GD32F190

日常生活中常見到段碼式液晶屏幕。它有普通的數碼管的特征，又有點陣LCD的特征，固定的圖形，省成本而又好看。全新的GD32F190系列5V寬電壓高抗噪Cortex-M3內核MCU，內置了段碼式LCD控制器可直接驅動256(8×32)個段碼以實現高質量、高對比度的液晶顯示。那么，我們就來一起了解一下！

段碼式液晶屏的重要參數：工作電壓、占空比、偏壓比。這三個參數非常重要，必須都要滿足。

段碼式液晶屏的驅動方式：根據 LCD 驅動原理可知，LCD像素點上只能加上AC電壓，LCD顯示器的對比度由COM腳上的電壓值減去SEG腳上的電壓值決定，當這個電壓差大于LCD的飽和電壓就能打開像素點，小于LCD閾值電壓就能關閉像素點。

不要以為用MCU來驅動就認為段碼LCD是直流驅動的，其實，段碼屏是交流驅動，就是用矩形波、正弦波來驅動。段碼屏主要有兩種引腳：COM和SEG，跟數碼管很像。通常，為了節約驅動口，將多個背電極連在一起，形成公共背電極端：COM。另外，再將屬于不同COM的段電極連接在一起，形成公共段電極端：SEG。當在某個COM和某個SEG之間加了足夠的交流電壓之后，就會將對應的段點亮（實際上是變黑）。但是，壓差必須是交替變化，例如第一時刻是正向的3V，那么第二時刻必須是反向的3V。注意一點，如果在LCD加上穩定的直流電壓，不但不能正常顯示，時間久了還會損壞LCD。

還有兩個重要的參數，分別是占空比(Duty) 和偏置(Bias)。由于段碼屏一般是采用時分動態掃描的驅動模式，在此模式下，每個COM的有效選通時間與整個掃描周期的比值即占空比(Duty)是固定的，等于1/COM數。由于LCD的SEG/COM的驅動波形為模擬信號，而各檔模擬電壓相對于LCD輸出的最高電壓的比例就稱為偏置，而一般來講，Bias是以最低一檔與輸出最高電壓的比值來表示。

還需要建立一個緩沖區，當需要修改顯示字符時，就修改緩沖區中的內容。為了顯示字符，需要事先把需要顯示的字符按照SEG和COM的分布，制作成數據保存起來， 需要顯示時，就把它復制到顯示緩沖區中對應的位置去。另外，由于輸入的參數是字符的ASCII碼， 因此還需要將ASCII碼轉換為對應的字符圖案的索引值。使用一個專門的函數來完成這些轉換和填充緩沖區，在需要修改顯示數據時，就調用該函數。

GD32F190 MCU內置的LCD驅動器就通過自動產生SEG和COM交流電壓信號來直接驅動段碼式LCD顯示。該驅動器可以驅動單色液晶顯示器(LCD)，這是一種由若干段(像素或完整的符號)構成的，有可見和不可見兩種狀態的顯示屏。LCD驅動器支持最大32個SEG和8個COM。

GD32F190 MCU內置LCD驅動器主要特性

可配置幀率

單個SEG或所有SEG的閃爍

支持靜態、1/2、1/3、1/4、1/6和1/8占空比

支持1/2、1/3和1/4偏置

雙路緩沖器可多達8x32位寄存器來存儲LCD_DATAx

對比度也可通過配置死區時間來調整

VLCDrail解耦能力

我們簡單介紹一下LCD驅動器的結構原理。LCD控制器里面的時鐘發生器可以從輸入時鐘產生LCD時鐘，LCD時鐘可以驅動閃爍控制和SEG/COM驅動器。閃爍控制可以產生閃爍頻率和閃爍像素，SEG/COM驅動器可產生SEG和COM信號輸送到ANALOG矩陣，且ANALOG矩陣可實現SEG和COM電壓。

GD32F190 MCU的LCD REG寄存器就是LCD控制器的寄存器，包括LCD_CTLR、LCD_CFGR、LCD_SFR、LCD_ICR和LCD_DATAx五個寄存器，它們可通過APB總線配置，且可使CPU產生中斷。LCD控制器也支持閃爍功能。閃爍模式可通過LCD_CFGR寄存器中的BLKM位來控制，以允許在SEG和COM上閃爍單個段或所有段。

對于GD32F190Cx (LQFP48封裝)和GD32F190Rx (LQFP64封裝)來說，內置LCD控制器既可以選擇由MCU內部電荷泵供電也可以選擇由P1腳引入外部電源供電。特別提示無論哪種供電方式，都需要在P1腳連接一個0.1uF~1uF的濾波電容。如下圖所示：