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NOKIA移動電話液晶顯示模塊LPH7366原理及其應用
摘要：LPH7366是一種低功耗、串行通信接口液晶顯示模塊，可廣泛應用于移動電話或便攜式設備的液晶顯示系統中。文中介紹了LPH7366顯示模塊的功能原理及操作方式，給出了基于MCS51單片機的控制軟件程序。關鍵詞：液晶顯示；移動電話；單片機；LPH7366
１引言
ＬＰＨ７３６６是ＮＯＫＩＡ公司生產的可用于其６１５０、６１００等系列移動電話的液晶顯示模塊，國內廠家也生產有類似的兼容產品。該產品除應用于移動電話外，也可廣泛應用于各類便攜式設備的顯示系統。與其它類型的產品相比，該模塊具有以下特點：
●采用串行接口與主處理器進行通信，接口信號線數量大幅度減少，包括電源和地在內的信號線僅有９條。
●采用多種串行通信協議進行數據通信（如ＭＣＳ５１單片機的串口模式０以及ＳＰＩ等），傳輸速率高達４Ｍｂｐｓ，可全速寫入顯示數據，無等待時間。
●可通過導電斑馬條連接模塊與印制版，而不用連接電纜，用模塊上的金屬鉤可將模塊固定到印制板上，因而非常便于安裝和更換。
●ＬＣＤ控制器／驅動器芯片已綁定到ＬＣＤ晶片上，模塊的體積很小。
●采用低電壓供電，正常顯示時的工作電流在２００μＡ以下，且具有掉電模式。
ＬＰＨ７３６６的這些特點非常適合于電池供電的便攜式通信設備和測試設備中。
２ＬＰＨ７３６６的引腳功能
ＬＰＨ７３６６液晶顯示模塊采用Ｐｈｉｌｉｐｓ公司生產的ＰＣＤ８５４４芯片為其內部控制器，可在單片ＩＣ上同時實現ＬＣＤ的控制和驅動功能以及ＬＣＤ電源和偏置電壓產生功能。該ＩＣ具有很高的集成度，它不需要其它元件就可實現與微處理器的連接與通信。
ＬＰＨ７３６６的引腳功能如下：
ＳＤＩＮ：串行數據輸入線；
ＳＣＬＫ：串行時鐘輸入，速率為０．０～４．０Ｍｂｐｓ；
Ｄ／Ｃ：模式選擇，該端為高電平時輸入控制命令，為低電平輸入顯示數據；
ＳＣＥ：芯片使能，低有效；
ＯＳＣ：外部時鐘輸入端，當使用內部時鐘時，該引腳接地；
ＲＥＳ：復位輸入端，低電平可復位控制器；
ＶＬＣＤ：ＬＣＤ電源升壓電容接入端，接１０μＦ電容可用于產生ＬＣＤ工作電壓；
ＶＤＤ１，ＶＤＤ２：電源輸入端，電壓為２．７～３．３Ｖ；
ＶＳＳ：電源地。
３ＬＰＨ７３６６的設計操作
３．１ＤＤＲＡＭ尋址模式
模塊控制器ＰＣＤ８５４４內有４８×８４ｂｉｔ顯示數據存儲器ＤＤＲＡＭ（ＤｉｓｐｌａｙＤａｔａＲＡＭ），因而具有矩陣式圖形顯示功能。通過串行接口命令可直接訪問該存儲器，以更新顯示數據。控制器內部處理總線采用８ｂ寬度，因而可通過ＤＤＲＡＭ組成６×８４ｂ的矩陣。整個顯示數據區可劃分為６行，每行８４個字節。
每個顯示數據字節由行地址和列地址共同尋址，行地址范圍為Ｙ０～Ｙ５，列地址范圍為Ｘ０～Ｘ８３。通過修改行、列地址的指針可訪問任意字節的顯示數據。此外，ＰＣＤ８５４４內部還設置了地址指針自動增加功能，這樣，每次顯示數據字節寫入后，指針會自動尋址跳到下一字節，從而加快顯示速度。地址指針自動增加功能有如下兩種模式：
（１）垂直尋址方式（逐列顯示模式）
這種尋址模式如圖１所示，當尋址控制位Ｖ為１時，每次寫入顯示數據后，行地址指針Ｙ增１，Ｙ到５后自動清零，列地址Ｘ增１，并尋址到下一列。當尋址到最后一行（Ｙ為５）的最后一列（Ｘ＝８３）時，行、列地址均自動清零，并返回到首行首列；
（２）水平尋址方式（逐行顯示模式）
這種尋址模式的示意圖如圖２所示，與垂直尋址方式類似，當尋址控制位Ｖ為０時，每次寫入顯示數據后Ｘ增１，當Ｘ為８３后自動清零，Ｙ增１，尋址到下一行。當尋址到最后一行（Ｙ為５）的最后一列（Ｘ＝８３）時，行、列地址均自動清零，并返回到首行首列。
３．２控制指令和數據格式
對液晶控制器的訪問分為控制指令和顯示數據兩種操作模式，兩種模式可由Ｄ／Ｃ引腳來控制。當Ｄ／Ｃ為高電平時，表明當前寫入的字節是顯示數據，當Ｄ／Ｃ為低電平時，表明當前寫入的字節是控制指令。在發送每個字節最后一個比特時，可由微處理器讀取Ｄ／Ｃ引腳的狀態，其工作時序如圖３所示。在寫入每個顯示數據后，地址指針會自動增加，因此在設定了起始指針后，可連續寫入顯示數據。控制指令和顯示數據均由８比特組成，ＭＳＢ位首先發送，在每個ＳＣＬＫ的上升沿，ＳＤＩＮ被采樣。
指令和數據可以按任意需要的先后順序寫入。當ＳＣＥ為高時，控制器的串行接口被初始化，此時由于ＳＣＬＫ以及ＳＤＩＮ引腳的變化不會對控制器產生任何作用，因此，串行接口不會消耗電能。由于系統在ＳＣＥ的下降沿使能串行口，因此，在該引腳保持低電平期間，可對串行口進行操作。
３．３模塊控制器指令集
ＬＰＨ７３６６模塊控制器的指令集分為基本指令集和擴展指令集，可通過修改功能設置控制寄存器中的Ｈ標志位來選擇使用的指令集。當Ｈ為０時，選擇基本指令集；當Ｈ為１時，選擇擴展指令集。但功能設置控制寄存器及寫入數據寄存器不受此標志影響。ＬＰＨ７３６６的基本指令集包含下列指令：
（１）設置顯示配置；
（２）設置顯示存儲器ＤＤＲＡＭ的行地址；
（３）設置顯示存儲器ＤＤＲＡＭ的列地址；
擴展指令集包含下列指令：
（１）設置溫度系數；
（２）設置偏置系統；
（３）設置工作電壓寄存器。
表１給出了模塊控制器指令集標志位的含義，表２是對該指令集的詳細描述。該液晶模塊的工作電壓可由軟件設置，其數值依賴于所選擇的液晶。模塊溫度系數、偏置電壓的工作原理及設置方法可參見有關參考文獻，用戶可根據顯示的效果進行調整，本文的設置僅作參考。
表1PCD8544指令集標志位說明
位01PD正常模式低功耗模式V水平尋址垂直尋址H基本指令集擴展指令集D和E00白屏01正常顯示10全顯11反轉TC1和TC000溫度系數101溫度系數210溫度系數311溫度系數4
表2PCD8544指令集
指令D/C控制字說明D7D6D5D4D3D2D1D0（H=0或1）NOP000000000空操作功能設置000000PDVH低功耗模式，寫入模式，指令集選擇寫數據1D7D6D5D4D3D2D1D0寫數據到DDRAM（H=0）保留0000001××不用00001××××顯示控制000001D0E顯示模式配置設Y地址001100Y2Y1Y0設Y地址，0Y5設X地址01X6X5X4X3X2X1X0設X地址，0X83(H=1)保留000000001不用00000001×000001×××001××××××溫度控制0000001TC1TC0設溫度系數偏置000010BS2BS1BS0設偏置電壓設Vop01VOP6VOP5VOP4VOP3VOP2VOP1VOP0設置液晶工作電壓
４與單片機的接口及顯示編程
ＬＰＨ７３６６顯示模塊可與多種串行接口進行通信，下面介紹其與ＭＣＳ５１單片機的通信接口方法。顯示模塊的電源輸入ＶＤＤ１、ＶＤＤ２通常連到一起接到２．７～３．３Ｖ直流電源上，ＶＬＣＤ與電源地之間應接１０μＦ電解電容。使用內部時鐘時，應將ＯＳＣ接地。圖４所示是單片機與ＬＰＨ７３６６顯示模塊的接口圖。
如果單片機的工作電壓為５Ｖ，則需在連接線中串入１００Ω左右的電阻，而如果單片機的工作電壓為３Ｖ，則可直接連接。工作時?將單片機串行口設置為模式０，并通過向ＳＢＵＦ寄存器寫入數據來完成８位串行數據的發送，ＲＸＤ用以輸出串行數據，ＴＸＤ則產生串行時鐘，其余控制引腳可利用Ｐ１或Ｐ３口的Ｉ／Ｏ線產生控制信號。以下代碼為顯示編程范例，運行該程序后?屏幕上可顯示大寫的‘ＰＨ’字符。
ｄｅｆｉｎｅｕｃｈａｒｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒ
ｄｅｆｉｎｅｃｆｌａｇ０ｘ００
ｄｅｆｉｎｅｄｆｌａｇ０ｘ０１
ｄｅｆｉｎｅｓｅｔ_ｘａｄｒ０ｘ８０
ｄｅｆｉｎｅｓｅｔ_ｙａｄｒ０ｘ４０
ｓｂｉｔＳＣＫ＝Ｐ３＾０;
ｓｂｉｔＳＤＩＮ＝Ｐ３＾１;
ｓｂｉｔＳＣＥ＝Ｐ１＾０;
ｓｂｉｔＤＣ＝Ｐ１＾１;
ｓｂｉｔＲＥＳ＝Ｐ１＾２;
ｃｈａｒ_ｔａｂｌｅ[８]＝
{
０ｘ１ｆ,０ｘ０５,０ｘ０７,０ｘ００,／＊字符‘Ｐ＇點陣＊／
０ｘ１ｆ,０ｘ０４,０ｘ１ｆ,０ｘ００,／＊字符‘Ｈ＇點陣＊／
};?
ｍａｉｎ
{
ｕｃｈａｒｉ;
ｕｃｈａｒｘ,ｙ;／＊定義ｘ,ｙ地址指針＊／
ｍｏｄｅ_ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ();
ｘ＝０;
ｙ＝０;
ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｃｆｌａｇ，ｓｅｔ_ｘａｄｒ＋ｘ);
ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｃｆｌａｇ，ｓｅｔ_ｙａｄｒ＋ｙ);
ｆｏｒ(ｉ＝０;ｉ＜８;ｉ＋＋){
ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｄｆｌａｇ,ｃｈａｒ_ｔａｂｌｅ[ｉ]);??
}
}
模式初始化函數
ｖｏｉｄｍｏｄｅ_ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ(ｖｏｉｄ)
{
ＥＳ＝０;
ＲＥＳ＝１;／＊復位液晶控制器＊／；
ＳＣＯＮ＝０ｘ０２;／＊設置串行口為模式０＊／；
ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｃｆｌａｇ,０ｘ２１);
／＊ＰＤ＝０,Ｖ＝０,選擇擴展指令集＊／
ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｃｆｌａｇ０ｘ１０);
／＊設置ＬＣＤ工作電壓＊／
ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｃｆｌａｇ０ｘ２０);
／＊ＰＤ＝０,Ｖ＝０,選擇基本指令集＊／
ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｃｆｌａｇ０ｘ０ｃ);
／＊設置顯示正常的工作模式＊／
}
寫入數據字節
ｖｏｉｄｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｕｃｈａｒｆ,ｕｃｈａｒｂ)
{
ｉｆ(ｆ＝＝０)DＣ＝０;
ｅｌｓｅＤＣ＝１;
ＳＣＥ＝０
ＳＢＵＦ＝ｂ;
ＴＩ＝０;);??
ＳＣＥ＝１
}
５結束語
由于ＬＰＨ７３６６現已可以大量生產，因此?該液晶顯示模塊的價格非常低廉，而且由于其具有結構緊湊、耗電少、操作簡便等特點，因而非常適合于便攜式設備的應用和開發。
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