基于单片机的LCD驱动接口设计毕业论文.docx

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基于单片机的LCD驱动接口设计毕业论文

基于单片机的LCD驱动接口设计

摘要

液晶显示技术是现代电子技术的一种高新技术产物。

随着世界消费电子产品制造业的不断升级，类似手机、数码相机、PDA、GPS、电子游戏机、MP3播放器、PMP等设备对显示器性能要求也越来越高，液晶显示则成为了首选，产品产量也迅速增加。

液晶显示器具有厚度薄、适于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点。

液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就显示黑色，这样就可以显示出图形。

随着3G时代的即将到来，LCD与消费性电子产品的结合会越来越紧密，那么，LCD的驱动技术也将是一个值得大家讨论和关系的话题。

结合科技发展的趋势与个人的技术能力，本设计采用台湾凌阳科技有限公司推出的16位单片机作为主控制模块和GPG12063YS3LCD模块，运用COG技术将SPLC501A驱动控制芯片内嵌在LCD玻璃上，完成集行、列驱动器和控制器于一体的液晶显示模组。

SPLC501A单芯片液晶驱动可以直接与其他微控制器接口总线相连，微控制器可以将显示数据通过8位数据总线或者串行接口写到SPLC501A的显存中，实现字符、汉字、图形等的显示。

关键词单片机；LCD；显示驱动

BasedonSCMLCDdriverinterfacedesign

Abstract

LCDdisplaytechnologyisakindofelectronictechnology.Astheworld'sconsumerelectronicsmanufacturingescalated,likemobilephones,digitalcameras,PDA,GPS,electronicgame,MP3player,PMPequipmentperformancerequirementstodisplayismoreandmore,suitableforlargescaleintegratedcircuitdirectlydrivenandeasytorealizefullcolordisplaycharacteristics.TheLCDprincipleistousethephysicalpropertiesofthedisplay,throughthevoltagecontrolledarea,then,thatcanshowblackshowedgraphics.

Withtheupcoming3Gera,LCDandconsumerelectronicsproductswillbemoreclosely,thecombinationoftechnology,LCDwillalsobeaworthyofdiscussionandrelationship.Withthedevelopmentofscienceandtechnologytrendsandpersonalskills,thisdesignUSEStheTaiwansunplustechnologyCo.,LTD.Of16microcontrollerasthemaincontrolmoduleandGPG12063YS3LCDmodule,usingSPLC501ACOGtechnologywilldrivecontrolchipembeddedinLCDglass,completeset,columndrivesandintegratedcontrollerLCDmodule.SPLC501AsinglechipLCDdrivercandirectlywithothermicrocontrollerinterfacebuses,microcontrollercandisplaydatathrough8bitsofdatabusorserialinterfaceSPLC501Awroteinthememoryusage,characters,charactersandgraphics,etc.

Keywords　SCM;LCD;DisplayDrive

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摘要……

Abstract

第1章绪论1

1.1课题背景1

1.2国内外LCD技术的发展情况1

1.3论文研究的内容3

第2章LCD显示原理及相关器件介绍4

2.1LCD相关知识简介4

2.1.1LCD的显示原理4

2.1.2STN-LCD介绍4

2.2LCD液晶显示器件的控制方式与驱动原理7

2.2.1液晶显示器的显示控制原理7

2.2.2液晶显示器的驱动原理7

2.2.3点阵LCD的驱动显控原理8

2.3SPLC501液晶显示模组8

2.3.1系统主要功能与基本参数8

2.3.2系统工作条件9

2.3.3SPLC501A驱动控制器芯片9

2.3.4液晶显示器结构原理10

2.3.5显示RAM区映射情况12

2.3.6行列地址13

2.4单片机及控制模块介绍15

2.4.1单片机概述15

2.4.2SPCE061A16位单片机介绍15

2.5本章小结18

第3章系统硬件设计19

3.1系统构成19

3.1.1接口总体设计19

3.1.2系统端口连接19

3.1.3接口总线时序20

3.1.4接口设计22

3.1.5模组接口接线原理图23

3.1.6接口设计及引脚定义23

3.1.7模组接口及实物对照24

3.2控制方法即控制指令25

3.3本章小结29

第4章SPLC501液晶显示模组驱动程序30

4.1驱动程序架构30

4.2SPLC501液晶显示模组控制流程31

4.3常用功能函数介绍（用户API）33

4.4本章小结35

结论36

致谢37

参考文献38

附录A39

附录B47

附录C54

附录D55

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绪论

1.1课题背景

液晶显示器（LiquidCrystalDisplay，LCD）自从1988年被发现至今，已经成为数字时代的视窗。

从手持式电子设备、电视机到电脑监视器，LCD是最重要的零件之一。

随着时尚、健康和环保概念的日益深入人心，人们对显示系统的要求越来越高。

欧洲部分国家已经制定法律，从2005年开始禁止销售和使用CRT显示器。

LCD的诸多优势正逐渐被广大消费者所认可，LCD显示器市场也已经成为商家争夺的焦点。

液晶显示器具有诸多优点：

LCD显示器比普通CRT显示器能够节省大量空间，它的重量仅为同屏幕尺寸的CRT显示器的17左右，它的耗电量仅为CRT显示器的14；同时，LCD显示器有利于使用者的健康，可以说是一种真正意义上的无辐射产品；另外，由于不存在电子束的汇聚问题，LCD显示器不存在几何失真和散焦现象，新一代的LCD还具有不受电磁场的干扰、亮度较高、视角宽广的特点。

在基于单片机的智能系统中，汉字显示模块是很重要的组成部分，它应用广泛、操作容易、调试简便。

然而，在单片机上显示汉字存在几个问题。

首先，单片机资源有限，我们不能为了显示汉字占用太多的资源；其次，汉字存储读取比较繁琐，使用不方便；第三，汉字是通过点阵显示出来的，往往与LCD写入方式不一样，这就的进行转换和调整。

基于单片机的汉字显示不能在字符LCD上实现。

使用图形LCD有很多优点，不仅能显示字符、汉字，而且可以实现汉字动态移动和上下滚屏，实现汉字与图形的混合显示，同时功耗低。

基于单片机的LCD接口技术的研究，具有很好的实用价值。

在现代科学技术不断发展的今天，设计实现具有高可靠、低成本的面向单片机应用的LCD接口设计是本论文研究的目标和意义所在。

本设计就是采用SPLC501A芯片，将液晶显示控制驱动器，集行、列驱动器和控制器于一体的液晶显示模块，以高度集成为特点。

该芯片在保证其性能的同时，又不增加其成本，它适用于各种小规模显示模块。

1.2国内外LCD技术的发展情况

自从1972年美国Brody提出有源矩阵的概念以来,已过去了三十多年。

日本于1991年实现了TFT-LCD的量产。

在二十世纪九十年代,日本从第一代（300×400mm）TFT-LCD生产线发展到第4.5代（730×920mm）TFT-LCD生产线。

这十年在TFT-LCD产业内基本上是日本“一枝独秀”的局面。

然而韩国和中国台湾分别从九十年代中期和九十年代末开始发力，赶超日本，到今天形成了韩国、中国台湾、日本三足鼎立（而且是韩国、中国台湾争先、日本渐落后）的局面。

值得注意的是随着两条第5代TFT-LCD生产线的建设，中国大陆也加入到竞争的行列之中。

下面是国内外LCD产业的发展情况。

1．全球LCD产业的发展

TFT产业已形成了十多年，由九十年代初的第1代线（300×400mm）发展到现在的第7代线（1870×2200mm），三星已宣布建第8代线（2300×2600mm），其发展速度是惊人的。

综观整个产业，大体上以第5代线（1100×1300mm）为分界线，分成两大部分：

即1代线到4.5代线和5代线到8代线。

之所以将第5代线作为分界线是基于以下两个因素：

一是从1代线到4.5代线各代线之间玻璃基板尺寸增加不大，1代线（0.12m2）→2代线（0.17m2）→3代线（0.36m2）→4代线（0.60m2）→4.5代线（0.67m2）但5代线比4.5代线玻璃基板面积陡然增大1倍多，达到1.43m2，以后几代线面积增长更快，6代线（2.78m2）→7代线（4.11m2）→8代线（5.98m2）。

由于基板面积大幅增加，导致设备变得庞大，6代线的PECVD已重达40吨，占地面积约一百平方米。

高世代TFT-LCD工厂事实上已经成了名副其实的重工业。

据了解，6代以上线的大型设备已经无法整体运输，必须在TFT-LCD工厂内组装，这样一来，TFT-LCD生产线的投资大幅增加，直逼乃至超越晶圆厂的投资。

TFT-LCD产业已经在我国兴起，既然在过去的二十多年内我国的电视、电脑、手机及其他家电业走过了一条从小到大、从弱到强的成功之路，我国TFT-LCD产业也会迎来辉煌的明天。

二是5代以上线主要用于生产监视器和大尺寸电视，因此在技术上相比低世代线有以下几方面的重大改进：

采用液晶滴下技术（ODF）和采用宽视角技术。

由于基板玻璃面积很大，几乎在所有的工序上都要求更加严格的均匀性和稳定性，从而在设备、工艺、材料等方面都要有大的改进。

基板运输成了5代以上线一个突出的问题，需要采用全新的技术以保证基板在运输过程中的安全性。

全球第1代线到第4.5代线共有49条，年投产面积为980万m2。

第1、2代线全球有16条，大多已建了8~10年或更长的时间，其中大部分线在日本。

这些生产线设备老化，技术水平较低，日本正将一些第2代线改为LTPS生产线，用于生产手机、PDA等中小尺寸产品。

比较有效率的是第3代（含3.5代）和第4代线（含4.5代），全球共有31条。

其中日本14条，中国台湾12条，韩国5条，这些生产线主要用于生产笔记本电脑、监视器和少量电视。

自从2002年韩国LG和三星相继建成第5代线以来，日、韩、中国台湾纷纷加大投资力度，规划并陆续建立