来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：刘颋鹏

    如何将小家电成本降低的同时,又保证其性能,是对应用工程师提出的更高要求。本控制板需要进行温度控制,显示界面要求lcd显示。带专用lcd驱动器,又带a/d转换器的单片机成本太高,因此选用台湾义隆公司带a/d的单片机em78p259n直接驱动lcd。该款单片机性价比高,性能可靠,很适合在家电控制中应用。

    1 lcd简介

    目前,市面主流lcd(液晶显示器)分成以下几大类：tn(扭曲阵列型)、stn(超扭曲阵列型)、dstn(双层超扭曲阵列)、hpa(高性能定址或快速dstn)、tft(薄膜场效应晶体管)等。由于成本因素,目前小家电大多数采用的是tn型单色液晶显示器,它的原理是把液晶灌入两个列有细槽的平面之间。这两个平面上的槽互相垂直(相交成90°),也就是说,若一个平面上的分子南北向排列,则另一平面上的分子东西向排列,而位于两个平面之间的分子被强迫进入一种90°扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播,所以光线经过液晶时也被扭转90°。当液晶上加一个电压时,分子便会重新垂直排列,使光线能直射出去,而不发生任何扭转。lcd正是由这样两个相互垂直的极化滤光器构成的,所以在正常情况下应该阻断所有试图穿透的光线。但是,由于两个滤光器之间充满了扭曲液晶,所以在光线穿出第一个滤光器后,会被液晶分子扭转90°,最后从第二个滤光器中穿出。另一方面,若为液晶加一个电压,分子又会重新排列并完全平行,使光线不再扭转,所以正好被第二个滤光器挡住。总之,加电将光线阻断,不加电则使光线射出。lcd模型可以把其看成一个电容器,一个电极连接着公共极板,另一个连接着字符段。lcd受电压的均方根值控制,当施加在lcd上的电压为零时,lcd呈透明状态。当施加在字符段与公共极的电压大于lcd的阀值电压,则该字符段就显示出来。如果用直流驱动lcd,将会引起显示单元永久性的损坏。为了防止不可逆转的电化学反应使lcd损坏,加在所有字符段上的电压必须周期性翻转极性,以使加在字符段上的平均电压为0。为了节约单片机i/o口线,采用多路复用的方法驱动lcd。

    2 单片机em78p259n简介

    em78p259n是台湾义隆公司推出的8位单片机,引脚如图1所示。

    图1

    主要功能如下：

    ◆ 工作电压范围为2.3~5.5 v;

    ◆ 工作频率（基于时钟是2分频）,在crystal模式下dc—20 mhz/2 clks、5 v,dc—8 mhz/2 clks、3 v,在rc模式下dc—4 mhz/2 clks、5 v,dc—4 mhz/2 clks、3 v;

    ◆ 低功耗,在5 v/4 mhz时工作电流小于1.9 ma,在3 v/32 khz时工作电流为15 μa,在睡眠模式耗电电流为1 μa;

    ◆ 内置rc振荡,4 mhz、8 mhz、1 mhz、455 khz(带自动校验);

    ◆ 80 b ram;

    ◆ 2k×13程序空间;

    ◆ 双向i/o口;

    ◆ 8级堆栈深度;

    ◆ 3个8位定时器,1个16位定时器;

    ◆ 1个比较器;

    ◆ 4路12位精度a/d转换。

    3 i/o口直接驱动lcd的实现方法

    下面介绍多路复用显示的驱动方法,电路图如图2所示。将所有公共电极（com）各施加一次扫描电压的时间叫一帧,单位时间内扫描多少帧的频率叫帧频,将扫描公共电极（com）选通的时间与帧周期之比叫占空比。通常占空比等于公共电极数n的倒数,即1/n。由于在多路复用显示驱动方法中,像素被分成选通像素、非选通像素和半选通像素。它们都被加上了一定的电压,所以引出了平均电压法。选通像素上的电压与非选通像素上的电压比就是常说的lcd偏压比。在动态显示时,要使lcd的某个像素实现显示,就必须循环地在该像素上用公共级扫描脉冲（com）和段扫描脉冲(seg)合成一个超过液晶阀值电压的工作电压（及平均电压）才能完成。说到底,平均电压法是把半选通像素上的电压和非选通像素的电压平均化,用适度提高非选择像素的电压来抵消半选择像素的一部