任意2个io直接驱动LCD1602，并且不需外加芯片（转）

http://www.amobbs.com/thread-4301955-1-1.html

 *此处只摘录部分内容，详细内容请关注原贴。

这就是电路，细心的朋友会发现实物图中有几个贴片的阻容件，秘密就在这里，利用电容的记忆效应，把并行的数据转为串行。

(原文件名:2wire_1602.PNG)

示范程序很简单，不用多注释应该都能看懂。作为演示用途，其中有些长时间延时没有没有使用定时器，在多任务系统中当然要用定时中断来代替了。

//         Drive a LCD1602 with 2 wire
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//ICC-AVR application builder : 2010-10-3 19:30:02
// Target : M16
// Crystal: 4.0000Mhz

#include <iom16v.h>
#include <macros.h>

#define Set_E PORTB|=2
#define Clr_E PORTB&=~2
#define Set_D PORTB|=1
#define Clr_D PORTB&=~1
#define Set_xy(y,x) Send(0,(y<<6)|(x&15)|0x80)

//===================================================
void init_devices(void)
{
  CLI(); //disable all interrupts
  DDRB  = 0x03;
  MCUCR = 0x00;
  GICR  = 0x00;
  SEI(); //re-enable interrupts
}

//===================================================
void Delay(unsigned int i)
{
  while(i--);
}       

//===================================================
void Send(unsigned char RS, unsigned char dat)
{
  unsigned char i;
  for (i = 2; i > 0; i--)
  {
    if (dat & 0x80) Set_D; else Clr_D;
    Delay(10608);//14520us
    if (RS) Set_E;
    if (dat & 0x40) Set_D; else Clr_D;
    Delay(462);  //660us
    if (dat & 0x20) Set_D; else Clr_D;
    Delay(18);   //30us
    Set_E;
    if (dat & 0x10) Set_D; else Clr_D;
    _NOP();      //0.5us < t < 1.36us
    Clr_E;
    dat <<= 4;
  }       
}

//===================================================
void init_1602(void)
{
  unsigned char i = 3;
  Clr_D;
  Clr_E;
  Delay(10608);
  do{
    Clr_D;
    Delay(462);
    Set_D;
    Set_E;
    Delay(18);
    if (i == 0) Clr_D;
    _NOP();_NOP();_NOP();
    Clr_E;
    }while(i--);
  Send(0,0x28);
  Send(0,0x01);
  Send(0,0x0f);
}

//===================================================
void Send_S(unsigned char *p)
{
  while(*p) Send(1,*p++);
}       

//===================================================
void main(void)
{
  unsigned char i;
  init_devices();
  init_1602();
  
  Set_xy(0,2);
  Send_S("Hello world!");
  Set_xy(1,3);
  Send_S("I'm COWBOY.");
  for (i=0;i<255;i++) Delay(10000);
  
  Send(0,0x01);
  Set_xy(0,3);
  Send_S("Welcome to");
  Set_xy(1,1);
  Send_S("www.ourdev.cn");
  while(1);
}

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回复【13楼】zhonghua_li 蓝色天空
一个管脚通过rc，实现4个端口有点危险，
建议改成3个管脚实现。
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回复【25楼】longquan 巅
原来如此,靠相差很大的时间常数实现的
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回复【26楼】millwood0
"靠相差很大的时间常数实现的"
yes. that points to the problem with this approach: the time to send multi-bits gets exponentially longer.

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    上面各位都看出了门道，为了保证数据传输的可靠性，相邻的两bit数据，RC时间常数相差需很大，我这里设定为22倍左右，差距越大，可靠性就越高。事实上，我试了12倍的间隔，仍能正常工作，但考虑到阻容的误差和温漂，以及电磁干扰等因素，选用了22倍间隔。太长的等比间隔，会带来了数据传送速度很慢的问题，如楼主位的RC参数，传送一字节数据约需32ms,正如millwood0所说，连续发送多个字节时，通讯线将会忙不过来，必须等待。为解决此问题，我另外写了个程序，设立发送缓冲区，环状FIFO结构，来暂存待显示的内容，并用定时中断来完成自动发送。IO是省了，却带来几十字节的内存开销，还要占用一个定时器。
    比较实用的方案，正如 zhonghua_li 蓝色天空 所说，多用一个IO，这样每个IO只驱动LCD1602的两个PIN，上面问题就能得到完美解决，包括RC时间常数的选择，也大大放宽了要求，传送速度和普通的驱动方式相当。
    大多数人会有疑问，就那么几个阻容，能可靠工作吗？我也考虑了这问题，在实际的应用中，常常看到数据线上都有小电阻与小电容组成的低通滤波网络来提高数据传输的可靠性。这里的RC用法类似，选用更大的RC，理论上对抵抗外界EMC干扰更有效，设计上只要保证时钟脉冲的下降沿时刻，各数据线的上电平符合LCD1602的要求(VH>4V,VL<1V)。实际测试表现如何？用了简单的方法进行模拟：1.不断发送数据，然后打通手机瞬间，把手机天线紧靠数据线，未发现异常。 2.用工作中的示波器信号线的地线，不断触碰LCD1602相关引脚，也未发现异常。当然这种测试并不规范，所以这种驱动方式玩玩可以，用在产品上还得慎重考虑。

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挑战一下极限，再减少一根线，仍然好使，不过要另加一个电容和一个二极管。

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回复【63楼】winmcu

要不要再狠一点，只用一个io一条地线就可以了呢。貌似sony已经有这技术用于数据通信(基于芯片完成的数据通信)。
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winmcu说的是类似消防总线的通讯方式吧，直接把串行数据调制在电源线上，不过这是需要专用芯片来解调，不能光靠几个RC就能搞掂。类似的方式，我两年前也做过，不知大家对下面这张图片是否熟悉，这就是之前我发过的贴子中一张图片，参照：
    http://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=2243715
其中的示范程序中就提及到 One Wire 总线的驱动，显示模块解调所用的芯片也不是什么专用芯片，只是一片我们最熟悉不过的 74HC595 ，就能完成任务。


(原文件名:ourdev_611029.jpg)

当时为了方便没在电源上加载数据，而单独引了一根数据线，所以看到是三根引线(VCC,GND,DAT)，实际上完全可以把数据加载在电源上。
发个显示模块的底面图，就可以看到利用一片 74HC595 解调 OneWire 通讯，并驱动三位数码管的情况。
发送端（MCU）的调制也很简单，就一个IO输出，加一个三极管扩流。
如果大家有兴趣，有空时我可以另开个贴子讨论。
不过种方式用在LCD1602上，不另加芯片，我还是没想到好办法，除非外围电路弄得很复杂，但这样就失去意义了。


(原文件名:004.jpg)