LCD屏学习报告
LCD屏学习报告
一、LCD简介
二、LCD屏的分类
三、LCD屏的显示原理
四、LCD屏的基本结构件
五、LCM的主要显示效果参数
六、LCD主观效果测试评估方法
七、LCD/LCM主要模组厂家和IC厂家
八、LCD屏未来的发展趋势
一、LCD简介
LCD（ Liquid Crystal Display 的简称）液晶显示器。LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片，通过TFT 上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向，从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的。
按照背光源的不同，LCD可以分为CCFL和LED两种。
CCFL
指用CCFL（冷阴极荧光灯管）作为背光光源的液晶显示器（LCD）。CCFL 的优势是色彩表现好，不足在于功耗较高。
LED
指用LED（发光二极管）作为背光光源的液晶显示器（LCD），通常意义上指 WLED（白光 LED）。
LED 的优势是体积小、功耗低，因此用 LED 作为背光源，可以在兼顾轻薄的同时达到较高的亮度。其不足主要是色彩表现比 CCFL 差，所以专业绘图 LCD 大都仍采用传统的 CCFL 作为背光光源。
LCD制成
二、屏的种类
随着手机彩屏的逐渐普遍，手机屏幕的材质也越来越显得重要。手机的彩色屏幕因为LCD品质和研发技术不同而有所差异，其种类大致有TFT 、TFD、UFB、STN和OLED等等几种。一般来说能显示的颜色越多越能显示复杂的图像，画面的层次也更丰富。
STN屏幕
STN屏幕，又称为超扭曲向列型液晶显示屏幕。在传统单色液晶显示器上加入了彩色滤光片，并将单色显示矩阵中的每一像素分成三个像素，分别通过彩色滤光片显示红、绿、蓝三原色，以此达到显示彩色的作用，颜色以淡绿色为和橘色为主。STN屏幕属于反射式LCD，它的好处是功耗小，但在比较暗的环境中清晰度较差。
STN也是我们接触得最多的材质类型，属于被动矩阵式LCD器件，所以功耗小、省电，但是反应时间较慢，为200毫秒。CSTN一般采用传送式照明方式，必须使用外光源照明，称为背光，照明光源要安装在LCD的背后。
TFT屏幕
TFT屏幕是目前手机屏幕上最常用也是最常见的一种材质，属于有源矩阵液晶显示器中的一种。TFT在液晶的背部设置特殊光管，可以主动对屏幕上的各个独立的像素进行控制，这样可以大提高反应时间。一般TFT的反应时间比较快，约80毫秒，而且可视角度大，一般可达到130度左右，主要运用在高端产品。TFT属于有源矩阵液晶显示器，在技术上采用了“主动式矩阵”的方式来驱动，方法是利用薄膜技术所作成的电晶体电极，利用扫描的方法“主动拉”控制任意一个
显示点的开与关，光源照射时先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子传导光线，通过遮光和透光来达到显示的目的。
代表机型一般都是几年前的产品了，像摩托罗拉MB860和三星的i9100等。屏幕特点是亮度好、层次感强、还原度高，但是缺点也比较明显，由于是背光驱动方式，所以TFT比较耗电，且下可视性也比较差。
TFD屏幕
TFD屏幕又称为薄膜二极管半透式液晶显示屏。TFD技术由精工和爱普生公司开发出来，专门用在手机屏幕上。TFD屏幕的亮度和色彩饱和度比较好，也比TFT省电。最大特点是无论在关闭背光(反射模式)或打开背光(透射模式)条件下都能提供高画质、易观看的显示，并具有低功耗、高画质、高反应速度等优点。
UFB屏幕
UFB是三星开发的一款手机用新型液晶显示器件，具有超薄、高亮度的特点。UFB是专为移动和PDA设计的显示屏，具有超薄、高亮度的特点，可显示65536种色彩，达到1280x1600的分辨率，显示屏采用特别的光栅设计，可减小像素间距，以获得更佳的图像质量。
UFB液晶显示屏的对比度是STN液晶显示屏的两倍，在65536色时亮度与TFT显示屏不相上下，而耗电量比TFT显示屏少，并且售价与STN显示屏差不多，可说是结合这两种现有产品的优点于一身。
OLED屏幕
OLED即有机发光显示器，在手机显示器上属于新型产品,被称誉为“梦幻显示器”。OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著的节省耗电量。在OLED的二大技术体系中，低分子OLED技术为日本掌握，而高分子的PLED的技术及专利则由英国的科技公司CDT的掌握。
不过，虽然将来技术更优秀的OLED可能会取代TFT等屏幕，但有机发光显示技术还存在着使用寿命短、屏幕大型化难等缺陷。
OLED与TFT等屏幕的区别是：TFT属于液晶的其中一种，需要透光才能可能看清图像，而OLED 不需要，它的每个像素点都能发光。
AMOLED
AMOLED全称是有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体。在显示效能方面，AMOLED反应速度较快、对比度更高、视角也较广，这些是AMOLED天生就胜过TFT的地方，另外AMOLED具自发光的特色，不需使用背光板，因此也可以比TFT更能够做得轻薄，而且更省电。
AMOLED还有一个更重要的特点是不需使用背光板的AMOLED可以省下占TFT LCD 3到4成比重的背光模块成本，但是有点众多的AMOLED也存在缺点。和别的屏幕相比，在同样的分辨率的情况下，AMOLED的颗粒感稍强些。
随着AMOLED技术的不断发展，也衍生出了性能更加优异的AMOLED屏幕，像Super AMOLED，即在原有AMOLED屏幕具备着响应速度快，自发光，显示效果优异以及更低电能消耗优点的同时，取消玻璃覆盖层还带来了更佳的下显示效果，简单的说，就是AMOLED的升级版。还有一个就是Super AMOLED PLUS，其改进是：如果按像素计算的话，那么该新显示屏的像素数将会增加了50%，在对比度和室外可读性上均比过去的Super AMOLED屏幕有所提升。
IPS硬屏
IPS硬屏技术是世界上较先进的液晶面板技术。硬屏就是表面附着了一层树脂的膜，如同人带眼镜一样。IPS硬屏之所以具有清晰超稳的动态显示效果，取决于其创新性的水平转换分子排列，改变了VA软屏垂直的分子排列，因而具有更加坚固稳定的液晶结构。并非表面意义上的，硬屏就是在液晶面板上加上一层硬的保护膜，为了避免液晶屏幕受到外界硬物的戳伤。
IPS硬屏与传统软屏液晶相比，IPS硬屏技术的硬屏液晶响应速度更快，呈现的运动画面也更为流畅。它具有以下几个优势特点：1、动态画面，图像无残影;2、动态画面，响应速度均匀;3、动态画面，色彩无偏移。采用了IPS硬屏最经典的机型就莫过于苹果的iPhone4了。
SLCD
SLCD ，全名Super clear LCD，是由索尼研制，其拥有Super AMOLED的艳丽对比度，根据LCD特性色彩更暖，更自然，适合人眼观看，而且根据LCD的排版其分辨率与标称一致，屏幕清晰，SLCD还是一种液晶屏幕，不是自发光的。可以看成TFT的一个超级版。
SLCD能够满足不同使用场合、不同信号输入的需求，超过50000小时的使用寿命，没有任何灼伤、损伤，维护成本低;任意几个单元可组合显示一幅完整的画面，任意一个画面可以叠加在其他画面之上，通过软件，可将任意一个信号，以一个屏为单位，在拼接幕墙上移动;另外在屏幕的可视角度方面也非常不错。
ASV
ASV技术是SHARP在液晶面板生产技术上又一突破，这个技术主要应用在SHARP高端市场定位的液晶显示器上。这个技术主要是通过缩小液晶面板上颗粒之间的间距，增大液晶颗粒上光圈，并整体调整液晶颗粒的排布，来全面提高了液晶屏幕的可视角度、液晶颗粒的反应时间、色彩对比度和屏幕亮度。在同样屏幕面积的对比下、可以令到采用了ASV技术的屏幕相比起普通没有采用ASV技术的液晶显示器参数和效果上都有一个本质的提升，与市面上同一屏幕大小级别的相比，无论是在参数上还是在效果上都明显占优。
三、屏的显示原理
目前我们所使用的屏大都是TN屏（TFT）和IPS屏两种。智能手机的液晶显示屏采用的是液晶分子为原料制造的液晶屏，液晶是液态光电显示材料，当通电时导通，排列变得有秩序，
使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过，从而让液晶如闸门般地阻隔或让光线穿透。入们利用液晶的电光效应把电信号转换成字符、图像等可见信号来显示图像。
四、屏的基本结构件
LCM：LCD Module 的简称，即LCD显示屏模块
LCM主要由FPC、IC、背光、偏光片、液晶显示模组等组成
POL：polarizer ------偏光片
偏光片的主要功能为控制特定光波之偏振方向，使光通过或者遮蔽，以增加黑白对比，是液晶显示器必要之显示特性。
其应用围相当广，除用于LCD外，还可以用于太阳眼镜、摄影器材滤光镜、汽车车头防眩处理及光亮调节器等。偏光片主要由两层TAC和一层PVA构成：
TAC :三醋酸纤维素脂
PVA:聚乙烯醇
PVA膜是一种高分子聚合物，用各类具有二向色性的有机染料进行染色，同时在一定湿度和温度下进行延伸，使其吸收二向色性染料形成偏振性能，在脱水、烘干后形成偏光片原膜。 PVA 膜具有亲水性，在湿热的环境中很快会变形、收缩、松弛、衰退、且强度很低，质脆易破，不便于使用和加工，因此在膜两边都复合上一层强度高、透光率高而又耐湿热的TAC膜。
BLU: Back Light Unit ------背光源
背光单元，是液晶显示面板的关键零组件之一，由于液晶本身不具发光特性，因此必须在LCD 面板底面加上一个发光源，方能达到饱满的色彩显示效果，背光模组之功能即在于供应充足的亮度与分布均匀的平面光源，使LCD能正常显示影像。
背光单元的架构
反射片：功能是反射光线，主要有银色反射膜和白色反射膜，一般两面相同效果。
扩散片：功能主要是将集中的光线扩散开以达到匀光的效果，扩散片扩散面背向导光板放置。
棱镜片：将扩散片分开较大角度的光线方向改变到导光板垂直方向。
tape胶带：黑白胶带，白面朝向导光板，起到反射光的作用，黑面朝外，起到遮光的
效果，黑面有带胶和不带胶之分，一般带胶以固定LCD。
双面胶带，用在固定FPC和背光模块。
胶框：用于支撑和固定LCD。
导光板：是背光的关键部件，主要是靠网点使光大致均匀，其网点的设计直接决定了背光的均匀性，对辉度的影响也非常大。
LED：发光二极管，是背光的点光源，LED的辉度，色度基本决定了整个背光模块的辉度和色
扩散片：使用PET或PC基材coating微小之PMMA颗粒。
功用-光经其扩散可稍微將面光源均匀化，并具有遮盖导光板上网点的作用。
-具保护棱镜片的作用,避免镜面刮伤
下扩散片
主要功能是拉升LGP的出光角度，遮蔽dot映像，黑白点等不良外观，一般选择扩散效率高，透光率也高的，不会粘住LGP者，若为防止看见printing dots或morie，应选择扩散率更高者，厚度可能相应增加。
上扩散片
主要功能是防止lens上的刮伤，遮蔽Newton ring，Morie，黑白点等不良外观，一般选择扩散效率低，透光率高，防污染，防刮伤者。若采用BEF(棱镜片）类似的产品，应加上此film以保护lens被刮伤，并防止mura，辉线和漏光。
棱镜片(lens/BEF)
在PET基材上印刷锯齿狀或波浪狀的PMMA微结构
作用：集中散射光，以增加辉度。
结构和原理
导光板（LGP)
作用是将线光源或者点光源转换成平面光源。
材料：PMMA (亚克力）、PC材料
功能：作为CCFL光源的传导媒介，并通过pattern改变出光方向
特点：高折射率、高全光线透过率、耐热变形、高表面硬度、吸水率低、热膨胀率低
反射片
用途：反射自灯管所入射的光，且反射片本身亦有对光有散射的效应
主要使用：
基材PET（涤纶树脂）
发泡PC材质
反射率都可以达90%以上
BL注意事项
背光模块主要靠人工一层层组装起来的，在组装的过程中需要注意做好环境卫生的清洁，还要注意静电保护，人员需要佩戴静电环以免对BL模组造成静电伤害。背光大致有外观不良、背光漏光、背光不均、背光异物和背光水波纹等现象，而这些原因大多是背光的组装不良造成的，解决办法一般是要更换背光或者更换背光的FILM材。背光的发展趋势是低价化、轻量化、结构简单、长寿命化、大型和高辉度全视角化。
FPC介绍
FPC分两种，一种是挠性线路板，另一种是刚挠性印制板
挠性线路板（挠性印制板）：英文Flexible Printed Cricuit，缩写FPC，俗称软板。
刚挠性印制板：Rigid-Flex Printed Cricuit Board，（R/FPCB)，又称软硬结合板。
刚挠性印制板是由刚性和挠性基板有选择的层压在一起组成，结构紧密，以金属化孔形成导电连接，每块刚挠性结合印制板上有一个或多个刚性区和一个或多个挠性区
五、LCD屏的主要显示效果参数
LCM尺寸：LCM的尺寸是指液晶显示屏显示区域对角线的长度，单位为英寸。其屏幕的比例就是分辨率中竖向像素点个数除以横向像素点个数。
分辨率
在TFT－LCD中，每一个像素点的显示，都分为R，G，B三个子像素。一个LCD中像素的总数，就是这个LCD的分辨率。
QQVGA：128×160 QCIF：176×220 QVGA：240×320
HVGA: 320×480 WVGA: 480×800 FWVGA: 480×854
qHD: 540×960 HD: 720×1280 FHD: 1920×1080
清晰度
清晰度客观上指影像上各细部影纹及其边界的清晰程度，是一种主观感觉。但是可以进行定量测试，其中就必须提到PPI（pixels per inch），表示每英寸所拥有的像素个数。PPI越高，显示屏就能以更高的密度显示图像，人就感觉细节更丰富，图像就更清晰。PPI的计算公式如下：
色彩深度
色彩深度计算机图形学领域表示在位图或者视频帧缓冲区中储存1像素的颜色所用的位数。色彩
深度越高，可用的颜色就越多。色彩深度是用“n位颜色”（n-bit color）来说明的。若色彩深度是n位，即有2n种颜色选择，而储存每像素所用的位数就是n。常见的有：
黑白：数据分为0、1
4灰阶：数据分为００、０１、１０、１１
１６灰阶：数据为００００～１１１１
３２灰阶：数据为０００００～１１１１１
２５６色：将ＲＧＢ分为３３２的形式，所以为：23＊23＊22＝256
４０９６色：ＲＧＢ＝４４４，所以为：24＊24＊24＝４０９６
６５Ｋ色：ＲＧＢ＝５６５，所以为：25＊26＊25＝６５５３６
２６２Ｋ色：ＲＧＢ＝６６６，表示为：26＊26＊26＝２６２１４４
１６Ｍ色：ＲＧＢ＝８８８，表示为：28＊28＊28＝１６７７７２１６
由于普通人的眼睛仅能区分约1200~1400万种不同的颜色浓淡和色调，所以24位颜色也叫作真彩色。
亮度&透过率
亮度
单位面积上的发光强度，单位Cd/m2 LCD工作在正常工作电压下，垂直入射测量亮态（白色）画面几点的亮度，其平均值定义为LCD的亮度值。
透过率
光通过LCD后前的亮度比值，就是LCD的透过率。不同的玻璃透过率会有差异。
均匀度：LCM显示需要背光，而背光的发光源全部在模组的下端，通过反射片、导光板、扩散片等把光均匀布满整个背光，但是为了测试光是否真的均匀布满整个背光，通过测量白画面时LCM 上均匀9个点的亮度。按照如下方法计算：
均匀度= 测量点中最小亮度值 /测量点中最大亮度值
对比度
液晶显示器工作在正常工作电压下测量的最亮状态时亮度与最暗状态亮度的比值。
视角
LCD的对比度跟视角（即人眼观察角度）有关。对比度随观察角度变化的特性称之为视角特性。视角特性是由液晶分子的双折射率特性所决定的，因为LC呈椭圆状，具有长轴及短轴不等长的关系。因此，当光进入到LC后，便会因为这样的关系而造成不同的折射率，进而造成不同的视角。
有效视角
以时钟钟点方位为参考。从观测角度为3点，6点，9点，12点方向视角的对比度值在标准（最低可接受值，常用标准为10）之上的角度，称为有效视角，分别也称为右，下，左，上视角。最佳视角
最佳视角就是有效视角最大的视角方向。
视角测试方法：
按规格书要求设置θ和Ф的值，在3,6,9,12点钟四个方法对白色、黑色测量图进行亮度测量，如下图所示。当对比度为10时的角度则为有效视角。
响应时间
LCM响应时间是液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，即像素由暗转亮或由亮转暗所需要的时间（其原理是在液晶分子施加电压，使液晶分子扭转与回复）。常说的25ms、16ms就是
指的这个反应时间，反应时间越短则使用者在看动态画面时越不会有尾影拖曳的感觉。一般将反应时间分为两个部分：上升时间(Rise time)和下降时间(Fall time)，而表示时以两者之和为准
残影
残影是指画面切换之后前一个画面不会立刻消失而是慢慢不见的现象。残影与响应时间不算同一件事，液晶的响应时间是十几到几十毫秒，而残影会停留几秒甚至更久。
残影发生机制有些复杂，通常是同一画面显示太久的情况下，液晶的带电离子吸附在上下玻璃两端形成建电场，画面切换之后这些离子没有立刻释放出来，使得液晶分子没有立刻转到应转的角度所造成。另外一种可能情况则是因为像素电极设计不良，使得液晶分子在状态切换时排列错乱，这种情况之下也有可能看到残影。一般LCD面板的画面更新频率是60Hz，也就是每秒钟要换60次画面，不管目前显示的图片是否有在变动都会以这种频率重新显示，因此每个画面持续时间是1/60=16.67ms，如果响应时间远大于这个值，画面在动时就可能看到模糊的影像，注意是模糊的影像，不是残影。
残影测试方法：
常温点亮棋盘格图片，点亮一定的时间后切换到128灰阶图片，看是否有棋盘格残影和需要多久才能残影消失，数据在规格围即OK。
Color Gamut
Color Gamut是指色彩饱和度，又叫色域。色彩饱和度是以显示器三原色在CIE色度图上围成的三角形面积为分子，NTSC所规定的三原色围成的三角形面积为分母，求百分比。
如果某台显示器色彩饱和度为“72%NTSC”，那表明这台显示器可以显示的颜色围为NTSC规定的百分之七十二。
现在常用的CIE色度图分为CIE1931和CIE1976,其计算色彩饱和度的公式如下：
CIE1931：
CG=(|(Rx(Gy-By)+Gx(By-Ry)+Bx(Ry-Gy))|/2)/0.1582
CIE1976：
CG=(0.5*((Ru’-Bu’)*(Gv’-Bv’)-(Gu’-Bu’)*(Rv’-Bv’)))/0.1952
u’=4x/(-2x+12y+3); v’=9y/(-2x+12y+3)
FLICKER
所谓Flicker的现象, 就是当你看液晶显示器的画面上时, 你会感觉到画面会有闪烁的感觉。当采用帧翻转时是整屏在闪，当采用行翻转时则是一条条横线在闪动，当采用列翻转时则是一条条竖线在闪动。
根据LCD的显示原理可知，由于液晶易极化的特性，液晶必须用交流驱动。同时显示画面的亮度跟液晶旋转的角度相关，即加在液晶两端的电压相关。
当画面更新时，第N帧图片的common电极与灰阶之间的压差与N+1帧图片的common 电极与灰阶之间的压差不相等时，造成显示的亮度有差异，最终给人眼的感觉是一亮一暗的感觉，
当gate走线打开或关闭的那一瞬间,电压变压很大,再经由Cgd的寄生电容,影响到显示电极的电压。会产生如下图所示的电压变化：
到5V的话.则feed through电压为–5*0.6 / (0.05+0.1+0.5) = 4.62V.
到5V的话.则feed through电压为–5*0.6 / (0.05+0.1+0.5) = 4.62V.
不同的翻转方式Flicker会有差异，并且crosstalk的严重程度也会有差异。同时功耗dot inversion > row inversion > column inversion > frame inversion. 不过现今由于dot inversion的source driver多是使用PN型的OP, 而不是像row inversion是使用rail to rail OP, 在source driver中OP的耗电就会比较小. 也就是说由于source driver在结构及电路上的改进, 虽然先天上它的输出电压变动频率最高也最大(变动电压
最大接近10伏特,而row inversion面板由于多是使用common电极电压变动的方式,其
source driver的变动电压最大只有5伏特,耗电上会比较小), 但dot inversion面板的整体耗电已经减低很多了. 这也就是为什么大多数的液晶显示器都是使用dot inversion的方式.
针对不同的翻转模式，测试Flicker的图片如下：
CROSSTALK
Crosstalk是指显示器中的某一个像素，因为其他像素或是操作电极的状态变动，影响
到这个像素原本的显示状态时，即显示屏的画面串扰。
crosstalk分为横向串扰和竖向串扰。Source线驱动力不足和source线对像素电容的上极板产生的寄生电容会造成竖向的crosstalk,vcom的驱动能力不足会造成横向的crosstalk。虽然crosstalk的现象成因有很多种, 只要相邻点的极性不一样，便可以降低此现象的发生。
帧翻转时横向和竖向的crosstalk都有可能会有，行翻转时只会出现横向的crosstalk，横向的crosstalk可以通过降低扫描频率和增强VCOM驱动能力来解决。点翻转原理上不会出现crosstalk。
GAMMA
对于LCD来说，Gamma即是灰度，它反映了画面从黑到白变化的梯度。我们将此梯度连成线，即成了Gamma曲线。（下图为32灰阶下γ=2.4的量测曲线）
GAMMA
人的视觉产生的心理量变化和物理量变化一般呈对数关系，对同等光强的变化，暗处比亮处敏感。研究发现灰阶延γ=2.2曲线趋势变化最容易被人眼接受。
单片机实验lcd显示实验
实验19 LCD显示实验 一、实验目的： 学习液晶显示的编程方法，了解液晶显示模块的工作原理。 掌握液晶显示模块与单片机的接口方法。 二、所需设备 CPU挂箱、8031CPU模块 三、实验内容 编程实现在液晶显示屏上显示中文汉字“北京理工达盛科技有限公司”。四、实验原理说明 五、实验步骤 1、实验连线 8255的PA0~PA7接DB0~DB7，PC7接BUSY，PC0接REQ，CS8255接CS0。 2、运行实验程序，观察液晶的显示状态。 六、程序框图 七、程序清单
八、附：点阵式LCD模块 点阵式LCD模块由一大一小两块液晶模块组成。两模块均由并行的数据接口和应答信号接口两部分组成，电源由接口总线提供。 （1）OCMJ2×8液晶模块介绍及使用说明 OCMJ中文模块系列液晶显示器内含 GB 2312 16*16点阵国标一级简体汉字和ASCII8*8（半高）及8*16（全高）点阵英文字库，用户输入区位码或 ASCII 码即可实现文本显示。 OCMJ中文模块系列液晶显示器也可用作一般的点阵图形显示器之用。提供有位点阵和字节点阵两种图形显示功能，用户可在指定的屏幕位置上以点为单位或以字节为单位进行图形显示。完全兼容一般的点阵模块。 OCMJ中文模块系列液晶显示器可以实现汉字、ASCII 码、点阵图形和变化曲线的同屏显示，并可通过字节点阵图形方式造字。 本系列模块具有上/下/左/右移动当前显示屏幕及清除屏幕的命令。一改传统的使用大量的设置命令进行初始化的方法，OCMJ 中文模块所有的设置初始化工作都是在上电时自动完成的，实现了“即插即用”。同时保留了一条专用的复位线供用户选择使用，可对工作中的模块进行软件或硬件强制复位。规划整齐的10个用户接口命令代码，非常容易记忆。标准用户硬件接口采用REQ/BUSY 握手协议，简单可靠。 1）表—1：OCMJ2X8（128X32）引脚说明 硬件接口 接口协议为请求/应答（REQ/BUSY）握手方式。应答BUSY 高电平（BUSY =1）表示 OCMJ 忙于内部处理，不能接收用户命令；BUSY 低电平（BUSY =0）表示 OCMJ 空闲，等待接收用户命令。发送命令到 OCMJ可在BUSY =0 后的任意时刻开始，先把用户命令的当前字节放到数据线上，接着发高电平REQ 信号（REQ =1）通知OCMJ请求处理当前数据线上的命令或数据。OCMJ模块在收到外部的REQ高电平信号后立即读取数据线上的命令或数据，同时将应答线BUSY变为高电平，表明模块已收到数据并正在忙于对此数据的内部处理，此时，用户对模块的写操作已经完成，用户可以撤消数据线上的信号并可作模块显示以外的其他工作，也可不断地查询应答线BUSY是否为低（BUSY =0？），如果BUSY =0，表明模块对用户的写操作已经执行完毕。可以再送下一个数据。如向模块发出一个完整的显示汉字的命令，包括坐标及汉字代码在内共需5个字节，模块在接收到最后一个字节后才开始执行整个命令的内
LCD1602液晶显示实验实验报告及程序.doc
实验三 LCD1602 液晶显示实验 姓名专业学号成绩 一、实验目的 1.掌握 Keil C51 软件与 proteus 软件联合仿真调试的方法； 2.掌握 LCD1602液晶模块显示西文的原理及使用方法； 3.掌握用 8 位数据模式驱动 LCM1602液晶的 C 语言编程方法； 4.掌握用 LCM1602液晶模块显示数字的 C 语言编程方法。 二、实验仪器与设备 1.微机一台 C51 集成开发环境仿真软件三、 实验内容 1.用 Proteus 设计一 LCD1602液晶显示接口电路。要求利用 P0口接 LCD1602 液晶的数据端， ~做 LCD1602液晶的控制信号输入端。 ~口扩展 3 个功能 键 K1~K3。参考电路见后面。 2.编写程序，实现字符的静态和动态显示。显示字符为 第一行：“ 1. 姓名全拼”，第二行：“ 2. 专业全拼 +学号”。 3.编写程序，利用功能键实现字符的垂直滚动和水平滚动等效果显示。显 示字符为： “1. 姓名全拼 2.专业全拼+学号EXP8DISPLAY ” 主程序静态显示“ My information！” 四、实验原理
液晶显示的原理：采用的 LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构，位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层，背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层，液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当 LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。 1.LCD1602采用标准的 14 引脚（无背光）或 16 引脚（带背光）接口，各 引脚接口说明如表： 编号符号引脚说明编号符号引脚说明 1VSS电源地9D2数据 2VDD电源正极10D3数据 3VL液晶显示偏压11D4数据 4RS数据/命令选择12D5数据 5R/W读/写选择13D6数据 6E使能信号14D7数据 7D0数据15BLA背光源正极 8D1数据16BLK背光源负极2. 1602 液晶模块内部的控制器共有11 条控制指令，如表所示：
(完整版)12864lcd显示部分试验总结报告
12864lcd显示部分试验总结报告 管岱2014.12.19 【实验目的】 在12864液晶显示屏上能够显示出在4×4小键盘上输入的激励源频率值，如输入“789HZ”、“8MHZ”、“2.3KHZ”，显示出“789H”、“8M”、“2.3K”。并且要求此部分程序有较好的可移植性，在最后对电阻率值的显示上能够较好的应用。 【实验原理】 12864-3A接口说明表： 在12864液晶显示原理的基础上，通过在ise上编写vhdl语言，使之能够在fpga学习板上顺利显示数据。
【实验内容】 12864的显示原理并不难理解，并且在以前也用汇编语言实现过，所以本次实验的难点不在于显示原理的理解，而在于VHDL语言的编写。 在实验初期，由于对vhdl语言的不熟练，我们“类比”汇编语言的显示程序，编写出如下的程序： 发现编译时就出现了问题，出现如“multi-source in unit <*> on signal <*>”的报错。在仔细调试检查后发现，我们错误的原因在于：在不同的进程中对同一个信号赋值。例如，在写指
令的进程中，将rs信号置‘0’，而在后面写数据的进程中又将rs置‘1’，由于在vhdl中各进程之间是并行的关系，因此这样编写程序会出现在同一时刻对同一个引脚赋高电平和低电平，从而出现矛盾。虽然在程序实际运行中，写指令进程在系统一上电就会完成，远早于写数据进程，但是在逻辑上这样编写是不符合VHDL语言的规则的。 因此，我们利用状态机的思想，将写指令和写数据的两个进程合二为一。程序片段如下： 利用状态机，将写指令和写数据的各个步骤分为一个一个分立的状态，顺序执行。这样编写将对同一个引脚信号的变化放在一个进程中，很好的解决了之前存在的问题。
LED灯实验报告
mcs－51单片机接口技术实验 适用：电气类专业本科学生 实验报告 实验一熟悉proteus仿真模拟器，led花样表演 一、实验目的 掌握以下方法： 1．在proteus的环境下，设计硬件原理图； 2．在keilc集成环境下设计c51语言程序； 2．在proteus的环境下，将硬件原理图与软件联接仿真运行。 二、实验环境 1．个人微机，windows操作系统 2．proteus仿真模拟器 3．keilc编程 三、实验题目 基本题：使用8051的并口带动8个led发光二极管显示一种花样表演。提高题：使用一个键切换实现3种以上花样表演。 四、实验类型： 学习、模仿与简单设计型。 五、实验步骤： 0、进入isis，先选择需要的元件，然后设计电原理图，保存文件； 1、在keilc软件集成环境下编写源程序，编译工程文件； 2、将所设计的硬件原理图与目标代码程序相联接； 4、按play键，仿真运行程序。 附,可能用到的元件名称： cpu：at89c51或任一种mcs-51家族cpu； 晶振：crystal； 电容器：capacitors，选22pf 电解电容：cap-elec或genelect10u16v 复位电阻：minres10k 限流电阻：minres330r 按键：button led：led-blue/red/yellow或diode-led （一）接线图如下： （二）.基础花样 （四）程序流程图 （五）c程序 #include <> #define uint unsigned int #define uchar unsigned char const tab1[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f, /*正向流水灯*/ 0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0xff,};/*反向流水灯*/ const tab2[]={0xff,0x00,0xff,0x00,0xff,0x00,}; void delay() { uint i,j; for(i=0;i<256;i++) for(j=0;j<256;j++)
单片机实验--LCD显示实验
实验19L C D显示实验 一、实验目的： 学习液晶显示的编程方法，了解液晶显示模块的工作原理。 掌握液晶显示模块与单片机的接口方法。 二、所需设备 CPU挂箱、8031CPU模块 三、实验内容 编程实现在液晶显示屏上显示中文汉字“北京理工达盛科技 有限公司”。 四、实验原理说明 五、实验步骤 1、实验连线 8255的PA0~PA7接DB0~DB7，PC7接BUSY，PC0接REQ，CS8255 接CS0。 2、运行实验程序，观察液晶的显示状态。 六、程序框图 八、附：点阵式LCD 模块 点阵式LCD模块 由一大一小两块液晶 模块组成。两模块均 由并行的数据接口和 应答信号接口两部分 组成，电源由接口总 线提供。 （1）OCMJ2×8液晶 模块介绍及使 用说明 OCMJ中文模块系列液晶显示器内含 GB 2312 16*16点阵国标一级简体汉字和 ASCII8*8（半高）及8*16（全高）点阵英文字库，用户输入区位码或 ASCII 码即可实现文本显示。 OCMJ中文模块系列液晶显示器也可用作一般的点阵图形显示器
之用。提供有位点阵和字节点阵两种图形显示功能，用户可在指定的屏幕位置上以点为单位或以字节为单位进行图形显示。完全兼容一般的点阵模块。 OCMJ中文模块系列液晶显示器可以实现汉字、ASCII 码、点阵图形和变化曲线的同屏显示，并可通过字节点阵图形方式造字。 本系列模块具有上/下/左/右移动当前显示屏幕及清除屏幕的命令。一改传统的使用大量的设置命令进行初始化的方法，OCMJ 中文模块所有的设置初始化工作都是在上电时自动完成的，实现了“即插即用”。同时保留了一条专用的复位线供用户选择使用，可对工作中的模块进行软件或硬件强制复位。规划整齐的10个用户接口命令代码，非常容易记忆。标准用户硬件接口采用REQ/BUSY 握手协议，简单可靠。 硬件接口 接口协议为请求/应答（REQ/BUSY）握手方式。应答BUSY 高电平（BUSY =1）表示 OCMJ 忙于内部处理，不能接收用户命令；BUSY 低电平（BUSY =0）表示 OCMJ 空闲，等待接收用户命令。发送命令到 OCMJ可在BUSY =0 后的任意时刻开始，先把用户命令的当前字节放到数据线上，接着发高电平REQ 信号（REQ =1）通知OCMJ请求处理当前数据线上的命令或数据。OCMJ模块在收到外部的REQ高电平信号后立即读取数据线上的命令或数据，同时将应答线BUSY变为高电平，表明模块已收到数据并正在忙于对此数据的内部处理，此时，用户对模块的写操作已经完成，用户可以撤消数据线上的信号并可作模块显示以外的其他工作，也可不断地查询应答线BUSY是否为低（BUSY =0？），如果BUSY =0，表明模块对用户的写操作已经执行完毕。可以再送下一个数据。如向模块发出一个完整的显示汉字的命令，包括坐标及汉字代码在内共需5个字节，模块在接收到最后一个字节
LCD1602液晶显示实验要点
实验报告 实验名称： [LCD1602液晶显示实验]姓名： 学号： 指导教师： 实验时间： [2013年6月15日] 信息与通信工程学院
LCD1602液晶显示实验 1.实验原理 1.1 基本原理 1.1.1 1602字符型LCD简介 字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。 1.1.2 1602LCD的基本参数及引脚功能 1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如下图1-2所示： 图1-2 1602LCD尺寸图 1.1602LCD主要技术参数： 显示容量: 16×2个字符 芯片工作电压: 4.5~5.5V 工作电流: 2.0mA(5.0V) 模块最佳工作电压: 5.0V 字符尺寸: 2.95×4.35(W×H)mm 2.引脚功能说明: 1602LCD采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表: 表1-3引脚接口说明表 编 符号引脚说明编号符号引脚说明 号 1 VSS 电源地9 D 2 数据 2 VDD 电源正极10 D 3 数据 3 VL 液晶显示偏压11 D 4 数据 4 RS 数据/命令选择12 D 5 数据 5 R/W 读/写选择13 D 6 数据 6 E 使能信号14 D 7 数据 7 D0 数据15 BLA 背光源正极 8 D1 数据16 BLK 背光源负极
1.1.3 1602LCD的指令说明及时序 1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表1-4所示： 表1-4 控制命令表 序号指令RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置输入模式0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 显示开/关控制0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光标或字符移位0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符发生存贮器 地址 0 0 0 1 字符发生存贮器地址 8 置数据存贮器地址0 0 1 显示数据存贮器地址 9 读忙标志或地址 0 1 BF 计数器地址 10 写数到CGRAM或 DDRAM） 1 0 要写的数据内容 11 从CGRAM或 DDRAM读数 1 1 读出的数据内容 1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平）读写操作时序如图1-5和1-6所示： 图1-5 读操作时序
液晶的电光特性实验报告含思考题
西安交通大学实验报告 第1页（共9页）课程：_______近代物理实验_______ 实验日期：年月日 专业班号______组别_______交报告日期：年月日 姓名__Bigger__学号__报告退发：（订正、重做） 同组者__________教师审批签字： 实验名称：液晶的电光特性 一、 二、实验目的 1) 2)了解液晶的特性和基本工作原理； 3) 4)掌握一些特性的常用测试方法； 5) 6)了解液晶的应用和局限。 三、 四、实验仪器 激光器，偏振片，液晶屏，光电转换器，光具座等。 五、 六、实验原理 液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状，长度在十几埃，直径为4～6埃，液晶层厚度一般为 5-8微米。排列方式和天然胆甾相液晶的主要区别是：扭曲向列的扭曲角是人为可控的，且“螺距” 与两个基片的间距和扭曲角有关。而天然胆甾相液晶的螺距一般不足1um，不能人为控制。扭曲向
列排列的液晶对入射光会有一个重要的作用，他会使入射的线偏振光的偏振方向顺着分子的扭曲方向旋转，类似于物质的旋光效应。在一般条件下旋转的角度(扭曲角)等于两基片之间的取向夹角。 对于介电各向异性的液晶当垂直于螺旋轴的方向对胆甾相液晶施加一电场时，会发现随着电场的增大，螺距也同时增大，当电场达到某一阈值时，螺距趋于无穷大，胆甾相在电场的作用下转变成了向列相。这也称为退螺旋效应。由于液晶分子的结构特性,其极化率和电导率等都具有各向异性的特点，当大量液晶分子有规律的排列时,其总体的电学和光学特性,如介电常数、折射率也将呈现出各向异性的特点。如果我们对液晶物质施加电场，就可能改变分子排列的规律。从而使液晶材料的光学特性发生改变，1963年有人发现了这种现象。这就是液晶的的电光效应。 为了对液晶施加电场，我们在两个玻璃基片的内侧镀了一层透明电极。将这个由基片电极、取向膜、液晶和密封结构组成的结构叫做液晶盒。根据液晶分子的结构特点,假定液晶分子没有固定的电极,但可被外电场极化形成一种感生电极矩。这个感生电极矩也会有一个自己的方向，当这个方向以外电场的方向不同时，外电场就会使液晶分子发生转动，直到各种互相作用力达到平衡。液晶分子在外电场作用下的变化，也将引起液晶合中液晶分子的总体排列规律发生变化。当外电场足够强时，两电极之间的液晶分子将会变成如图1中的排列形式。这时，液晶分子对偏振光的旋光作用将会减弱或消失。通过检偏器，我们可以清晰地观察到偏振态的变化。大多数液晶器件都是这样工作的。 图1液晶分子的扭曲排列变化 若将液晶盒放在两片平行偏振片之间，其偏振方向与上表面液晶分子取向相同。不加电压时，入射光通过起偏器形成的线偏振光，经过液晶盒后偏振方向随液晶分子轴旋转90°，不能通过检偏器；施加电压后，透过检偏器的光强与施加在液晶盒上电压大小的关系见图2；其中纵坐标为透光强度，横坐标为外加电压。最大透光强度的10%所对应的外加电压值称为阈值电压(U th)，标志了液晶电光效应有可观察反应的开始(或称起辉)，阈值电压小，是电光效应好的一个重要指标。最大透光强度的90%对应的外加电压值称为饱和电压(U r)，标志了获得最大对比度所需的外加电压数值，U 小则易获得良好的显示效果，且降低显示功耗，对显示寿命有利。对比度D r=I max/I min，其中I max r 为最大观察(接收)亮度(照度)，I min为最小亮度。陡度β=U r/U th即饱和电压与阈值电压之比。 图2液晶电光效应关系图
LCD液晶显示实验实验报告及程序
实验三 LCD1602液晶显示实验 姓名专业学号成绩 一、实验目的 1.掌握Keil C51软件与proteus软件联合仿真调试的方法； 2.掌握LCD1602液晶模块显示西文的原理及使用方法； 3.掌握用8位数据模式驱动LCM1602液晶的C语言编程方法； 4.掌握用LCM1602液晶模块显示数字的C语言编程方法。 二、实验仪器与设备 1.微机一台 C51集成开发环境仿真软件 三、实验内容 1.用Proteus设计一LCD1602液晶显示接口电路。要求利用P0口接LCD1602 液晶的数据端，~做LCD1602液晶的控制信号输入端。~口扩展3个功能键 K1~K3。参考电路见后面。 2.编写程序，实现字符的静态和动态显示。显示字符为 第一行：“1.姓名全拼”，第二行：“2.专业全拼+学号”。 3.编写程序，利用功能键实现字符的垂直滚动和水平滚动等效果显示。显示字 符为：
“1.姓名全拼 2.专业全拼+学号 EXP8 DISPLAY ” 主程序静态显示“My information！” 四、实验原理 液晶显示的原理：采用的LCD显示屏都是由不同部分组成的分层结构，位于最后面的一层是由荧光物质组成的可以发射光线的背光层，背光层发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入包含成千上万水晶液滴的液晶层，液晶层中的水晶液滴都被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。当LCD中的电极产生电场时，液晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。 1.LCD1602采用标准的14引脚（无背光）或16引脚（带背光）接口，各引脚 接口说明如表：
dsp实验报告 哈工大实验三 液晶显示器控制显示实验
实验三液晶显示器控制显示实验 一. 实验目的 通过实验学习使用2407ADSP 的扩展I/O 端口控制外围设备的方法，了解液晶显示器的显示控制原理及编程方法。 二. 实验设备 计算机，ICETEK-LF2407-EDU 实验箱。 三.实验原理 ICETEK-LF2407-A 是一块以TMS320LF2407ADSP 为核心的DSP 扩展评估板，它通过扩展接口与实验箱的显示/控制模块连接，可以控制其各种外围设备。 液晶显示模块的访问、控制是由2407ADSP 对扩展I/O 接口的操作完成。 控制I/O 口的寻址：命令控制I/O 接口的地址为0x8001，数据控制I/O 接口的地址为0x8003 和0x8004，辅助控制I/O 接口的地址为0x8002。 显示控制方法： ◆液晶显示模块中有两片显示缓冲存储器，分别对应屏幕显示的象素，向其中写入数 值将改变显示，写入“1”则显示一点，写入“0”则不显示。其地址与象素的对应 方式如下： ◆发送控制命令：向液晶显示模块发送控制命令的方法是通过向命令控制I/O 接口 写入命令控制字，然后再向辅助控制接口写入0。下面给出的是基本命令字、解释 和 C 语言控制语句举例。 ?显示开关：0x3f 打开显示；0x3e 关闭显示； ?设置显示起始行：0x0c0+起始行取值，其中起始行取值为0 至63； ?设置操作页：0x0b8+页号，其中页号取值为0-7； ?设置操作列：0x40+列号，其中列号为取值为0-63； ◆写显示数据：在使用命令控制字选择操作位置(页数、列数)之后，可以将待显示的 数据写入液晶显示模块的缓存。将数据发送到相应数据控制I/O 接口即可。
LED点阵显示屏实验报告
16?16点阵LED电子显示屏的设计 摘要：文章介绍了基于单片机AT89C51的16?16点阵LED电子显示屏的设计。分别阐述了显示屏显示的基本原理，硬件设计、控制方法及其程序的实现。经过调试和分析，设计的结果能够实现对汉字的静态和动态显示，动态显示的内容有多种方式，同时又可通过上位机更新显示的内容。 关键字：AT89C51；16?16点阵；LED；显示屏 一绪论 LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。并广泛的应用于公交汽车，码头，商店，学校和银行等公共场合的信息发布和广告宣传。LED显示屏经历了从单色，双色图文显示屏到现在的全彩色视频显示屏的发展过程，自20世纪八十年代开始，LED显示屏的应用领域已经遍布交通、电信、教育、证券、广告宣传等各方面。 1 LED点阵显示屏概述 LED点阵显示屏的构成型式有多种，其中典型的有两种。一种把所需展示的广告信息烧写固化到EPROM芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型；另一种在机内设置了字库、程序库，具有程序编制能力，能进行内容可变的多幅汉字显示，称可编程序型。 目前，国内的LED点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的内容相对较少，显示花样较单一。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的EPROM芯片内，当需要更换显示内容时就非常困难，这样使该类型的显示屏使用范围受到了限制。国内的另一种LED显示屏——可编程序型LED显示屏，虽然增加了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不便的缺点。随着社会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。因此传统的LED显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。而利用PC机通信技术控制LED显示屏，则具有显示内容丰富，信息更换灵活等优点。 2 LED显示屏控制技术状况 显示屏的控制系统包括输入接口电路、信号控制、转换和数字化处理电路及输出接口电路等，涉及的具体技术很多，其关键技术包括串行传输与并行传输技术、动态扫描与静态锁存技术、自动检测及远程控制技术等。
液晶的电光特性实验报告含思考题
液晶的电光特性实验报 告含思考题 Revised as of 23 November 2020
西安交通大学实验报告 第 1 页（共 9 页） 课程：_______近代物理实验_______ 实验日期：年月日 专业班号______组别_______交报告日期：年月日 姓名__Bigger__学号__报告退发：（订正、重做） 同组者__ ________教师审批签字： 实验名称：液晶的电光特性 一、实验目的 1)了解液晶的特性和基本工作原理； 2)掌握一些特性的常用测试方法； 3)了解液晶的应用和局限。 二、实验仪器 激光器，偏振片，液晶屏，光电转换器，光具座等。 三、实验原理 液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状，长度在十几埃，直径为4～6埃， 液晶层厚度一般为5-8微米。排列方式和天然胆甾相液晶的主要区别是：扭曲 向列的扭曲角是人为可控的，且“螺距”与两个基片的间距和扭曲角有关。而天 然胆甾相液晶的螺距一般不足1um，不能人为控制。扭曲向列排列的液晶对入 射光会有一个重要的作用，他会使入射的线偏振光的偏振方向顺着分子的扭曲 方向旋转，类似于物质的旋光效应。在一般条件下旋转的角度(扭曲角)等于两 基片之间的取向夹角。
对于介电各向异性的液晶当垂直于螺旋轴的方向对胆甾相液晶施加一电场时，会发现随着电场的增大，螺距也同时增大，当电场达到某一阈值时，螺距趋于无穷大，胆甾相在电场的作用下转变成了向列相。这也称为退螺旋效应。由于液晶分子的结构特性,其极化率和电导率等都具有各向异性的特点，当大量液晶分子有规律的排列时,其总体的电学和光学特性,如介电常数、折射率也将呈现出各向异性的特点。如果我们对液晶物质施加电场，就可能改变分子排列的规律。从而使液晶材料的光学特性发生改变，1963年有人发现了这种现象。这就是液晶的的电光效应。 为了对液晶施加电场，我们在两个玻璃基片的内侧镀了一层透明电极。将这个由基片电极、取向膜、液晶和密封结构组成的结构叫做液晶盒。根据液晶分子的结构特点,假定液晶分子没有固定的电极,但可被外电场极化形成一种感生电极矩。这个感生电极矩也会有一个自己的方向，当这个方向以外电场的方向不同时，外电场就会使液晶分子发生转动，直到各种互相作用力达到平衡。液晶分子在外电场作用下的变化，也将引起液晶合中液晶分子的总体排列规律发生变化。当外电场足够强时，两电极之间的液晶分子将会变成如图1中的排列形式。这时，液晶分子对偏振光的旋光作用将会减弱或消失。通过检偏器，我们可以清晰地观察到偏振态的变化。大多数液晶器件都是这样工作的。 图1 液晶分子的扭曲排列变化 若将液晶盒放在两片平行偏振片之间，其偏振方向与上表面液晶分子取向相同。不加电压时，入射光通过起偏器形成的线偏振光，经过液晶盒后偏振方
LCD显示实验..
昆明理工大学 微型计算机技术实验设计报告 设计项目名称：LCD显示实验 设计完成人：张恩寿王基春 班级：2011级电科111、112班 学号：201111103123 姓名：张恩寿学号：201111103223 姓名：王基春
一、实验目的 学习液晶显示的编程方法，了解液晶显示模块的工作原理。 掌握液晶显示模块与pc机的接口方法。 掌握点阵式LCD的工作原理、使用方法以及动态显示的编程方法。 二、所需设备 8086cpu试验箱、8255芯片、导线。 三、实验内容 编程实现在液晶显示屏上显示中文汉字，显示各自的名字。首先，显示器第一行从左到右依次显示“我是张恩寿腾”，然后，第二行倒序依次显示“我是王基 春冲”。 四、实验原理 （一）、液晶显示器LCD的工作原理 ，厚度各为1mm的玻璃板之间充满液晶材料，在结构上,LCD屏幕是用两块间距为5~7m 并在这两片玻璃板上设置两个透明电极构成的，屏幕最前面是彩色滤光膜，屏幕 的后面是背光源。 LCD中的背光源在反射板和光导板的作用下，变成平面光，射向液晶板，形成面光源。 液晶屏幕上的各单元即像素采用行列式结构，在没有电信号时，像素排成整齐的矩阵，使背光源发出的光畅通无阻的穿过。在液晶两边的电极加上信号电压后，液晶板就处 于电场中，液晶单元在电场作用下其状态不再整齐，从而引起各个像素点的透光 率发生改变，引起光线灰度有深浅变化。 每个像素点有对应的行位和列位，处于行列交叉点的一个液晶单元的扭曲状态决定于行位上的电极和列位上的电极之间的电压。组成LCD屏幕时，将同一行上的行位连在一 起，称为行电极，而将同一列上的列位连在一起，称为列电极。显示过程中，依 次往每个行电极加选通信号，而往每个列电极加要显示的信号，显示信号的强弱 决定了相应像素点液晶的扭曲状态，从而对光的穿透率产生控制作用。扭曲范围 越大，对比度越高。这样，通过控制电极信号的电压就可以控制像素点的亮度， 从而使屏幕产生不同亮度层次的图象。但如果没有彩色滤光膜，那么，这种图象 只能是黑白的。 要使LCD显示彩色影像，必须加上彩色滤光膜。彩色滤光膜中有一个具有绿光功能的彩色层，它让需要的光透过去，而把不需要的光阻挡住。和液晶板相对应，滤光膜中 的彩色层也分成许多像素单元。实际上，彩色层中的每个像素和液晶板上的每个 像素都由红绿蓝三个子像素构成，两者的子像素也一一对应。背光源发出的白光 透过液晶板以后，成为不同灰度层次的白色光线，照射到滤光膜上的红绿蓝三个
液晶显示技术试验讲义
附件一 彰化師大光電所 光電實驗技術 液晶顯示技術實驗講義 (初稿) Version Ⅰ
實驗項目： 1.基版、液晶空盒之製作及聚光干涉圖樣之觀察。 2. TN 面板之製作及量測。 3. PSCT 面板之製作及量測。 4. SSCT面板之製作及量測。 5.圖形顯示及4X4顯示面板之製作。
實驗一基板、液晶空盒之製作及聚光干涉圖樣之觀察 一、目的： (1) 學習基板處理及製作水平、垂直配向液晶樣品。 (2) 觀察各樣品於聚光干涉儀下之圖樣，藉以瞭解配向原理與效果 二、使用儀器設備及材料： 儀器設備：超音波清洗機、紫外光源、烘箱、旋轉塗佈機、聚光干涉儀、摩擦配向機。 使用材料：ITO玻璃、玻璃清潔藥品、PVA (水平配向用)、DMOAP (垂直配向用)、spacer (間隔物)、向列相液晶(nematic LC, NLC) (E7)、紫 外硬化膠。 三、實驗步驟： (一) 玻璃的清洗： (1) 以玻璃切割機製作ITO玻璃基板為尺寸約2cm 3cm數塊，並整齊擺置 於鐵槽上。 (2) 將此鐵槽（先清洗乾淨）置於裝有RO水稀釋化學清潔液(1:20) 之容 器中，於超音波清洗機(內裝定量RO水) 內振盪清洗~20分鐘後倒掉 此清潔液，並以RO水沖刷掉附著之泡沫。 (3) 換裝以RO水，重複步驟(2) 三次。 (4) 換裝以丙酮，重複步驟(2) 一次，振盪完時立即將裝有已清洗過玻璃 群之鐵槽置於烘箱內(~70o C) 約數分鐘後直至丙酮立即完全揮發，此 時玻璃清洗完成。 (二) 水平配向(homogeneous alignment) 膜製作： (1) 準備PVA (Polyvinyl Alcohol；顆粒狀) 及RO水混於容器中，製作PVA 溶液(~0.05wt%)；其中加熱皿至100o C並放入攪拌石，使PVA顆粒 溶解於水中後，冷卻備用。 (2) 使用旋轉塗佈機塗佈PVA溶液於已清洗乾淨之玻璃基片。 (3) 將玻璃基片置入烘箱內(~120o C) 約20分鐘，烤乾後移出。 (4) 最後，以摩擦配向機(Rubbing Machine) 摩擦玻璃基片(ITO面) ， 完成水平配向膜之塗佈；滾筒轉速依最初調至較佳經驗值後固定不動。
液晶的电光特性实验报告含思考题
告 第1 页(共９页)课程：___＿__＿近代物理实验＿___＿＿_?实验日期：? 年月日 专业班号__＿＿＿_组别＿__＿＿＿＿?交报告日期：?年 月日 姓名__Bｉgger__学号__报告退发:（订正、重做） 同组者__ _＿______?教师审批签字： 实验名称：液晶的电光特性 一、实验目的 1)了解液晶的特性和基本工作原理; 2)掌握一些特性的常用测试方法; 3)了解液晶的应用和局限。 二、实验仪器 激光器,偏振片,液晶屏,光电转换器，光具座等。 三、实验原理 液晶分子的形状如同火柴一样,为棍状，长度在十几埃,直径为4～６埃,液晶 层厚度一般为５-８微米。排列方式和天然胆甾相液晶的主要区别是：扭曲向列 的扭曲角是人为可控的，且“螺距”与两个基片的间距和扭曲角有关。而天然胆甾 相液晶的螺距一般不足1um，不能人为控制。扭曲向列排列的液晶对入射光会有 一个重要的作用,他会使入射的线偏振光的偏振方向顺着分子的扭曲方向旋转,类 似于物质的旋光效应。在一般条件下旋转的角度(扭曲角)等于两基片之间的取向 夹角。 对于介电各向异性的液晶当垂直于螺旋轴的方向对胆甾相液晶施加一电场时,会发现随着电场的增大,螺距也同时增大,当电场达到某一阈值时,螺距趋于无 穷大,胆甾相在电场的作用下转变成了向列相。这也称为退螺旋效应。由于液晶分
子的结构特性,其极化率和电导率等都具有各向异性的特点，当大量液晶分子有规律的排列时，其总体的电学和光学特性,如介电常数、折射率也将呈现出各向异性的特点。如果我们对液晶物质施加电场,就可能改变分子排列的规律。从而使液晶材料的光学特性发生改变,19６3年有人发现了这种现象。这就是液晶的的电光效应。 为了对液晶施加电场,我们在两个玻璃基片的内侧镀了一层透明电极。将这个由基片电极、取向膜、液晶和密封结构组成的结构叫做液晶盒。根据液晶分子的结构特点，假定液晶分子没有固定的电极,但可被外电场极化形成一种感生电极矩。这个感生电极矩也会有一个自己的方向,当这个方向以外电场的方向不同时,外电场就会使液晶分子发生转动，直到各种互相作用力达到平衡。液晶分子在外电场作用下的变化,也将引起液晶合中液晶分子的总体排列规律发生变化。当外电场足够强时，两电极之间的液晶分子将会变成如图１中的排列形式。这时，液晶分子对偏振光的旋光作用将会减弱或消失。通过检偏器,我们可以清晰地观察到偏振态的变化。大多数液晶器件都是这样工作的。 图１液晶分子的扭曲排列变化 若将液晶盒放在两片平行偏振片之间，其偏振方向与上表面液晶分子取向相同。不加电压时，入射光通过起偏器形成的线偏振光,经过液晶盒后偏振方向随液晶分子轴旋转90°，不能通过检偏器;施加电压后,透过检偏器的光强与施加在液晶盒上电压大小的关系见图2；其中纵坐标为透光强度，横坐标为外加电压。最大透光强度的10％所对应的外加电压值称为阈值电压(Ｕth）,标志了液晶电光效应有可观察反应的开始(或称起辉），阈值电压小,是电光效应好的一个重要指标。最大透光强度的90%对应的外加电压值称为饱和电压（Ｕr）,标志了获得最大对 小则易获得良好的显示效果,且降低显示功耗，对比度所需的外加电压数值，U ｒ 显示寿命有利。对比度D r ＝I maｘ／Iｍｉn,其中Ｉｍａx为最大观察(接收)亮度(照度)，I min为最小亮度。陡度β= U r/ U th即饱和电压与阈值电压之比。
LCD显示实验
. 单片机实验报告 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
实验三 LCD显示实验(2学时) 一、实验目的： 学习液晶显示的编程方法，了解液晶显示模块的工作原理。 掌握液晶显示模块与单片机的接口方法。 学习和掌握8255扩展通用I/O的方法。 基于扩展I/O口，实现LCD显示器的控制。 二、实验设备： CPU挂箱、8031CPU模块 三、实验内容： 在掌握8255扩展I/O口的基础上，实现LCD的显示，并显示“中北大学1105064102 姓名”。。 四、实验原理说明 LCD显示电路 点阵式LCD显示电路是在系统板上外挂电正式液晶显示模块，模块的数据线、状态、控制线都通过插孔引出。可直接与系统相连。 1、OCMJ2×8液晶模块介绍及使用说明 OCMJ中文模块系列液晶显示器内含 GB 2312 16*16点阵国标一级简体汉字和ASCII8*8（半高）及8*16（全高）点阵英文字库，用户输入区位码或 ASCII 码即可实
现文本显示。也可用作一般的点阵图形显示器之用。提供位点阵和字节点阵两种图形显示功能，用户可在指定的屏幕位置上以点为单位或以字节为单位进行图形显示。完全兼容一般的点阵模块。OCMJ中文模块系列液晶显示器可以实现汉字、ASCII 码、点阵图形和变化曲线的同屏显示，并可通过字节点阵图形方式造字。本系列模块具有上/下/左/右移动当前显示屏幕及清除屏幕的命令。一改传统的使用大量的设置命令进行初始 1）表—1：OCMJ2X8（128X32）引脚说明 化的方法，OCMJ 中文模块所有的设置初始化工作都是在上电时自动完成的，实现了“即插即用”。同时保留了一条专用的复位线供用户选择使用，可对工作中的模块进
键盘扫描及动态LED 显示实验报告
《单片机》实验报告 一.实验题目 实验4.7 7279 键盘扫描及动态LED 显示实验 二.实验要求 本实验利用7279 进行键盘扫描及动态LED 数码管显示控制。 三.实验源程序 #include
大学物理实验讲义实验液晶电光效应实验
实验14 液晶电光效应实验 液晶是介于液体与晶体之间的一种物质状态。一般的液体内部分子排列是无序的，而液晶既具有液体的流动性，其分子又按一定规律有序排列，使它呈现晶体的特性。当光通过液晶时，会产生偏振面旋转，双折射等效应。液晶分子是含有极性基团的极性分子，在电场作用下，偶极子会按电场方向取向，导致分子原有的排列方式发生变化，从而液晶的光学性质也随之发生改变，这种因外电场引起的液晶光学性质的改变称为液晶的电光效应。 1888年，奥地利植物学家Reinitzer在做有机物溶解实验时，在一定的温度范围内观察到液晶。1961年美国RCA公司的Heimeier发现了液晶的一系列电光效应，并制成了显示器件。从70年代开始，日本公司将液晶与集成电路技术结合，制成了一系列的液晶显示器件，至今在这一领域保持领先地位。液晶显示器件由于具有驱动电压低（一般为几伏），功耗极小，体积小，寿命长，无辐射等优点，在当今各种显示器件的竞争中有独领风骚之势。 【实验目的】 1．在学习液晶光开关的基本原理，测量液晶光开关的电光特性曲线，并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关断电压。 2．测量驱动电压周期变化时，液晶光开关的时间响应曲线，并由时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。 3．测量液晶光开关的视角特性。 4．了解液晶光开关构成矩阵式图像显示的原理。 【仪器用具】 ZKY-LCDEO型液晶光开关电光特性综合实验仪、数字示波器 【实验原理】 1．液晶光开关的工作原理
液晶的种类很多，仅以常用的扭曲向列型液晶为例，说明其工作原理。光开关的结构如图1所示。在两块玻璃板之间夹有液晶，液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状。棍的长度 在十几埃，直径为4～6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦），这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里；电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。上下电极之间的那些液晶分子趋向于平行排列。然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直，所以从俯视方向看，液晶分子的排列从上电极的沿－45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿＋45度方向排列，整个扭曲了90度。如图1左图所示。 理论和实验都证明，上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质，即偏振光从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时，偏振方向会旋转90度。 取两张偏振片贴在玻璃的两面，P1的透光轴与上电极的定向方向相同，P2的透光轴与下电极的定向方向相同，于是P1和P2的透光轴相互正交。 在未加驱动电压的情况下，来自光源的自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的线偏振光，该线偏振光到达输出面时，其偏振面旋转了90°。这时光的偏振面与P2的透光轴平行，因而有光通过。 在施加足够电压情况下，在静电场的作用下，除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外，其他液晶分子趋于平行于电场方向排列。于是原来的扭曲结构被破坏，成了均匀结构，如图1右图所示。从P1透射出来的偏振光的偏振方向在液晶中传播时不再旋转，保持原来的偏振方向到达下电极。这时光的偏振方向与P2正交，因而光被关断。 由于上述光开关在没有电场的情况下让光透过，加上电场的时候光被关断，因此叫做常通型光开关，又叫做常白模式。若P1和P2的透光轴相互平行，则构成常黑模式。 入射的自然光 偏振片P1 偏振片P2 出射光 扭曲排列的液晶分子具有光波导效应 光波导已被电场拉伸 图1. 液晶光开关的工作原理
液晶电光效应实验报告.doc
液晶电光效应实验报告 【实验目的】 1．在掌握液晶光开关的基本工作原理的基础上，测量液晶光开关的电光特性曲线，并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关断电压。 2．测量驱动电压周期变化时，液晶光开关的时间响应曲线，并由时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。 3．测量由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度，了解液晶光开关的工作条件。 4．了解液晶光开关构成图像矩阵的方法，学习和掌握这种矩阵所组成的液晶显示器构成文字和图形的显示模式，从而了解一般液晶显示器件的工作原理。 【实验仪器】 液晶电光效应实验仪一台，液晶片一块 【实验原理】 1．液晶光开关的工作原理 液晶的种类很多，仅以常用的TN（扭曲向列）型液晶为例，说明其工作原理。 TN型光开关的结构：在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状。棍的长度在十几埃（1埃＝10-10米），直径为4～6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦，也可在电极表面涂取向剂），这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在
摩擦所形成的微沟槽里；电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用，趋向于平行排列。然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直，所以从俯视方向看，液晶分子的排列从上电极的沿－45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿＋45度方向排列，整个扭曲了90度。理论和实验都证明，上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质，即偏振光从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时，偏振方向会旋转90度。取两张偏振片贴在玻璃的两面，P1的透光轴与上电极的定向方向相同，P2的透光轴与下电极的定向方向相同，于是P1和P2的透光轴相互正交。 在未加驱动电压的情况下，来自光源的自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的线偏振光，该线偏振光到达输出面时，其偏振面旋转了90°。这时光的偏振面与P2的透光轴平行，因而有光通过。 在施加足够电压情况下(一般为1～2伏)，在静电场的作用下，除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外，其他液晶分子趋于平行于电场方向排列。于是原来的扭曲结构被破坏，成了均匀结构。从P1透射出来的偏振光的偏振方向在液晶中传播时不再旋转，保持原来的偏振方向到达下电极。这时光的偏振方向与P2正交，因而光被关断。 由于上述光开关在没有电场的情况下让光透过，加上电场的时候光被关断，因此叫做常通型光开关，又叫做常白模式。若P1和P2的透光轴相互平行，则构成常黑模式。 液晶可分为热致液晶与溶致液晶。热致液晶在一定的温度范围内呈