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        LCD動態顯示驅動芯片MAX7231原理與應用

        作者: 時間:2006-05-07 來源:網絡 收藏

        摘要:MAX7231是MAXIM公司生產的新型液晶顯示驅動芯片,它體積小、功耗低、外形美觀、價格低廉??蓮V泛應用于便攜式儀表、通信設備以及醫藥設備等系統顯示部分中。本言語介紹了該芯片的原理以及它和單片機的接口應用。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/225747.htm

        關鍵詞:LCD MAX7231 單片機

        1 概述

        液晶顯示器(LCD)以其功耗低、體積小、外形美觀、價格低廉等多種優勢在儀器儀表產品中得到越來越多的應用。與)相比,它雖然存在驅動電路邏輯比較復雜、較難與單片機接口等缺點。但是,隨著近年來大規模集成電路的迅速發展,這些缺點已經克服。目前,液晶顯示已經進入成熟階段并被大量應用于便攜式儀表等系統中。

        驅動液晶顯示器的驅動芯片有段式、字符點陣和圖形點陣等幾種形式。對于數字顯示為主的儀器儀表,一般適宜于采用段式液晶顯示。本文介紹的MAX7231是美國MAXIM公司生產的新型段式液晶顯示驅動芯片。該芯片可驅動8位7段LCD,并可直接與單片機接口。

        該芯片的主要特點如下:

        ●工作電壓為4.5~5.5V;

        ●采用并行輸入模式;

        ●內含振蕩器,產生的顯示驅動脈沖信號的最大頻率為120Hz,典型值為90Hz;

        ●具有動態顯示驅動方式,1/3偏壓;

        ●最低功耗為0.5W,非常適用于電池供電的裝置以及電源消耗要求比較嚴格的微處理器控制下的便攜式儀表;

        ●每個顯示位可獨立地驅動兩個小黑點,顯示布局靈活方便。

        圖1為驅動電壓的調節電路。

        2 MAX7231引腳說明

        MAX7231采用40引腳DIP封裝,引腳說明如表1所列。

        表1 MAX7231的引腳功能

        引腳號 名 稱 功能說明
        30~31 AN1~AN2 小點1控制點,小點2控制位
        32~35 DB0~DB3 4位二進制數據輸入,BDO為最低位, BD3為最高位
        37~39 A0~A2 3位LCD顯示位地址編碼輸入,A0為最低位,A2為最高位
        1 CS 片選
        2 Vdisp 顯示電壓設置引腳
        3~5 COM1~COM3 驅動顯示器背電極
        6~29 (XYZ)8組 筆段驅動輸出8組每組3個
        40 V+ 正電源電壓+5V
        36 GND 地線

        3 MAX7231的原理及使用

        3.1 調節顯示驅動電壓

        MAX7231的交流方波驅動電壓的大小可以調節,因此能適用于多種液晶顯示材料,芯片內部Vdisp(引腳2)和V+(引腳40)之間有一個內部電阻串,可以用來產生3等分驅動電壓(見圖1).這樣,用一只20kΩ的分壓電位器連接在Vdisp和GND之間即可調節驅動電壓的大小。但必須注意:Vp/3(Vp=V+-Vdisp)應該大于所用液晶材料門檻電壓。而且,不允許Vdisp引腳電壓低于地線或高于V+,否則,可能損壞MAX7231.另外,這種調節驅動電壓的方法只適用于芯片工作溫度在±5℃的變化范圍之內,這是因為芯片內部的電阻具有溫度體系數的原因。

        3.2 LCD典型的連接方式

        MAX7231的輸出引腳適用于3背電極結構和3筆段電極結構的典型7段格式LCD顯示。圖2是這兩種結構的電極連接電路。

        4 MAX7231顯示驅動信號

        由于LCD顯示驅動信號與顯示驅動信號不大相同,因而不能簡單地在動態顯示驅動方式的LCD電極上加高電平或低電平,否則顯示會出現混亂。另一方面,LCD兩電極間不能有直流電壓,即兩電極驅動信號的平衡值應該為零。因此,LCD顯示驅動信號需要采用偏壓法,常用的偏壓法有1/2偏壓,1/3偏壓,1/4偏壓,1/7偏壓等。MAX7231驅動信號采用1/3偏壓來進行動態掃描驅動,掃描信號從背電極輸出,顯示信息從筆段電極輸出,其輸出波形如圖3所示(顯示信息以“Y”段線為例)。

        從波形圖可見,MAX7231的背電極(行)掃描信號采用正極性脈沖。掃描信號周期由6拍組成,第一拍掃描COM1行,COM1行電壓幅值為Vp;COM2、COM3為非掃描行,電壓幅值為Vp/36;第二拍掃描COM2行,其電壓幅值為Vp,COM1、COM3為非掃描行,電壓幅值為Vp/3;第三拍掃描COM3行,電壓幅值為Vp,其它兩個的幅值為Vp/3;此外,考慮到驅動信號不含直流信號,因此掃描一次,要保證高低電平均衡,同時,還需加上第四、五、六拍。在第四拍,使COM1電壓幅值為0。其它為2Vp/3;在第五拍,使COM2電壓幅值為0,其它為2Vp/3;在第六拍,使COM3電壓幅值為0,其它為2Vp/3。背電極(行)掃描信號的相位是固定的,與筆段電極輸出的顯示信息無關;由于背電極掃描信號采用正極性脈沖,因此,MAX7231的筆段電極(列)驅動信號必然采用負極性脈沖輸出。對于顯示筆段,前三拍掃描行對應的信號幅值為0,后三拍掃描行對應的列信號幅值為Vp;對于非顯示筆段,前三拍掃描行對應的列信號幅值為2Vp/3,后三拍掃描行對應的列信號幅值為Vp/3。從實際效果看,這樣的驅動信號能提高顯示清晰度,且能延長LCD的使用壽命。

        5 筆段譯碼與位選擇碼方式

        MAX7231通過數據線AN2,AN1,BD3~BD0編程選擇顯示筆段,并通過地址線A3~A0進行位選。其選擇格式如表2所列。

        表2 MAX7231的譯碼選擇格式

            AN2 AN1 顯示
            0 0 8
          018
          108
        118  
        BD3BD2BD1BD0顯示輸出(十六進制)
        00000
        00011
        00102
        00113
        01004
        01015
        01106
        01117
        10008
        101019
        1010A
        1011B
        1100C
        1101D
        1110E
        1111F
         A2A1A0位選(8位)
         000D1
         001D2
         010D3
         011D4
         100D5
         101D6
         110D7
         111D8

        6 MAX7231與單片機的接口設計

        MAX7231芯片可提供2條小點數據輸入線、4條段選數據輸入線和3條位選輸入線來實現與單片機的接口,其接口連接電路如圖4所示。

        對MAX7231的編程十分簡單,只要向口地址寫入2位小點控制碼和4位筆段控制碼即可實現相應的顯示。下而是第6位顯示字符“9”時的具體編程:

        MOV A,#00100100B

        MOV DPTR,#80A0H;選中MAX7231且選中第6位

        MAVX @DPTR,A



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