来源：单片机及嵌入式系统应用 作者：赵 昕 李维祥 孙桂玲

摘要：介绍如何应用hd66421液晶板制成通用液晶显示模块；结合fantasy studio的avrisp开发板，给出hd66421在单片机系统中的应用实例。

关键词：灰度液晶屏 通用液晶显示模块 hd66421

20世纪90年代以来，小型测控系统和手持设备的显示部分大多由液晶显示屏担当，它具有体积小、功耗低等特点。特别值得一提的是点阵液晶屏的使用，可以实现汉字和简单单色图形的显示，使手持设备更具人性化界面，操作更简便直观。随着液晶显示器件技术的不断发展，现在出现了灰度、伪彩、全彩的液晶显示屏，使手持设备成为都市的绚丽亮点。

1 硬件设计

对于小型测控系统和低成本手持设备而言，灰度及彩色液晶模块的价格还是有些高。本文介绍的hd66421是1/4vga分辨率（160×100）的4级灰度液晶屏单元，售价只有100元，包括hd66421控制器及160×100的显示屏并封装在一起。加上本文中设计的电路板至少许元件可以构成同现在通用液晶显示模块（如：hy1602、hy12864）接口兼容的一个灰度显示模块。下面详细介绍这个显示模块。

hd66421是hitach出品的显示控制芯片，具有片内30kb的显示内存，最大支持160×100的4级pwm方式灰度显示；适用于低电压应用2.2～5.5v需要外部18v的lcd驱动电压，具mpu接口。要想把它做成通用的显示模块，要解决2个问题：通用接口的转换、18位的lcd驱动电压产生，如图1所示。

现在最常用的液晶显示模块有字符显示的hy1602、点阵显示的hy12864，它们的接口基本兼容。

对于字节显示屏：

1 gnd 电源地

2 vcc 数字电源+

3 vee 对比度控制电压

4 rs 寄存器选择

5 r/w 读写控制

6 en 读写使能

7～14 db0～7 数据总线

15 a 背光电源+

16 k 背光电源-

对于点阵显示屏：

1 gnd 电源地

2 vcc 数字电源+

3 vee 对比度控制电压

4 d/i 寄存器选择

5 r/w 读写控制

6 en 读写使能

7～14 db0～7 数据总线

15 cs1 芯片1的片选

16 cs2 芯片2的片选

17 rst 复位

18 vlcd 液晶驱动电压

19 a 背光电源+

20 k 背光电源-

可见，如不考虑字符液晶接口的背光控制15、16脚，两种接口的数字部分是兼容的；而hd66421所需的接口如图1所示，于是设计出兼容接口：

1 gnd 电源地

2 vcc 数字电源+

3 nc（vout） 空脚（输出电压）

4 rs 寄存器选择

5 wr 写选通

6 cs 片选

7～14 db0～7 数据总线

15 rd 读选通

16 blcs 背光使能

17 rst 复位

18 nc（vlcd） 空脚（液晶驱动电压）

19 a 背光电源+

20 k 背光电源-

hd66421的接口时序如图2所示。

根据hd66421的数据手册，在显示模块的板子上加入如图1的液晶驱动电压分配电路；同时为方便使用，还加入了lcd驱动电压的产生电路，使用max1878芯片产生15v的液晶驱动电压（也可以从18脚直接输入vlcd），还可以产生一个低压输出，可从3脚输出vout给外部系统。因为hd66421具有内部数字调节lcd偏置电压的功能，所以外接的vlcd可以接一固定值，无需调节单元。另外，在板上还有1片用于驱动3只白色led作为背光源的max1916。它由16脚vlcs控制点亮，19、20脚是直接驱动3只白色led的接线；以后还希望能加上用imp803驱动的el背光板。图3是显示模块的部分原理图。

2 应用实例

下面结合fantasy studio的avrisp开发板，用hd66421来显示4级灰度图像。avrisp开发板上带有通用的液晶显示模块接口，可以把我们的模块直接插在上面，但是应注意把3、18脚置为nc。在这个应用中，先在pc机上处理一幅160×100的4级灰度图像，使用串口调试工具发送到avrisp开发板，图像被保存到板上的24c64串行非易失存储器中（每幅图像4kb），通过avrisp板上的按键接制可以显示出刚下载的图像。

avr单片机对hd66421的控制访问是通过通用液晶