MSP430 I/O 口驅動段式 LCD 設計(上)

　　引言

　　本文介紹了使用 MSP430 的 GPIO 端口直接驅動 LCD(液晶顯示)的方法，從而擴展了不帶 LCD 控制器的 MSP430 系列產品功能和使用場合，在一些要求低成本顯示的場合，本方案具有很大的使用價值。

　　簡介

　　針對LCD(液晶)顯示，德州儀器 MSP430 系列單片機可分為兩類，一類內置 LCD 控制器，另一類不帶 LCD 控制器。內置 LCD 控制器的單片機價格較高，使用成本增加。不帶 LCD 控制器的單片機可配合液晶驅動芯片使用，但需增加額外的芯片，也增加了成本。本文介紹的方案，適用于不帶 LCD 控制器的 MSP430 系列單片機，通過使用通用 I/O 口直接驅動 LCD 顯示，其顯示效果以及占用的資源和內置液晶控制器的 單片機相同。

　　市面上針對 4-COM 和 3-COM 的液晶，多是 1/3Bias 偏壓方式，本設計方法適用于 1/3Bias 液 晶屏，僅僅通過端口增加分壓電阻即可完成顯示。1/2Bias 液晶屏的驅動設計見 http://www.ti.com/lit/zip/slaa516 。1/3 Bias LCD 使用 1/2Bias 的驅動時序，會導致顯示對比度下降，顯示效果不理想。

　　LCD 顯示原理

　　LCD是利用液晶分子的光學特性和物理結構進行顯示的一種元件。液晶分子是介于固體和液體之間的一種物質，多呈長棒狀大分子形態，在自然形態下，液晶分子排列沒有規則，具有光學各向異性的特點，不透光;在電(磁)場作用下，液晶分子排列規則，光學各向同性，可透光。將液晶分子灌入精良加工的開槽平面，液晶分子大致會順著槽排列。假如那些槽非常平行，液晶分子也大致平行。

　　整個 LCD 面板由上下玻璃基板和偏振片組成，兩個偏振片互相垂直，分別放在兩層玻璃基板 的外側。在玻璃基板內側平面刻有可灌入液晶的細槽，每一塊玻璃基板上的細槽完全平行，但兩塊玻璃基板上的細槽互相垂直。這樣，在自然狀態下(加在液晶面板兩側電壓為 0)，光線從一 側偏振片射出，經液晶扭轉 90º后從另一偏振片完全射出，液晶面板透光，觀察者看到的液晶沒有點亮(液晶段暗)。當在玻璃基板間加上交流電壓后，液晶分子的排列方向改變，兩片玻璃基板間液晶分子呈平行排列，光線經一側偏振片射出后，經過液晶分子方向不發生改變，由于兩偏振片對光線選擇角度互相垂直，所以，此情況下，光線無法射出另一偏振片，液晶不透光，觀察者看到的液晶呈點亮狀態(液晶段亮)。液晶面板的電極通過一種 ITO 的金屬化合物蝕刻在上下玻璃基板上。這樣通過在上下玻璃基板電極間施加不同的交流電壓，即可實現液晶顯示的兩種基本狀態亮(On)和暗(Off)。液晶顯示原理如圖 1 所示?！　?/p>