機的接口電路。該血壓計顯示器為6 1/2位段式LCD顯示器，3位顯示收縮壓，3位顯示舒張壓。1/2位在兩組數碼中間，顯示4個指示符號。

　　1 LCD的電極連接結構和工作波形

　　1.1 LCD的電極連接結構

　　圖1為血壓計LCD的電極連接結構及等效電路。其中，圖1(a)為公共電極連接排列，圖1(b)為段電極連接排列。它共有4個公共電極COM0~COM3，每位數碼各有2個段電極Sx-0、Sx-1，其等效電路為一個4行×2列的矩陣，如圖1(c)所示。

　　圖1 LCD電極連接結構及等效電路

　　1.2 LCD的工作波形

　　用雙蹤示波器觀察血壓計LCD的工作波形，如圖2所示。它采用時分割驅動法驅動，偏比1/3,占空比1/4，B型[3]。公共電極 COM0~COM3的信號波形始終保持不變，段電極Sx-0、Sx-1信號波形隨顯示數字的變化而變化。圖2中的Sx-0、Sx-1波形為顯示數字 “0”時的工作波形。由圖2可知，不考慮信號的直流分量，所有波形的前半周期t1~t4與后半周期t5~t8大小相等，極性相 反。COM0~COM3信號電壓依次在t1~t4四個時間內達到峰值。時間t1為第1行上f、a兩段的掃描時間，公共電極COM0，Sx-0為f段的段電 極，Sx-1為a段的段電極。在t1時間內， f段上的電壓COM0-Sx-0=V0，a段上的電壓COM0-Sx-1=V0，f、a兩段均處于選擇狀態，顯示。其余各段在其掃描時間內的電壓和顯示狀 態如表1所列。7段中只有g段上的電壓為V0/3，處于非選擇狀態，不顯示。其余6段均處于選擇狀態，顯示。因此，顯示數字“ 0”。

　　圖2 LCD工作波形

　　表1 顯示“0”時各段的顯示狀態

　　由此可見，只要依次檢查在t1~t4四個時間內f、a、g、b、e、c、d各段上的電壓COMx-Sx-y(x=0,1,…,6;y=0,1)是V0還是V0/3即可獲得LCD各位數碼的字形碼，然后再將字形碼轉換為測量結果。

　　2 單片機讀數接口電路

　　圖3為根據上述工作原理設計的8051單片機讀數接口電路。圖中，LCD為血壓計的液晶顯示器，6位數碼從右到左依次編號0~5，中間半位的編號為6。它有13個段電極、4個COM電極，GND為血壓計的接地端。8051的 PC口為8051的擴展并行口。

　　圖3 讀數接口電路