基于ETM8812K4的段码液晶屏万年历的设计

刘波

（山东省威海市文登技师学院信息工程系，山东文登，264400）

段码液晶屏几乎可以说随处可见，电子爱好者如果不能开发利用，实在是可惜。笔者手头就有一块液晶屏ETM8812K4-01，从邮购至今也未使用，现在网上可以搜索到该液晶屏的资料，决定试着开发使用。

图1 点亮全部段码的ETM8812K4液晶屏

1 ETM8812K4-01液晶屏简介

把液晶屏ETM8812K4-01的显示面向着自己，引脚在右侧，共16个引脚，右上角为第1脚，右下角为第16脚，对应的引脚及功能如下：

1脚：CS片选；2脚：WR读写；3脚：AO数据，此部分为上半屏的段划屏，采用串行传输方式，可显示一些“8”字和特殊的字符。

4脚: +5V；5脚：GND。

6脚：RS；7脚：R/W；8脚：EN；9-16脚：数据口（相当于LCD1602的D0-D7）；6-16脚为LCD1602部分。

两个显示部分由各自的驱动电路驱动，可以单独使用，也可以一起使用，上半屏由合泰HT1621或其兼容芯片驱动，下半屏由HD44780及兼容芯片驱动。LCD1602部分可以显示16个5×7点阵字符，这里重点介绍上半部分。网络上有合泰HT1621的PDF文档，包括时序图、操作方式等，读者可以自行查阅。

要想使用段码屏，必须知道各段的地址和数据，笔者对照该段码屏的全部显示内容，并参考互联网资料，把显示的“8”字与市售数码管的段位定义相同，把该段码屏各地址对应的数据和显示内容归纳了一个表格，见表1。

表1

地址和显示图形 0x1a 0x19|| 第2个“8”地址和显示图形 0x18 0x17＜＜ 第3个“8”地址和显示图形 0x16 0x15>> 第4个“8”地址和显示图形0x13 0x12第5个“8” 一共127个段，0x13地址数据为0x08的段未设置地址和显示图形 0x11 0x10 TOTAL 第6个“8”地址和显示图形 0x0e 0x0d%上部 第7个“8”地址和显示图形 0x0b 0x0a S 第8个“8” “S”位于该字后边地址和显示图形 0x08 0x07:第9个“8” “：”位于该字前边地址和显示图形 0x06 0x05 F 第10个“8”地址和显示图形 0x01 1上部第11个“8” “1”位于该字的左边地址和显示图形 0x03 0x04.第12个“8” “.”位于该字的左边

注意：第11、12个数字“8”高四位和低四位的地址与前10个的排序是不同的。

其它字符的地址和对应的数据:

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

从左到右的10个方格:

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个“8”子后的冒号 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

“+”自上而下的地址和数据 0x00, 0x08 0x00,0x04 0x00, 0x02

“1” 自上而下的地址和数据 0x01,0x08 0x00, 0x01

2 测试ETM8812K4液晶屏

本以为段码屏的驱动很难，其实并不难，互联网上有HT1621的底层驱动程序，调用“HT1621.h”就可以点亮自己的段码屏了。

// ==Ht1621驱动的液晶屏ETM8812K4-01测试程序main.c====

//本测试程序能够测试HT1621的每一个字段，依次点亮每一个字段

#include “main.h”

//包含51单片机头文件及数据类型声明

#include“HT1621.h”// HT1621的底层驱动程序

void main()

{

unsigned char i,j,t;

Ht1621_Init();// - - 上电初始化LCD

Ht1621_delayms(5000);//- -延时一段时间

while(1){

Ht1621_delayms(2000);//- -延时一段时间

Ht1621WrAllData(0,Ht1621Tab,16);

//- -清除1621寄存器数据，即清屏

for (i=0;i＜32;i++)//- -循环点亮LED，共32个地址

{

t=0x01;

for (j=0;j＜4;j++)//每个地址有4个段，数据依次为1、2、4、8

{

Ht1621WrOneData(i,t);

t＜＜=1;//数据左移 1 位

Ht1621_delayms(500);//延时长点，便于准确标记每个段的地址和数据

}

}

}

}

段码屏的每一个地址都有4个段，段值依次为1、2、4、8，向每一个地址依次写段值就可以逐段点亮，有了底层驱动程序，编写逐段点亮的显示程序main.c，编译生成16进制文件下载到单片机中，仔细观察段码屏的每一个段的显示次序，就可以知道该段的地址和数据了。知道这些数据，采用底层驱动程序，向对应的段写数据，可以按要求显示数字或个别特殊字符。

笔者使用Keil uVision4软件编译main.c没有错误后，下载到单片机里，连接好电路实验，结果段码屏显示不正常，见图2。屏上有一部分没有点亮，程序是没有问题的，想到以前碰到液晶屏的导电橡胶接触不良，难道这个也是？于是小心的把金属外框拆下，把电路板和导电橡胶的接触面都擦了一遍，结果还是那样，怀疑玻璃与导电橡胶接触有问题，拆下一看，不得了，液晶玻璃边缘大约1cm长×2mm宽的地方碎了，碎的地方刚好有导电条和导电橡胶接触，玻璃屑还未掉出来，看来是由于外力的撞击，金属框没有缓冲（这也是这种封装的液晶屏的缺点吧），直接导致玻璃碎了，好在只是边沿的导电部分碎了，如果显示面碎了，该液晶屏也只得报废了。

图2 显示不完整的ETM8812K4液晶屏

那能不能用仅有的7个数码管做个时钟呢？答案是肯定的。为了程序的通用性，同时结合附表数据的使用，笔者编写了1位数码管显示数字的各个段码和转为16进制数的函数—INT8U dat_buf(INT8U dat)，该函数对ETM8812K4-01液晶屏中第1至第10个数码管是适用的，当要第11和12个数码管显示数字时，要把显示数据的高四位和低四位颠倒一下。当你把某一个“8”字的各段的地址和该段的数据按数码管画出来的话，该函数是不难理解的。如果想显示其它基于“8”字下的字符，还可以在该函数中继续添加相关代码，这是不难的。

既然该液晶屏还有LCD1602的功能，为何不用它来显示日期呢？经测试该屏虽然结构上可以显示1行共16个自定义字符，但在驱动时要分两行写入，每行可以显示8个自定义字符，第一行的起始地址是0x80，第2行的起始地址是0xc0。

3 DS1302的测试

笔者手头有多块DS1302时钟芯片，决定好好利用一下，在调试过程中，不知都怎么折腾的，有的工作时发烫，只得断电，不但显示不正常，还不走时。其中的3块，有的项为0，有的项不为0，但明显的特征是秒为80，可读写，但不走时，还有一块，全部的显示内容都为0，不可以写，也不走时，这几块似乎都坏了，见图3、图4。查网上资料，说这种芯片有国产的，质量比较差，很多人借此机会狠狠地黑了一把国产芯片，还有个问题是该芯片双电源工作时，未切断主电源而拆装纽扣电池，这时极易导致DS1302发烫，甚至损坏。我在调试DS1302时，时钟工作不正常，就曾拆过纽扣电池，应该是这个原因所致。找来旧设备拆下一块好的DS1302，连好电路，经过调试，时钟工作正常。

图3 显示不正常的DS1302时钟

图4 显示不正常的DS1302时钟

网上说DS1302芯片显示小时超过23，分或秒超过59的等等都是坏的。全部显示项为0的那块肯定是报废了，其余3块觉得似乎不大可能报废，能不能改改软件试试。笔者的程序中没有调整秒的这一项，能不能在调整分的时候把秒清零（这样调整时间可以更精准些），或者在此时先判断秒是否超过59，超过则把秒清零。按此想法把程序改了一下，结果那3块DS1302竟然起死回生了，每块实验一个周都没问题。当然若其他项超过正常值，是不是也可以这样做？应该可以，有类似问题的读者朋友不妨可以试一试，说不定你的DS1302也能起死回生了。

4 DS1302万年历可调时钟电路及软件

图5为笔者设计的DS1302万年历可调时钟电路，由于是Proteus仿真电路，只有LCD1602显示部分，而没有HT1621的段码显示部分，整个电路采用单面万能板制作，见图6～图8，还未来得及为这个时钟做一个漂亮的外壳。P0口的低3位作LCD1602的控制端，高4位作LCD1602的数据口。P2口的高3位作HT1621显示的接口，低3位作DS1302时钟芯片的控制。为了减小DS1302的功耗，其主电源VCC2端串有390Ω电阻，这里没有采用集成的4输入端的入门电路，而采用4只二极管构成的4输入端的入门电路，任何一个按键按下都能触发外部中断0，各按键下端都接地，上端分别接P3口的高四位。LCD1602显示年月天星期和调整项，正常工作时调整项Adjust_Index为-1，实际显示“/”，调整年显示6，调整月显示4，调整天显示3，调整小时显示2，调整分钟显示1。由于LCD1602能直接显示ASCII码，所以不用编写复杂的数据表。HT1621驱动的段码液晶屏使用前6个8字显示时分秒，时分是大字，秒是小字，这样看起来效果也是不错的。

图5 DS1302万年历可调时钟电路

图6 覆铜板的铜箔面

软件包含7部分：HT1621.h、DS1302.h、DS1302.c、LCD1602_4bit.h、LCD1602_4bit.c、main.h、 main.c，详细源代码见压缩包，图9为main.c文件流程图。

主程序的无限循环部分，不断读取DS1302的数据，如果达到闹铃时间则闹铃响。定时器0中断一次需50ms，每隔200ms LCD1602和段码屏作轮流显示。外部中断0作按键的处理工作。程序中注释详细，这里不再赘述。

笔者用keil uvision4编译时会出现 警 告：“WARNING L15: MULTIPLE CALL TO SEGMENT（意思是发生了重入）”。原来是液晶屏的两个显示函数同时被中断函数和主函数调用，这样有可能引起程序冲突，而出现重复调用的警告，笔者开始忽略了这个问题，定时器初始化后立即开启中断，然后主程序调用LCD1602和HT1621的显示函数，中断函数仍然调用这两个显示函数，这样主程序调用的显示函数未执行完，定时器中断调用的显示函数也发生了，从而使子函数调用发生冲突，所以导致调试不正常，因此就乱怀疑，导致DS1302损坏。最后，笔者把代码改了，主程序的初始化部分在开启中断前调用显示函数，LCD1602显示“年、月、W、：”，而段码屏则完成清屏动作，并且要延时2秒，确保液晶屏的显示完成，再开启中断，让LCD1602和HT1621分时显示，这样尽管出现了L15的警告代码，但实际上是不会出现冲突的，可以忽略这个警告，调试成功。

图7 覆铜板的元件面

图8 正常工作中的DS1302时钟

图9 main.c流程图

5 总结

（1）线路板的设计规划、甚至焊接技术都有待提高。（2）软件设计还可以优化，闹铃时间的设置能够调节就好了。当然，还可以设置多个闹铃。（3）DS1302运行还是有误差的，如果能在软件上自动修正就好了。（4）调整项在调整时能闪烁就好了。（5）如果能给时钟做个外壳就好了。