NOKIA移動電話液晶顯示模塊LPH7366原理及其應(yīng)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(yīng)用于移動電話或便攜式設(shè)備的液晶顯示系統(tǒng)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(jī)的控制軟件程序。

關(guān)鍵詞：液晶顯示；移動電話；單片機(jī)；LPH7366

１ 引言

ＬＰＨ７３６６是ＮＯＫＩＡ公司生產(chǎn)的可用于其６１５０、６１００等系列移動電話的液晶顯示模塊，國內(nèi)廠家也生產(chǎn)有類似的兼容產(chǎn)品。該產(chǎn)品除應(yīng)用于移動電話外，也可廣泛應(yīng)用于各類便攜式設(shè)備的顯示系統(tǒng)。與其它類型的產(chǎn)品相比，該模塊具有以下特點：

●采用串行接口與主處理器進(jìn)行通信，接口信號線數(shù)量大幅度減少，包括電源和地在內(nèi)的信號線僅有９條。

●采用多種串行通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信（如ＭＣＳ５１單片機(jī)的串口模式０以及ＳＰＩ等），傳輸速率高達(dá)４Ｍｂｐｓ，可全速寫入顯示數(shù)據(jù)，無等待時間。

●可通過導(dǎo)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(qū)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(shè)備和測試設(shè)備中。

２?。蹋校龋罚常叮兜囊_功能

ＬＰＨ７３６６液晶顯示模塊采用Ｐｈｉｌｉｐｓ公司生產(chǎn)的ＰＣＤ８５４４芯片為其內(nèi)部控制器，可在單片ＩＣ上同時實現(xiàn)ＬＣＤ的控制和驅(qū)動功能以及ＬＣＤ電源和偏置電壓產(chǎn)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(xiàn)與微處理器的連接與通信。

ＬＰＨ７３６６的引腳功能如下：

ＳＤＩＮ：串行數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)；

ＳＣＥ：芯片使能，低有效；

ＯＳＣ：外部時鐘輸入端，當(dāng)使用內(nèi)部時鐘時，該引腳接地；

ＲＥＳ：復(fù)位輸入端，低電平可復(fù)位控制器；

ＶＬＣＤ：ＬＣＤ電源升壓電容接入端，接１０μＦ電容可用于產(chǎn)生ＬＣＤ工作電壓；

ＶＤＤ１，ＶＤＤ２：電源輸入端，電壓為２．７～３．３Ｖ；

ＶＳＳ：電源地。

３?。蹋校龋罚常叮兜脑O(shè)計操作

３．１ ＤＤＲＡＭ尋址模式

模塊控制器ＰＣＤ８５４４內(nèi)有４８８４ｂｉｔ顯示數(shù)據(jù)存儲器ＤＤＲＡＭ（Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄａｔａ ＲＡＭ），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(shù)據(jù)?？刂破鲀?nèi)部處理總線采用８ｂ寬度，因而可通過ＤＤＲＡＭ組成６８４ｂ的矩陣。整個顯示數(shù)據(jù)區(qū)可劃分為６行，每行８４個字節(jié)。

每個顯示數(shù)據(jù)字節(jié)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(jié)的顯示數(shù)據(jù)。此外，ＰＣＤ８５４４內(nèi)部還設(shè)置了地址指針自動增加功能，這樣，每次顯示數(shù)據(jù)字節(jié)寫入后，指針會自動尋址跳到下一字節(jié)，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(dāng)尋址控制位Ｖ為１時，每次寫入顯示數(shù)據(jù)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(dāng)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(dāng)尋址控制位Ｖ為０時，每次寫入顯示數(shù)據(jù)后Ｘ增１，當(dāng)Ｘ為８３后自動清零，Ｙ增１，尋址到下一行。當(dāng)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(shù)據(jù)格式

對液晶控制器的訪問分為控制指令和顯示數(shù)據(jù)兩種操作模式，兩種模式可由Ｄ／ Ｃ引腳來控制。當(dāng)Ｄ／ Ｃ為高電平時，表明當(dāng)前寫入的字節(jié)是顯示數(shù)據(jù)，當(dāng)Ｄ／ Ｃ為低電平時，表明當(dāng)前寫入的字節(jié)是控制指令。在發(fā)送每個字節(jié)最后一個比特時，可由微處理器讀?。模?Ｃ引腳的狀態(tài)，其工作時序如圖３所示。在寫入每個顯示數(shù)據(jù)后，地址指針會自動增加，因此在設(shè)定了起始指針后，可連續(xù)寫入顯示數(shù)據(jù)?？刂浦噶詈惋@示數(shù)據(jù)均由８比特組成，ＭＳＢ位首先發(fā)送，在每個ＳＣＬＫ的上升沿，ＳＤＩＮ被采樣。

指令和數(shù)據(jù)可以按任意需要的先后順序?qū)懭?。?dāng)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(chǎn)生任何作用，因此，串行接口不會消耗電能。由于系統(tǒng)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(jìn)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(kuò)展指令集，可通過修改功能設(shè)置控制寄存器中的Ｈ標(biāo)志位來選擇使用的指令集。當(dāng)Ｈ為０時，選擇基本指令集；當(dāng)Ｈ為１時，選擇擴(kuò)展指令集。但功能設(shè)置控制寄存器及寫入數(shù)據(jù)寄存器不受此標(biāo)志影響。ＬＰＨ７３６６的基本指令集包含下列指令：

（１）設(shè)置顯示配置；

（２）設(shè)置顯示存儲器ＤＤＲＡＭ的行地址；

（３）設(shè)置顯示存儲器ＤＤＲＡＭ的列地址；

擴(kuò)展指令集包含下列指令：

（１）設(shè)置溫度系數(shù)；

（２）設(shè)置偏置系統(tǒng)；

（３）設(shè)置工作電壓寄存器。

表１給出了模塊控制器指令集標(biāo)志位的含義，表２是對該指令集的詳細(xì)描述。該液晶模塊的工作電壓可由軟件設(shè)置，其數(shù)值依賴于所選擇的液晶。模塊溫度系數(shù)、偏置電壓的工作原理及設(shè)置方法可參見有關(guān)參考文獻(xiàn)，用戶可根據(jù)顯示的效果進(jìn)行調(diào)整，本文的設(shè)置僅作參考。

表1 PCD8544指令集標(biāo)志位說明

表2 PCD8544指令集

４　與單片機(jī)的接口及顯示編程

ＬＰＨ７３６６顯示模塊可與多種串行接口進(jìn)行通信，下面介紹其與ＭＣＳ５１單片機(jī)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(yīng)接１０μＦ電解電容。使用內(nèi)部時鐘時，應(yīng)將ＯＳＣ接地。圖４所示是單片機(jī)與ＬＰＨ７３６６顯示模塊的接口圖。

如果單片機(jī)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(jī)的工作電壓為３Ｖ，則可直接連接。工作時?將單片機(jī)串行口設(shè)置為模式０，并通過向ＳＢＵＦ寄存器寫入數(shù)據(jù)來完成８位串行數(shù)據(jù)的發(fā)送，ＲＸＤ用以輸出串行數(shù)據(jù)，ＴＸＤ則產(chǎn)生串行時鐘，其余控制引腳可利用Ｐ１或Ｐ３口的Ｉ／Ｏ線產(chǎn)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。

ｄｅｆｉｎｅ ｕｃｈａｒ ｕｎｓｉｇｎｅｄ ｃｈａｒ

ｄｅｆｉｎｅ ｃｆｌａｇ ０ｘ００

ｄｅｆｉｎｅ ｄｆｌａｇ ０ｘ０１

ｄｅｆｉｎｅ ｓｅｔ_ｘａｄｒ ０ｘ８０

ｄｅｆｉｎｅ ｓｅｔ_ｙａｄｒ ０ｘ４０

ｓｂｉｔ ＳＣＫ＝Ｐ３＾０;

ｓｂｉｔ ＳＤＩＮ＝Ｐ３＾１;

ｓｂｉｔ ＳＣＥ＝Ｐ１＾０;

ｓｂｉｔ ＤＣ＝Ｐ１＾１;

ｓｂｉｔ ＲＥＳ＝Ｐ１＾２;

ｃｈａｒ_ｔａｂｌｅ[８]＝

{

０ｘ１ｆ,０ｘ０５,０ｘ０７,０ｘ００, ／＊字符‘Ｐ＇點陣＊／

０ｘ１ｆ,０ｘ０４,０ｘ１ｆ,０ｘ００, ／＊字符‘Ｈ＇點陣＊／

};?

ｍａｉｎ

{

ｕｃｈａｒ ｉ;

ｕｃｈａｒ ｘ,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(shù)

ｖｏｉｄ ｍｏｄｅ_ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ(ｖｏｉｄ)

{

ＥＳ＝０;

ＲＥＳ＝１; ／＊復(fù)位液晶控制器＊／；

ＳＣＯＮ＝０ｘ０２; ／＊設(shè)置串行口為模式０＊／；

ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｃｆｌａｇ,０ｘ２１);

／＊ＰＤ＝０,Ｖ＝０,選擇擴(kuò)展指令集＊／

ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｃｆｌａｇ ０ｘ１０);

／＊設(shè)置ＬＣＤ工作電壓＊／

ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｃｆｌａｇ ０ｘ２０);

／＊ＰＤ＝０,Ｖ＝０,選擇基本指令集＊／

ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｃｆｌａｇ ０ｘ０ｃ);

／＊設(shè)置顯示正常的工作模式＊／

}

寫入數(shù)據(jù)字節(jié)

ｖｏｉｄ ｗｒｉｔｅ_ｂｙｔｅ(ｕｃｈａｒ ｆ,ｕｃｈａｒ ｂ)

{

ｉｆ(ｆ＝＝０)DＣ＝０;

ｅｌｓｅ ＤＣ＝１;

ＳＣＥ＝０

ＳＢＵＦ＝ｂ;

ＴＩ＝０;);??

ＳＣＥ＝１

}

５　結(jié)束語

由于ＬＰＨ７３６６現(xiàn)已可以大量生產(chǎn)，因此?該液晶顯示模塊的價格非常低廉，而且由于其具有結(jié)構(gòu)緊湊、耗電少、操作簡便等特點，因而非常適合于便攜式設(shè)備的應(yīng)用和開發(fā)。