LCD控制電路的原理

液晶顯示控制用于點陣型液晶顯示驅動的控制，該控制器屬于計算機I/O設備接口，受控于MPU，操縱著液晶顯示驅動器，以實現(xiàn)在點陣型液晶顯示器件上的各種顯示功能。它的使用使MOU擺脫了繁瑣的顯示控制，使得點陣型液晶顯示器件更加適用于智能化系統(tǒng)中。控制器的特點可歸納為：

A．具有簡捷的MPU接口，控制器對MPU呈現(xiàn)一般并行接口的通用特點。

B．具有一套完整的邏輯控制線路和時序發(fā)生器，可完成顯示緩沖區(qū)的管理功能和實現(xiàn)對各種功能的控制。

C．具備功能齊全的控制指集，可以方便地通過編程實現(xiàn)MPU對控制器本身乃至液晶顯示器件的顯示功能的控制。

D．具有顯示數(shù)據(jù)的傳輸能力和時序脈沖信號的發(fā)送能力，可直接控制液晶顯示驅動器。在結構上液晶顯示控制可分為接口部、控制部和輸出部三個組成部分。

⑴界面部：

接口部用來接收MPU發(fā)來的指令和數(shù)據(jù)，并向MPU回饋所需的數(shù)據(jù)信息。接口部具兩個信道口，一個為指令信道口；另一個為資料信道口。指令信道口用來接收并暫存MPU發(fā)來的指令碼，等待控制器內部邏輯電路譯碼以實現(xiàn)相應的功能。該信道還連接“忙”（busy）標志寄存器。標志“忙”表示當前控制器內部的操作狀態(tài)。MPU可以通過讀出指令信道來取出“忙”標志，用以決定何時對控制器操作。資料信道口是用來接收和發(fā)送顯示數(shù)據(jù)的。MPU可以通過數(shù)據(jù)信道口訪問顯示緩沖區(qū)，控制器的指令多帶有參量的補充，比如光標地址指針的設置，設置指令后要緊跟兩個字節(jié)的地址參量的輸入。這類參量也要通過數(shù)據(jù)信道口傳輸?shù)较鄳膮⒘考拇嫫髦?，此時的指令代碼猶如寄存器的選擇代碼，以選通各類參量寄存器。

在接口部除了引出8位數(shù)據(jù)總線外，還有幾條控制信號的輸入線，如讀寫控制信號、片選信號、信道口選擇信號、使能信號以及復位信號等，某種型號的控制器都是為了適應某系列MPU而設計接口部及信號線的。

(2) 控制部：

液晶顯示控制器具有獨立處理信息的能力。液晶顯示控制部就是這種能力的實現(xiàn)電路。具有獨立的時序振蕩器和邏輯控制線路，從而實現(xiàn)對顯示緩沖區(qū)RAM的管理和對字符發(fā)生器的設置；實現(xiàn)對液晶顯示驅動器的各種時序脈沖信號的產(chǎn)生，并可根據(jù)參量寄存器的某些狀態(tài)將不同顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)進行某種規(guī)律的組合，然后發(fā)送出去，以實現(xiàn)各種顯示的效果。

任何一種顯示器件的顯示都需要建立顯示的緩沖區(qū)，液晶顯示器件也不例外。為了不占用MPU的內存資源，液晶顯示控制器具備管理RAM的能力。由于顯示的緩沖區(qū)隨顯示畫面的大小變化，所以顯示的緩沖區(qū)一般都不集成在控制器內部而是以控制器的周邊電路形式與控制連接。因此控制的引腳除了電源功能及某些硬件設置功能外，主要的是對顯示緩沖區(qū)的管理，一般具有16位地址輸出線、8位數(shù)據(jù)線以及讀、寫控制輸出線等。

顯示緩沖區(qū)的作用是保存當前的顯示數(shù)據(jù)。顯示屏上的液晶像素點陣在該區(qū)都有相對應的單元。在字符方式下，顯示緩沖單元存儲著當前顯示字符代碼，控制器根據(jù)代碼確定字符發(fā)生器地址的高8位，并把該地址的一組字符字模送到顯示屏上對應的位置顯示。在此方式下，緩沖區(qū)單元（一個字節(jié)）對應著顯示屏上的一個字符位塊（如5x7點陣）。

控制器在具有合成顯示功能時，顯示緩沖可能劃分出字符顯示區(qū)和圖形顯示區(qū)。這種劃分一般是通過設置指令來設置各區(qū)的首地址及長度。當緩沖區(qū)分配完成后，各顯示區(qū)的性質就確定下來了，而且與顯示屏位置的對應關系也就確定下來了。在同一顯示屏的顯示畫面上，字符顯示區(qū)和圖形顯示區(qū)的空間大小之比一般為1﹕8（字符為8x8點時）。

控制器內嵌有100多種常用的字符、數(shù)字、符號等的字符發(fā)生器CGROM。為了滿足用戶的需要，控制器還應具有管理外部擴展的字符發(fā)生器CGRAM和CGROM的能力，用戶可充分利用這個區(qū)域建立自定義字符的字模庫以實現(xiàn)特殊的顯示要求。

⑴     驅動部：

驅動部是控制器對液晶顯示模塊的接口。它向液晶顯示模塊中的驅動器提供所需的幀掃描信號，行、列移位脈沖，行、列鎖存脈沖，列顯示數(shù)據(jù)信號以及驅動器交流驅動波形信號等輸出信號。驅動部在刷新地址指針的尋址下把顯示數(shù)據(jù)送至顯示混合電路，在并/串電路中轉換成串行顯示數(shù)據(jù)形式輸出。輸出的脈沖時序由時序發(fā)生器產(chǎn)生。液晶顯示模塊對控制次序的配置是有要求的，控制器并不是適用于各種驅動器，所以液晶顯示模塊所使用的驅動電路形式限制了控制器，這種限制主要體現(xiàn)在對控制驅動部的數(shù)據(jù)輸出方式有一定的要求。

⑵     指令集：

控制器具有一套專用指令，用以MPU對其進行操作。指令集一般可以分為三大類。

a．系統(tǒng)工作設置類：此類指令為系統(tǒng)工作方式的設置、顯示緩沖區(qū)劃分等。

b．顯示方式設置類：

此類指令為顯示狀態(tài)、顯示方式、顯示合成和光標顯示設置等。

c．數(shù)據(jù)操作類：

此類指令有地址指針設置、地址指針變化方向設置以及讀、寫操作命令等。