基于ETM8812K4的段碼液晶屏萬年歷的設計

劉波

（山東省威海市文登技師學院信息工程系，山東文登，264400）

段碼液晶屏幾乎可以說隨處可見，電子愛好者如果不能開發(fā)利用，實在是可惜。筆者手頭就有一塊液晶屏ETM8812K4-01，從郵購至今也未使用，現(xiàn)在網(wǎng)上可以搜索到該液晶屏的資料，決定試著開發(fā)使用。

圖1 點亮全部段碼的ETM8812K4液晶屏

1 ETM8812K4-01液晶屏簡介

把液晶屏ETM8812K4-01的顯示面向著自己，引腳在右側(cè)，共16個引腳，右上角為第1腳，右下角為第16腳，對應的引腳及功能如下：

1腳：CS片選；2腳：WR讀寫；3腳：AO數(shù)據(jù)，此部分為上半屏的段劃屏，采用串行傳輸方式，可顯示一些“8”字和特殊的字符。

4腳: +5V；5腳：GND。

6腳：RS；7腳：R/W；8腳：EN；9-16腳：數(shù)據(jù)口（相當于LCD1602的D0-D7）；6-16腳為LCD1602部分。

兩個顯示部分由各自的驅(qū)動電路驅(qū)動，可以單獨使用，也可以一起使用，上半屏由合泰HT1621或其兼容芯片驅(qū)動，下半屏由HD44780及兼容芯片驅(qū)動。LCD1602部分可以顯示16個5×7點陣字符，這里重點介紹上半部分。網(wǎng)絡上有合泰HT1621的PDF文檔，包括時序圖、操作方式等，讀者可以自行查閱。

要想使用段碼屏，必須知道各段的地址和數(shù)據(jù)，筆者對照該段碼屏的全部顯示內(nèi)容，并參考互聯(lián)網(wǎng)資料，把顯示的“8”字與市售數(shù)碼管的段位定義相同，把該段碼屏各地址對應的數(shù)據(jù)和顯示內(nèi)容歸納了一個表格，見表1。

表1

地址和顯示圖形 0x1a 0x19|| 第2個“8”地址和顯示圖形 0x18 0x17＜＜ 第3個“8”地址和顯示圖形 0x16 0x15>> 第4個“8”地址和顯示圖形0x13 0x12第5個“8” 一共127個段，0x13地址數(shù)據(jù)為0x08的段未設置地址和顯示圖形 0x11 0x10 TOTAL 第6個“8”地址和顯示圖形 0x0e 0x0d%上部 第7個“8”地址和顯示圖形 0x0b 0x0a S 第8個“8” “S”位于該字后邊地址和顯示圖形 0x08 0x07:第9個“8” “：”位于該字前邊地址和顯示圖形 0x06 0x05 F 第10個“8”地址和顯示圖形 0x01 1上部第11個“8” “1”位于該字的左邊地址和顯示圖形 0x03 0x04.第12個“8” “.”位于該字的左邊

注意：第11、12個數(shù)字“8”高四位和低四位的地址與前10個的排序是不同的。

其它字符的地址和對應的數(shù)據(jù):

USB :0x1b ,0x08 CARD :0x1b ,0x04

從左到右的10個方格:

0x14 ,0x08--0x14 ,0x02--0x14 ,0x04-0x0f ,0x08-0x0f ,0x04-0x0c ,0x04---0x0c ,0x02-0x0c ,0x08-0x09 ,0x08-0x09 ,0x04

：0x1b ,0x02 ELAPSED :0x14 ,0x01 REMAIN:0x0c,0x01 AUTO :0x09 ,0x02 CUE: 0x09 ,0x01

第6個“8”子后的冒號 0x0f ,0x02 M: 0x0f ,0x01

SINGLE :0x1e,0x08 CONTINUE: 0x1e,0x04 ROBO:0x1e,0x02 PITCH :0x1e,0x01

PROGRAM :0x1f,0x01 LOOP :0x1f,0x02 REPEAT:0x1f,0x04 1 :0x1f,0x08 ALL:0x13,0x08

“+”自上而下的地址和數(shù)據(jù) 0x00, 0x08 0x00,0x04 0x00, 0x02

“1” 自上而下的地址和數(shù)據(jù) 0x01,0x08 0x00, 0x01

2 測試ETM8812K4液晶屏

本以為段碼屏的驅(qū)動很難，其實并不難，互聯(lián)網(wǎng)上有HT1621的底層驅(qū)動程序，調(diào)用“HT1621.h”就可以點亮自己的段碼屏了。

// ==Ht1621驅(qū)動的液晶屏ETM8812K4-01測試程序main.c====

//本測試程序能夠測試HT1621的每一個字段，依次點亮每一個字段

#include “main.h”

//包含51單片機頭文件及數(shù)據(jù)類型聲明

#include“HT1621.h”// HT1621的底層驅(qū)動程序

void main()

{

unsigned char i,j,t;

Ht1621_Init();// - - 上電初始化LCD

Ht1621_delayms(5000);//- -延時一段時間

while(1){

Ht1621_delayms(2000);//- -延時一段時間

Ht1621WrAllData(0,Ht1621Tab,16);

//- -清除1621寄存器數(shù)據(jù)，即清屏

for (i=0;i＜32;i++)//- -循環(huán)點亮LED，共32個地址

{

t=0x01;

for (j=0;j＜4;j++)//每個地址有4個段，數(shù)據(jù)依次為1、2、4、8

{

Ht1621WrOneData(i,t);

t＜＜=1;//數(shù)據(jù)左移 1 位

Ht1621_delayms(500);//延時長點，便于準確標記每個段的地址和數(shù)據(jù)

}

}

}

}

段碼屏的每一個地址都有4個段，段值依次為1、2、4、8，向每一個地址依次寫段值就可以逐段點亮，有了底層驅(qū)動程序，編寫逐段點亮的顯示程序main.c，編譯生成16進制文件下載到單片機中，仔細觀察段碼屏的每一個段的顯示次序，就可以知道該段的地址和數(shù)據(jù)了。知道這些數(shù)據(jù)，采用底層驅(qū)動程序，向?qū)亩螌憯?shù)據(jù)，可以按要求顯示數(shù)字或個別特殊字符。

筆者使用Keil uVision4軟件編譯main.c沒有錯誤后，下載到單片機里，連接好電路實驗，結(jié)果段碼屏顯示不正常，見圖2。屏上有一部分沒有點亮，程序是沒有問題的，想到以前碰到液晶屏的導電橡膠接觸不良，難道這個也是？于是小心的把金屬外框拆下，把電路板和導電橡膠的接觸面都擦了一遍，結(jié)果還是那樣，懷疑玻璃與導電橡膠接觸有問題，拆下一看，不得了，液晶玻璃邊緣大約1cm長×2mm寬的地方碎了，碎的地方剛好有導電條和導電橡膠接觸，玻璃屑還未掉出來，看來是由于外力的撞擊，金屬框沒有緩沖（這也是這種封裝的液晶屏的缺點吧），直接導致玻璃碎了，好在只是邊沿的導電部分碎了，如果顯示面碎了，該液晶屏也只得報廢了。

圖2 顯示不完整的ETM8812K4液晶屏

那能不能用僅有的7個數(shù)碼管做個時鐘呢？答案是肯定的。為了程序的通用性，同時結(jié)合附表數(shù)據(jù)的使用，筆者編寫了1位數(shù)碼管顯示數(shù)字的各個段碼和轉(zhuǎn)為16進制數(shù)的函數(shù)—INT8U dat_buf(INT8U dat)，該函數(shù)對ETM8812K4-01液晶屏中第1至第10個數(shù)碼管是適用的，當要第11和12個數(shù)碼管顯示數(shù)字時，要把顯示數(shù)據(jù)的高四位和低四位顛倒一下。當你把某一個“8”字的各段的地址和該段的數(shù)據(jù)按數(shù)碼管畫出來的話，該函數(shù)是不難理解的。如果想顯示其它基于“8”字下的字符，還可以在該函數(shù)中繼續(xù)添加相關代碼，這是不難的。

既然該液晶屏還有LCD1602的功能，為何不用它來顯示日期呢？經(jīng)測試該屏雖然結(jié)構上可以顯示1行共16個自定義字符，但在驅(qū)動時要分兩行寫入，每行可以顯示8個自定義字符，第一行的起始地址是0x80，第2行的起始地址是0xc0。

3 DS1302的測試

筆者手頭有多塊DS1302時鐘芯片，決定好好利用一下，在調(diào)試過程中，不知都怎么折騰的，有的工作時發(fā)燙，只得斷電，不但顯示不正常，還不走時。其中的3塊，有的項為0，有的項不為0，但明顯的特征是秒為80，可讀寫，但不走時，還有一塊，全部的顯示內(nèi)容都為0，不可以寫，也不走時，這幾塊似乎都壞了，見圖3、圖4。查網(wǎng)上資料，說這種芯片有國產(chǎn)的，質(zhì)量比較差，很多人借此機會狠狠地黑了一把國產(chǎn)芯片，還有個問題是該芯片雙電源工作時，未切斷主電源而拆裝紐扣電池，這時極易導致DS1302發(fā)燙，甚至損壞。我在調(diào)試DS1302時，時鐘工作不正常，就曾拆過紐扣電池，應該是這個原因所致。找來舊設備拆下一塊好的DS1302，連好電路，經(jīng)過調(diào)試，時鐘工作正常。

圖3 顯示不正常的DS1302時鐘

圖4 顯示不正常的DS1302時鐘

網(wǎng)上說DS1302芯片顯示小時超過23，分或秒超過59的等等都是壞的。全部顯示項為0的那塊肯定是報廢了，其余3塊覺得似乎不大可能報廢，能不能改改軟件試試。筆者的程序中沒有調(diào)整秒的這一項，能不能在調(diào)整分的時候把秒清零（這樣調(diào)整時間可以更精準些），或者在此時先判斷秒是否超過59，超過則把秒清零。按此想法把程序改了一下，結(jié)果那3塊DS1302竟然起死回生了，每塊實驗一個周都沒問題。當然若其他項超過正常值，是不是也可以這樣做？應該可以，有類似問題的讀者朋友不妨可以試一試，說不定你的DS1302也能起死回生了。

4 DS1302萬年歷可調(diào)時鐘電路及軟件

圖5為筆者設計的DS1302萬年歷可調(diào)時鐘電路，由于是Proteus仿真電路，只有LCD1602顯示部分，而沒有HT1621的段碼顯示部分，整個電路采用單面萬能板制作，見圖6～圖8，還未來得及為這個時鐘做一個漂亮的外殼。P0口的低3位作LCD1602的控制端，高4位作LCD1602的數(shù)據(jù)口。P2口的高3位作HT1621顯示的接口，低3位作DS1302時鐘芯片的控制。為了減小DS1302的功耗，其主電源VCC2端串有390Ω電阻，這里沒有采用集成的4輸入端的入門電路，而采用4只二極管構成的4輸入端的入門電路，任何一個按鍵按下都能觸發(fā)外部中斷0，各按鍵下端都接地，上端分別接P3口的高四位。LCD1602顯示年月天星期和調(diào)整項，正常工作時調(diào)整項Adjust_Index為-1，實際顯示“/”，調(diào)整年顯示6，調(diào)整月顯示4，調(diào)整天顯示3，調(diào)整小時顯示2，調(diào)整分鐘顯示1。由于LCD1602能直接顯示ASCII碼，所以不用編寫復雜的數(shù)據(jù)表。HT1621驅(qū)動的段碼液晶屏使用前6個8字顯示時分秒，時分是大字，秒是小字，這樣看起來效果也是不錯的。

圖5 DS1302萬年歷可調(diào)時鐘電路

圖6 覆銅板的銅箔面

軟件包含7部分：HT1621.h、DS1302.h、DS1302.c、LCD1602_4bit.h、LCD1602_4bit.c、main.h、 main.c，詳細源代碼見壓縮包，圖9為main.c文件流程圖。

主程序的無限循環(huán)部分，不斷讀取DS1302的數(shù)據(jù)，如果達到鬧鈴時間則鬧鈴響。定時器0中斷一次需50ms，每隔200ms LCD1602和段碼屏作輪流顯示。外部中斷0作按鍵的處理工作。程序中注釋詳細，這里不再贅述。

筆者用keil uvision4編譯時會出現(xiàn) 警 告：“WARNING L15: MULTIPLE CALL TO SEGMENT（意思是發(fā)生了重入）”。原來是液晶屏的兩個顯示函數(shù)同時被中斷函數(shù)和主函數(shù)調(diào)用，這樣有可能引起程序沖突，而出現(xiàn)重復調(diào)用的警告，筆者開始忽略了這個問題，定時器初始化后立即開啟中斷，然后主程序調(diào)用LCD1602和HT1621的顯示函數(shù)，中斷函數(shù)仍然調(diào)用這兩個顯示函數(shù)，這樣主程序調(diào)用的顯示函數(shù)未執(zhí)行完，定時器中斷調(diào)用的顯示函數(shù)也發(fā)生了，從而使子函數(shù)調(diào)用發(fā)生沖突，所以導致調(diào)試不正常，因此就亂懷疑，導致DS1302損壞。最后，筆者把代碼改了，主程序的初始化部分在開啟中斷前調(diào)用顯示函數(shù)，LCD1602顯示“年、月、W、：”，而段碼屏則完成清屏動作，并且要延時2秒，確保液晶屏的顯示完成，再開啟中斷，讓LCD1602和HT1621分時顯示，這樣盡管出現(xiàn)了L15的警告代碼，但實際上是不會出現(xiàn)沖突的，可以忽略這個警告，調(diào)試成功。

圖7 覆銅板的元件面

圖8 正常工作中的DS1302時鐘

圖9 main.c流程圖

5 總結(jié)

（1）線路板的設計規(guī)劃、甚至焊接技術都有待提高。（2）軟件設計還可以優(yōu)化，鬧鈴時間的設置能夠調(diào)節(jié)就好了。當然，還可以設置多個鬧鈴。（3）DS1302運行還是有誤差的，如果能在軟件上自動修正就好了。（4）調(diào)整項在調(diào)整時能閃爍就好了。（5）如果能給時鐘做個外殼就好了。