LCD顯示器讀數(shù)的接口電路

本文以一個(gè)全自動(dòng)血壓計(jì)為例，介紹將LCD顯示器讀數(shù)讀入單片機(jī)的接口電路。該血壓計(jì)顯示器為6 1/2位段式LCD顯示器，3位顯示收縮壓，3位顯示舒張壓。1/2位在兩組數(shù)碼中間，顯示4個(gè)指示符號(hào)。

　　1 LCD的電極連接結(jié)構(gòu)和工作波形

　　1.1 LCD的電極連接結(jié)構(gòu)

　　圖1為血壓計(jì)LCD的電極連接結(jié)構(gòu)及等效電路。其中，圖1(a)為公共電極連接排列，圖1(b)為段電極連接排列。它共有4個(gè)公共電極COM0~COM3，每位數(shù)碼各有2個(gè)段電極Sx-0、Sx-1，其等效電路為一個(gè)4行×2列的矩陣，如圖1(c)所示。

　　圖1 LCD電極連接結(jié)構(gòu)及等效電路

　　1.2 LCD的工作波形

　　用雙蹤示波器觀察血壓計(jì)LCD的工作波形，如圖2所示。它采用時(shí)分割驅(qū)動(dòng)法驅(qū)動(dòng)，偏比1/3,占空比1/4，B型[3]。公共電極 COM0~COM3的信號(hào)波形始終保持不變，段電極Sx-0、Sx-1信號(hào)波形隨顯示數(shù)字的變化而變化。圖2中的Sx-0、Sx-1波形為顯示數(shù)字 “0”時(shí)的工作波形。由圖2可知，不考慮信號(hào)的直流分量，所有波形的前半周期t1~t4與后半周期t5~t8大小相等，極性相 反。COM0~COM3信號(hào)電壓依次在t1~t4四個(gè)時(shí)間內(nèi)達(dá)到峰值。時(shí)間t1為第1行上f、a兩段的掃描時(shí)間，公共電極COM0，Sx-0為f段的段電 極，Sx-1為a段的段電極。在t1時(shí)間內(nèi)， f段上的電壓COM0-Sx-0=V0，a段上的電壓COM0-Sx-1=V0，f、a兩段均處于選擇狀態(tài)，顯示。其余各段在其掃描時(shí)間內(nèi)的電壓和顯示狀 態(tài)如表1所列。7段中只有g(shù)段上的電壓為V0/3，處于非選擇狀態(tài)，不顯示。其余6段均處于選擇狀態(tài)，顯示。因此，顯示數(shù)字“ 0”。

　　圖2 LCD工作波形

　　表1 顯示“0”時(shí)各段的顯示狀態(tài)

　　由此可見，只要依次檢查在t1~t4四個(gè)時(shí)間內(nèi)f、a、g、b、e、c、d各段上的電壓COMx-Sx-y(x=0,1,…,6;y=0,1)是V0還是V0/3即可獲得LCD各位數(shù)碼的字形碼，然后再將字形碼轉(zhuǎn)換為測(cè)量結(jié)果。

　　2 單片機(jī)讀數(shù)接口電路

　　圖3為根據(jù)上述工作原理設(shè)計(jì)的8051單片機(jī)讀數(shù)接口電路。圖中，LCD為血壓計(jì)的液晶顯示器，6位數(shù)碼從右到左依次編號(hào)0~5，中間半位的編號(hào)為6。它有13個(gè)段電極、4個(gè)COM電極，GND為血壓計(jì)的接地端。8051的 PC口為8051的擴(kuò)展并行口。

　　圖3 讀數(shù)接口電路