专利名称：单色stn液晶屏多灰阶显示控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液晶屏显示控制装置，尤其涉及一种利用MCU接口 进行单色STN液晶屏多灰阶显示控制的装置。
背景技术：
液晶屏从驱动方式上分TN型、STN型、TFT型。STN型液晶屏又称为超扭 曲向列型液晶显示屏，单色STN液晶屏，顾名思义就是只能显示单色的液晶 屏，只有前景色和背景色的区分，但是在使用过程中，经常需要具有一定层 次感的显示，采用彩色液晶屏的成本又比较高，而常见的MCU接口液晶显示控 制器，控制单色屏显示都只能显示单色，也有采用专用芯片进行灰阶显示的 控制器，其指令比较复杂，而且需要复杂的初始化设置。设计一种成本低 廉、结构简单的多灰阶STN液晶屏控制装置，就成为本实用新型要解决的问 题。
发明内容
鉴于上述现有技术中的不足，本实用新型旨在提供一种单色STN液晶屏 多灰阶显示控制装置，MCU接口通过它可以控制单色STN液晶屏实现四级灰阶 显示。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的
所述单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，包括MCU接口、显示控制单 元、显示存储单元、时序产生单元和液晶屏接口。显示控制单元在时序产生 单元的控制下通itMCU接口接收数据，并在显示存储单元的辅助下将八位数据 按照4x2位分配，每两位对应一个像素，通过时间抖动，经液晶屏接口驱动
4外接单色STN液晶屏实现四级灰阶显示。显示存储单元用于存储显示数据信 會
所述时序产生单元产生包括驱动液晶屏的帧信号FLM、数据锁存信号LP、 数据移位信号CP、交流驱动信号M以及其它单元的控制时序。
所述显示控制单元以帧信号FLM的频率控制显示存储单元的数据读取，并 进行数据流转换。
所述显示控制单元包括接口控制单元、读写地址及数据处理单元、数据 仲裁单元、地址转换单元、八位数据流转换单元和灰阶控制单元。接口控制 单元暂存MCU接口中读、写、寄存器选择的状态。读写地址及数据处理单元用 于暂存高、低8位地址及MCU的读写数据。数据仲裁单元控制数据通道的传输 方向，并根据接口控制单元信号对显示存储单元写入数据或读取数椐。地址 转换单元将显示存储单元的地址转换为液晶屏的显示地址。八位数据流转换 单元负责将显示存储单元中的数据按照地址读取出来，并以帧信号FLM的频率 控制数据流按液晶屏显示地址刷新液晶屏。灰阶控制单元将读取的八位数据 按照4x2位分配，每两位对应一个像素，通过时间抖动实现四级的灰阶。
所述时间抖动是根据一个像素对应的两位数据"0"和"1"的时间分配 来实现的。
所述数据仲裁单元在刷新液晶屏的间隙时间里完成对显示存储单元写入 或读取数据过程。
所述显示控制单元为可编程逻辑器件。 所述显示存储单元为异步静态随机存储器。 所述时序产生单元为晶体振荡器。
本实用新型采用简单的指令方式写高、低八位地址，写显示数据或读 显示数据，无需进行任何的初始化，直接写地址和直接读写数据的方式，避 免了因为需要初始化而给MCU带来了不必要的资源开销。同时，利用时间分配的长短，采用时间抖动方式实现数据的四次刷新，完成四级灰阶显示，具有 结构简单、控制可靠、使用方便的优点。
图l为本实用新型的结构流程图。
具体实施方式
本实用新型适用于INTEL8080时序MCU的并行接口 ，控制320x240分辨率 的单色STN液晶显示屏。
以下结合附图l对本实用新型作进一步的描述
本实用新型所述的单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，包括MCU接口 1 、 显示控制单元3、显示存储单元5、时序产生单元4和液晶屏接口6。其中，显 示存储单元5用于存储显示数据信息，显示存储单元5为异步静态随机存储 器。时序产生单元4为晶体振荡器，时序产生单元4为各接口和单元提供标准 时间控制。显示控制单元3为可编程逻辑器件，显示控制单元3在时序产生单 元4的控制下通过MCU接口 l接收数据，并在显示存储单元5的辅助下将八位数 据按照4x2位分配，每两位对应一个像素，通过时间抖动的方式，经液晶屏 接口驱动外接单色STN液晶屏实现四级灰阶显示。
MCU接口1以INTEL8080时序为主，即8位数据总线(DO ~ D7 )、读写信号 线(/WR， /RD)、片选信号线(/CS),寄存器选择信号(RS)，通过/CS选 通本装置，RS选通指令或数据寄存器，/WR上升沿写入指令或数据，/RD低电 平时读出显示数据。
液晶屏接口6包括显示数据信号D0 D3、帧信号FLM、数据锁存信号LP、 数据移位信号CP、交流驱动信号M，显示开关信号DISP。时序产生单元4用于 产生包括驱动液晶屏的帧信号FLM、数据锁存信号LP、数据移位信号CP、交流 驱动信号M以及其它单元的控制时序。
显示控制单元3还包括接口控制单元2、读写地址及数据处理单元7、数据曰一屏
仲裁单元ll、地址转换单元12、八位数据流转换单元8和灰阶控制单元9。
接口控制单元2中暂存MCU接口读、写、寄存器选择的状态，控制和记录
MCU接口连接状态，保证数据顺利传输。
读写地址及数据处理单元7用于暂存MCU的读写数据，并为这些数据提供
存储时的高、低8位地址，确保数据可以在显示存储单元5中准确存储和再次
被读取。
数据仲裁单元ll负责仲裁数据传输方向、合理分配刷新液晶屏显示和MCU 操作时间。数据仲裁单元ll在刷新液晶屏的间隙时间里，根据接口控制单元2 的读、写信号完成对显示存储单元5写入数据或读取数据的操作过程，传输通 道使用合理，读写数据高效、快捷。
地址转换单元12将存储数据在显示存储单元5中的地址转换为适合液的 的显示地址，保证读取后的显示数据可以准确的输出在液晶屏的规定位置 上。
八位数据流转换单元8负责将显示存储单元5中已确定显示地址的八位数 据流读出，并以帧信号FLM的频率控制数据流按液晶屏显示地址刷新液晶屏。
灰阶控制单元9将读取的八位数据按照4x2位分配，每两位对应一个像 素。两位数据组合为OO、 01、 lO或ll,如果为00则一直显示"0",为黑色； 如果为Ol，则显示"0"和显示"1"的频率为2:1，即每显示两次"0"后就 显示一次"1"，实现暗灰阶；如果为IO，则显示"0"和显示"1"的频率为 1:2,即每显示一次"0"后就显示两次"1"，实现亮灰阶；如果为ll则一直 显示"1"，为白色；这样就实现了黑色、暗灰阶、亮灰阶和白色共四级灰 阶，并通过液晶屏接口 6完成单色STN液晶屏多灰阶显示的有效控制。
其工作流程如下
步骤一 上电后，时序产生单元4产生包括驱动液晶屏的帧信号FLM、数 据锁存信号LP、数据移位信号CP、交流驱动信号M以及其它单元的控制时序等；
步骤二八位数据流转换单元8以帧信号FLM的频率从显示存储单元中读 取数据，通常以60Hz或液晶屏的典型刷新频率作为帧数据的读取频率，此 时，数据仲裁单元ll负责对数据通道进行仲裁，以确定是在刷新液晶屏的间 隙时间里，根据接口控制单元2的信号，对显示存储单元5写入数据或读取数 据。
步骤三如果是读取数据，八位数据流转换单元8将数据读出，而地址 转换单元12会将读取数据时的存储地址转换为液晶屏的显示地址，通过时序
信号指定读取数据以后所要移位到液晶屏上的对应位置。
步骤四灰阶控制单元9将读取的八位数据按照4x2位分配，每两位对应 一个像素，通过两位数据"0"和"1"在时间上的不同分配，即时间的抖动 实现四级的灰阶，完成简单的指令式读取数据的多灰阶显示过程。
步骤五如果步骤二为写入数据，接口控制单元2会将读写地址及数据 处理单元中已分配好存储地址的MCU接口读写数椐存入显示存储单元5中。接 口控制单元2同时会根据暂存MCU接口1中读、写、寄存器的选择状态信息，接 受和处理MCU通itMCU接口l发出的读或写的指令，同时发出的写指令或写数据 的指令，最后是地址或数据信息，当然/WR应为低电平，以保证MCU接口1数据
接收的连贯性和持续性。
以上所迷，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护 范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技 术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。
权利要求1、单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，其特征在于，包括MCU接口、显示控制单元、显示存储单元、时序产生单元和液晶屏接口；所述显示控制单元在时序产生单元的控制下通过MCU接口接收数据，并在显示存储单元的辅助下将八位数据按照4×2位分配，每两位对应一个像素，通过时间抖动，经液晶屏接口驱动外接单色STN液晶屏实现四级灰阶显示；所述显示存储单元用于存储显示数据信息。
2、 根据权利要求1所述的单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，其特征 在于，所述时序产生单元产生包括驱动液晶屏的帧信号FLM、数据锁存信号 LP、数据移位信号CP、交流驱动信号M以及其它单元的控制时序。
3、 根据权利要求1所述的单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，其特征 在于，所述显示控制单元以帧信号FLM的频率控制显示存储单元的数据读取， 并进行数据流转换。
4、 根据权利要求1或3所述的单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，其特 征在于，所述显示控制单元包括接口控制单元、读写地址及数据处理单元、 数据仲裁单元、地址转换单元、八位数据流转换单元和灰阶控制单元；所述接口控制单元暂存MCU接口中读、写、寄存器选择的状态； 所述读写地址及数据处理单元用于暂存高、低8位地址及MCU的读写数据；所述数据仲裁单元控制数据通道的传输方向，并根据接口控制单元信号 对显示存储单元写入数据或读取数据；所述地址转换单元将显示存储单元的地址转换为液晶屏的显示地址；所述八位数据流转换单元负责将显示存储单元中的数据按照地址读取出 来，并以帧信号FLM的频率控制^t据流按液晶屏显示地址刷新液晶屏；灰阶控制单元将读取的八位数据按照4x2位分配，每两位对应一个像素，通过时间4牛动实现四级的灰阶。
5、 根据权利要求4所述的单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，其特征 在于，所述时间抖动是根据一个像素对应的两位数据"0"和"1"的时间分 配来实现的。
6、 根据权利要求4所述的单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，其特征 在于，所述数据仲裁单元在刷新液晶屏的间隙时间里完成对显示存储单元写 入或读取数据过程。
7、 根据权利要求4所述的单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，其特征 在于，所述显示控制单元为可编程逻辑器件。
8、 根据权利要求1所述的单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，其特征 在于，所述显示存储单元为异步静态随机存储器。
9、 根据权利要求1或2所述的单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，其特 征在于，所述时序产生单元为晶体振荡器。
专利摘要本实用新型提供一种单色STN液晶屏多灰阶显示控制装置，包括MCU接口、显示控制单元、显示存储单元、时序产生单元和液晶屏接口，显示控制单元在时序产生单元的控制下通过MCU接口接收数据，并在显示存储单元的辅助下将八位数据按照4×2位分配，每两位对应一个像素，通过时间抖动，经液晶屏接口驱动外接单色STN液晶屏实现四级灰阶显示。其采用简单的指令方式读、写显示数据及写高、低八位地址，避免了初始化给MCU带来的不必要资源开销，同时，根据两位数据采用时间抖动的方式完成四级灰阶显示，结构简单、控制可靠、使用方便。
文档编号G02F1/133GK201397655SQ20092010728
公开日2010年2月3日 申请日期2009年4月28日 优先权日2009年4月28日
发明者杨德文, 高启寅, 黄际雷 申请人:北京德为视讯科技股份有限公司