目前市场上常见有字段式、字符式、图形式等多种液晶显示模块。本文以北京生产的YXM0306型显示模块为例介绍字段式液晶显示模块的原理和应用。
表1列出了YXM系列的几种字段式液晶显示模块的型号规格。
表1字段式液晶显示模块
型号 规格 字高/宽 模块尺寸 视屏尺寸 安装孔距 驱动、控
（mm） （mm) (mm) (mm)
YXM0006 4位 12／6 70×42×16 47.5×20 64 HD44100
YXM0306 6位 9／4.5 68×30×10 47.5×14.5 62 PCF8576
YXM0005 6位 12／6 75×46×23 63×20 67/39 HD61602
YXM0308 10位 10／4 96×32×13 74×14.5 90 PCF8576
YXM0306的装配图与外形图分别见图1（a）、（b）。该模块由具有I\(^{2}\)C总线接口的液晶显示控制驱动电路PCF8576和6位7段式液晶显示屏YXY6033D组合而成。其原理方框图如图2所示。
特点：YXM0306采用二线制I\(^{2}\)C总线接口的驱动电路，使用时不再需要对总线接口电路进行设计。其集成化的寻址和数据传输协议系统的结构均是可编程的，完全由软件来设置，灵活性强。该模块与计算机之间的连接仅需两根信号线，使用非常方便。另外，YXM0306功耗非常低，在特定要求时，工作电流可做到100μA以下。同时，该模块还具有高噪声抑制能力。
主要端口功能：1．V\(_{DD}\)：＋5V；2．VSS：0V；3．SCL：串行时钟线（双向传输）；4．SDA：串行数据线（双向传输）。
程序编制要求
1．I\(^{2}\)总线说明
在I\(^{2}\)C总线上，每一数据位的传输都有一个时钟脉冲相对应。而其逻辑“0”和逻辑“1”的信号电平取决于相应的电源V\(_{DD}\)的电压，这是由于I2C总线适合用作各种类型的电路。数据传输时，在时钟信号为高电平期间，数据线的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线的数据才允许变化，如图3所示。
起始和终止状态：在I\(^{2}\)C总线的工作过程中，有两种特定状态被分别定义为起始信号状态和终止信号状态，如图4所示。在时钟线保持高电平期间，数据线由高电平向低电平的变化是一种特定的状态“S”，它被定义为一个起始信号。在时钟线保持高电平期间，数据线由低电平向高电平的变化是另一种特定状态“P”，它被定义为一个终止信号。
数据传输时，每一个字节必须保证8bit。但对每一次传送而言，可被传送的字节数是没有限制的。每一个被传送字节的后面都必须跟一位应答位，传送数据从最高有效位(MSB）开始，最后是应答位。在应答信号的时钟位上，接收器（即PCF8576）必须在数据线上输出一个低电平信号。同时，在这位时钟信号的整个高电平期间，应使数据线保持稳定的低电平状态，从而完成应答信号的输出。数据传送与应答信号的时序关系如图5所示。
2．I\(^{2}\)C总线的设置
在传送最后一条指令字节之后，紧接着传送显示数据字节。这些显示数据字节被存储在显示RAM中，按照被数据计数器和辅助地址计数器设定的地址顺序排列。数据计数器和辅助地址计数器被自动地修正。数据被直接送给指定的PCF8576芯片，每一个字节的认定是由A0、A1、A2所定义的PCF8576产生的。在最后一个显示数据传送完后，I\(^{2}\)C总线主动发出一个停止状态“P”。I2C总线的设定如图6所示。
3．指令译码器
指令译码器用于识别送到I\(^{2}\)C总线的操作数据。所有指令的传送依靠一个扩展位C（位配置中最有效的一位，见图7)，当该位置“1”，表示下一个传送的字节为操作指令，若置“0”，则表示本字节是最后一条操作指令，接着传送的数据是显示数据。操作指令的定义如表2所示。
液晶显示字段的排列方式、显示RAM中存储代码格式及I\(^{2}\)C总线上传送的显示字节代码格式分别见图8（a）、（b）、（c）。
4．YXM0306模块指令参量的设置。
(1）I\(^{2}\)C总线辅助地址字：根据图6要求与模块内部设定，其辅助地址字设为01110000B即为70H（SA0接V\(_{SS}\)）。
(2）驱动方式控制字：M1 M0设为“11”（驱动占空比取1／3）；B设为“0”（驱动偏压取1／3）；E设为“1”（显示允许）；LP设为“0”（正常工作方式）；最高位C设为“1”。其指令代码为：11001011B即为CBH。
（3）数据装载字：设数据装载字自最后一位开始，取P0～P5均为“0”，最高位C设为“1”，其指令代码为10000000B即80H。
（4）器件选择字：模块内部设定A0～A2接V\(_{SS}\)（“0”电平），最高位C取“0”（最后一条指令字表示下面传送的数据为显示数据）。其指令字代码为01100000B即60H。
5．I\(^{2}\)C总线模拟传送技术
在大多数的单片机应用系统中，I\(^{2}\)C总线系统一般为单主结构形式，即只存在着主方式。I2C总线数据的传送状态比较简单，没有总线的竞争与同步，只存在单片机对I\(^{2}\)C总线器件节点的读（主接收）、写（主发送）操作。因此节点上可以采用不带I2C总线接口的单片机，如8031，8098，68HC05等，利用这些单片机的普通I／O口来实现I\(^{2}\)C总线上的主节点对I2C总线器件的读写操作。
在实际编制程序时，用普通I／O口模拟I\(^{2}\)C总线的数据传送，只要保证起始、终止、数据发送、保持和应答信号满足相应的时序要求即可。（贺松芳）