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NOKIA移动电话液晶显示模块LPH7366原理及其应用

时间:2023-02-21 00:10:35 电子通信论文 我要投稿
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NOKIA移动电话液晶显示模块LPH7366原理及其应用

  摘要:LPH7366是一种低功耗、串行通信接口液晶显示模块,可广泛应用于移动电话或便携式设备的液晶显示系统中。文中介绍了LPH7366显示模块的功能原理及操作方式,给出了基于MCS51单片机的控制软件程序。
  关键词:液晶显示;移动电话;单片机;LPH7366
  
  1引言
  
  LPH7366是NOKIA公司生产的可用于其6150、6100等系列移动电话的液晶显示模块,国内厂家也生产有类似的兼容产品。该产品除应用于移动电话外,也可广泛应用于各类便携式设备的显示系统。与其它类型的产品相比,该模块具有以下特点:
  
  ●采用串行接口与主处理器进行通信,接口信号线数量大幅度减少,包括电源和地在内的信号线仅有9条。
  
  ●采用多种串行通信协议进行数据通信(如MCS51单片机的串口模式0以及SPI等),传输速率高达4Mbps,可全速写入显示数据,无等待时间。
  
  ●可通过导电斑马条连接模块与印制版,而不用连接电缆,用模块上的金属钩可将模块固定到印制板上,因而非常便于安装和更换。
  
  ●LCD控制器/驱动器芯片已绑定到LCD晶片上,模块的体积很小。
  
  ●采用低电压供电,正常显示时的工作电流在200μA以下,且具有掉电模式。
  
  LPH7366的这些特点非常适合于电池供电的便携式通信设备和测试设备中。
  
  2LPH7366的引脚功能
  
  LPH7366液晶显示模块采用Philips公司生产的PCD8544芯片为其内部控制器,可在单片IC上同时实现LCD的控制和驱动功能以及LCD电源和偏置电压产生功能。该IC具有很高的集成度,它不需要其它元件就可实现与微处理器的连接与通信。
  
  LPH7366的引脚功能如下:
  
  SDIN:串行数据输入线;
  
  SCLK:串行时钟输入,速率为0.0~4.0Mbps;
  
  D/C:模式选择,该端为高电平时输入控制命令,为低电平输入显示数据;
  
  SCE:芯片使能,低有效;
  
  OSC:外部时钟输入端,当使用内部时钟时,该引脚接地;
  
  RES:复位输入端,低电平可复位控制器;
  
  VLCD:LCD电源升压电容接入端,接10μF电容可用于产生LCD工作电压;
  
  VDD1,VDD2:电源输入端,电压为2.7~3.3V;
  
  VSS:电源地。
  
  3LPH7366的设计操作
  
  3.1DDRAM寻址模式
  
  模块控制器PCD8544内有48×84bit显示数据存储器DDRAM(DisplayDataRAM),因而具有矩阵式图形显示功能。通过串行接口命令可直接访问该存储器,以更新显示数据。控制器内部处理总线采用8b宽度,因而可通过DDRAM组成6×84b的矩阵。整个显示数据区可划分为6行,每行84个字节。
  
  每个显示数据字节由行地址和列地址共同寻址,行地址范围为Y0~Y5,列地址范围为X0~X83。通过修改行、列地址的指针可访问任意字节的显示数据。此外,PCD8544内部还设置了地址指针自动增加功能,这样,每次显示数据字节写入后,指针会自动寻址跳到下一字节,从而加快显示速度。地址指针自动增加功能有如下两种模式:
  
  (1)垂直寻址方式(逐列显示模式)
  
  这种寻址模式如图1所示,当寻址控制位V为1时,每次写入显示数据后,行地址指针Y增1,Y到5后自动清零,列地址X增1,并寻址到下一列。当寻址到最后一行(Y为5)的最后一列(X=83)时,行、列地址均自动清零,并返回到首行首列;
  
  (2)水平寻址方式(逐行显示模式)
  
  这种寻址模式的示意图如图2所示,与垂直寻址方式类似,当寻址控制位V为0时,每次写入显示数据后X增1,当X为83后自动清零,Y增1,寻址到下一行。当寻址到最后一行(Y为5)的最后一列(X=83)时,行、列地址均自动清零,并返回到首行首列。
  
  3.2控制指令和数据格式
  
  对液晶控制器的访问分为控制指令和显示数据两种操作模式,两种模式可由D/C引脚来控制。当D/C为高电平时,表明当前写入的字节是显示数据,当D/C为低电平时,表明当前写入的字节是控制指令。在发送每个字节最后一个比特时,可由微处理器读取D/C引脚的状态,其工作时序如图3所示。在写入每个显示数据后,地址指针会自动增加,因此在设定了起始指针后,可连续写入显示数据。控制指令和显示数据均由8比特组成,MSB位首先发送,在每个SCLK的上升沿,SDIN被采样。
  
  指令和数据可以按任意需要的先后顺序写入。当SCE为高时,控制器的串行接口被初始化,此时由于SCLK以及SDIN引脚的变化不会对控制器产生任何作用,因此,串行接口不会消耗电能。由于系统在SCE的下降沿使能串行口,因此,在该引脚保持低电平期间,可对串行口进行操作。
  
  3.3模块控制器指令集
  
  LPH7366模块控制器的指令集分为基本指令集和扩展指令集,可通过修改功能设置控制寄存器中的H标志位来选择使用的指令集。当H为0时,选择基本指令集;当H为1时,选择扩展指令集。但功能设置控制寄存器及写入数据寄存器不受此标志影响。LPH7366的基本指令集包含下列指令:
  
  (1)设置显示配置;
  
  (2)设置显示存储器DDRAM的行地址;
  
  (3)设置显示存储器DDRAM的列地址;
  
  扩展指令集包含下列指令:
  
  (1)设置温度系数;
  
  (2)设置偏置系统;
  
  (3)设置工作电压寄存器。
  
  表1给出了模块控制器指令集标志位的含义,表2是对该指令集的详细描述。该液晶模块的工作电压可由软件设置,其数值依赖于所选择的液晶。模块温度系数、偏置电压的工作原理及设置方法可参见有关参考文献,用户可根据显示的效果进行调整,本文的设置仅作参考。
  
  表1PCD8544指令集标志位说明
  
  位01PD正常模式低功耗模式V水平寻址垂直寻址H基本指令集扩展指令集D和E00白屏01正常显示10全显11反转TC1和TC000温度系数101温度系数210温度系数311温度系数4
  表2PCD8544指令集
  
  指令D/C控制字说明D7D6D5D4D3D2D1D0(H=0或1)NOP000000000空操作功能设置000000PDVH低功耗模式,写入模式,指令集选择写数据1D7D6D5D4D3D2D1D0写数据到DDRAM(H=0)保留0000001××不用00001××××显示控制000001D0E显示模式配置设Y地址001100Y2Y1Y0设Y地址,0Y5设X地址01X6X5X4X3X2X1X0设X地址,0X83(H=1)保留000000001不用00000001×000001×××001××××××温度控制0000001TC1TC0设温度系数偏置000010BS2BS1BS0设偏置电压设Vop01VOP6VOP5VOP4VOP3VOP2VOP1VOP0设置液晶工作电压
  4与单片机的接口及显示编程
  
  LPH7366显示模块可与多种串行接口进行通信,下面介绍其与MCS51单片机的通信接口方法。显示模块的电源输入VDD1、VDD2通常连到一起接到2.7~3.3V直流电源上,VLCD与电源地之间应接10μF电解电容。使用内部时钟时,应将OSC接地。图4所示是单片机与LPH7366显示模块的接口图。
  
  如果单片机的工作电压为5V,则需在连接线中串入100Ω左右的电阻,而如果单片机的工作电压为3V,则可直接连接。工作时?将单片机串行口设置为模式0,并通过向SBUF寄存器写入数据来完成8位串行数据的发送,RXD用以输出串行数据,TXD则产生串行时钟,其余控制引脚可利用P1或P3口的I/O线产生控制信号。以下代码为显示编程范例,运行该程序后?屏幕上可显示大写的‘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'点阵*/
  
  0x1f,0x04,0x1f,0x00,/*字符‘H'点阵*/
  
  };?
  
  main
  
  {
  
  uchari;
  
  ucharx,y;/*定义x,y地址指针*/
  
  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]);??
  
  }
  
  }
  
  模式初始化函数
  
  voidmode_initiation(void)
  
  {
  
  ES=0;
  
  RES=1;/*复位液晶控制器*/;
  
  SCON=0x02;/*设置串行口为模式0*/;
  
  write_byte(cflag,0x21);
  
  /*PD=0,V=0,选择扩展指令集*/
  
  write_byte(cflag0x10);
  
  /*设置LCD工作电压*/
  
  write_byte(cflag0x20);
  
  /*PD=0,V=0,选择基本指令集*/
  
  write_byte(cflag0x0c);
  
  /*设置显示正常的工作模式*/
  
  }
  
  写入数据字节
  
  voidwrite_byte(ucharf,ucharb)
  
  {
  
  if(f==0)DC=0;
  
  elseDC=1;
  
  SCE=0
  
  SBUF=b;
  
  TI=0;);??
  
  SCE=1
  
  }
  
  5结束语
  
  由于LPH7366现已可以大量生产,因此?该液晶显示模块的价格非常低廉,而且由于其具有结构紧凑、耗电少、操作简便等特点,因而非常适合于便携式设备的应用和开发。
  
  
  
  

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