PC1621K LCD 驱动电路

LCD 控制驱动电路

概述

PC1621K 是用来对 MCU 的 I/O 口进行扩展的外围设备。显示矩阵为 32×4，是一个 128 点阵式存储器映

射多功能 LCD 驱动电路。PC1621K 的软件特性使它很适合应用于 LCD 显示，包括 LCD 模块和显示子系统。

在主控制器和 PC1621K 之间的接口应用只需要 3 或 4 个端口。Power down 命令可以减少电源损耗。

功能特点

工作电压：2.4～5.2V

片内 256kHz 的 RC 振荡电路

外接 32.768kHz 或 256kHz 的晶振输入

1/2 或 1/3 的偏置，1/2、1/3 或 1/4 的占空比

内部时钟频率

两种蜂鸣器频率可供选择（2kHz/4kHz）

Power down 命令减少电源损耗

内部时钟和 WDT 看门狗电路

时钟和 WDT 的溢出输出

有 8 种时钟/WDT 可供选择

32×4 的 LCD 驱动

32×4 位的显示 RAM

3 端串行接口

内部 LCD 驱动频率

软件设置

数据模式和命令模式指令

R/W 地址自动累加

三种数据访问模式

VLCD 端子是用来调节 LCD 电压的

封装形式：SSOP48(PC1621S) 、DIP48(PC1621P) 、SOP32(PC1621M) 、SOP28（PC1621EM）

QFP44 (PC1621Q)、LQFP48(PC1621QN) 、DICE(PC1621K)

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P

C

1

6

2

1

K

L

C

D

驱

动

电

路

P

A

D

：

PC1621K LCD 驱动电路

管脚说明

序号 名称 I/O 功能描述

片选信号输入端（带上拉电阻）。当CS为逻辑高电平数据和

命令不能读出或写入。串行接口电路复位。但是如果CS为逻

辑低电平，控制器与 PC1621K 之间可以传输数据和命令。

9 CS I

READ 时钟输入端（带上拉电阻）。RAM 中的数据在RD 信

号的下降沿被输出到 DATA 线上，主控制器可以在下一个上

升沿锁存这个数据。

10

11

RD I

I WRITE 时钟输入端（带上拉电阻）。在 WR 信号的上升沿，

DATA 线上的数据被锁存到 PC1621K。

串行数据输入/输出端（带上拉电阻）。

接地端。

WR

12

13

DATA

VSS

I/O

—

OSCI 和OSCO 端连接到一个 32.768kHz 的晶振用于产生系统

时钟。如果使用外接时钟，则连接到 OSCI 端。但如果选用

片内的 RC 振荡电路，则 OSCI 和 OSCO 端悬空。

LCD 电压输入端

15

14

OSCI I

OSCO O

16

17

18

VLCO

VDD

I

—

O

O

O

电源电压

IRQ 时序基准或看门狗时序溢出标志，N 管开漏输出

2kHz 或 4kHz 的蜂鸣频率输出

LCD 公共端输出

19，20

21～24

1～8

BZ , BZ

COM0～COM3

SEG7～SEG0

SEG31～SEG8 O LCD 段输出 25～48

功能框图

显示RAM

OSCO

OSCI

CS COM0 控制和时序电路

RD

COM3

SEG0

LCD驱动/发射电路 WR

DATA

SEG31

VLCD VDD

VSS

BZ

BZ

看门狗时序和 频率发生器 时序基准发生器 IRQ

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功能说明

显示存储—RAM 结构

静态显示存储器（RAM）结构为 32×4 位，贮存所显示的数据。RAM 的内容直接映射成 LCD 驱动器

的内容。通过读，写和更改读、写的命令把数据存储到 RAM 中。RAM 中的内容映射至 LCD 的过程如下

表所示：

COM3 COM2 COM1 COM0

SEG0

SEG1

SEG2

SEG3

┊

0

1

2

3 地址 6 位

（A5，A4┈A0） ┊

SEG31 31

D3 D2 D1 D0 Data\\Addr

系统振荡器

PC1621K 的时钟是用来产生时序基准/WDT 的时钟频率、LCD 驱动时钟和蜂鸣频率的。时钟来源于

256kHz 的 RC 振荡器，32.768kHz 的晶振或外接的由 S/W 设置的外部 256kHz 的时钟。系统振荡的设置如

下图所示。当执行完 SYS DIS 命令后，系统时钟停止并且 LCD 偏置发生器也将停止工作。此命令只适用

于片内 RC 振荡或是晶振的时候。一旦系统时钟停止，则 LCD 显示变暗，时序基准/WDT 也将失去功能。

LCD OFF 这条命令是用来关闭 LCD 偏置发生器的。LCD OFF 命令使 LCD 偏置发生器关闭后，执行

SYS DIS 命令减少电源损耗，相当于 Power down 命令一样。但如果外接系统时钟的话， SYS DIS 命令既

不能关闭振荡也不能进入 Power down 模式。晶振可以在 OSI 端口外接一个 32kHz 的频率。在这种情况下，

系统将无法进入 Power down 模式，这就类似于外接一个 256kHz 的时钟。在系统上电工作时，PC1621K 就

处于 SYS DIS 状态。

晶振 OSCI

32.768kHz

OSCO

外部时钟

256kHz System

Clock

1/8

RC振荡

256kHz

系统振荡设置

时钟和看门狗时序（WDT）

时序基准发生器是由一个产生准确时序的 8 级递增计数器组成的。WDT 则是由一个 8 级时基发生器

和一个 2 级递增计数器组成，可以使主控制器或子系统在非正常情况下（未知的或不希望发生的跳转、执

行错误等）停止工作。WDT 暂停，将设置一个 WDT 暂停标志。时序基准发生器的输出和 WDT 暂停标志

的输出可以用命令输出到 IRQ 端。共有 8 种频率可以作为时序基准发生器和 WDT 时钟的来源。频率是根

32kHz 据以下公式计算出来的：f WDT ，n 的范围为 0～7。公式中的 32kHz 表示系统的频率是 32.768kHz

2n

的晶振，片内振荡（256kHz）或是外接振荡（256kHz）。

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如果选择一个片内 256kHz 振荡或是外接 256kHz 振荡作为系统时钟的话，系统时钟被一个 3 级分频器

预置成 32kHz。这样时基发生器和 WDT 就都与命令有关系，当时基发生器和 WDT 使用同一个 8 级计数

器的时候需小心使用与时基发生器和 WDT 相关的命令。例如调用 WDT DIS 命令对时基发生器无效，而

WDT EN 不但适用于时基发生器而且可以激活 WDT 暂停标志输出（WDT 暂停标志连接到IRQ 端口）。执

行 TIMER EN 命令后，WDT 就不与IRQ 端口相连，而时钟输出连接到IRQ 端口。执行 CLR WDT 命令可

以把 WDT 清零，时基发生器的内容就由 CLR WDT 或是 CLR TIMER 命令清零。CLR WDT 或 CLR TIMER

命令分别相应的在 WDT EN 或 TIMER EN 命令之前执行。在执行IRQ EN 命令之前应先执行 CLR WDT

或 CLR TIMER 命令。在 WDT 模式转换成为时序基准模式之前必须执行 CLR TIMER 命令。。一旦出现

WDT 暂停模式，IRQ 端将保持逻辑低电平直到执行 CLR WDT 或是IRQ DIS 命令。IRQ 输出无效后，IRQ

脚将处于悬浮状态。通过执行 IRQ EN 或IRQ DIS 命令使IRQ 输出处于有效或无效状态。IRQ EN 命令

可以使时序基准或 WDT 的暂停标志位输出到IRQ 端口。时钟和 WDT 的设置如下所示。在片内 RC 振荡

或晶振的情况下，Power down 模式将减少电源损耗直到通过相应的系统命令来打开或关闭振荡。在 Power

down 模式下，时序基准/WDT 不起作用。

另一方面，如果选择外接时钟作为系统时钟则 SYS DIS 命令无效，Power down 模式也不会被执行。

在选择外接时钟之后，PC1621K 将继续工作直到系统断电或是外接时钟被移走。在系统上电后，IRQ 被禁

止。

TimeBass

TIME/WDT IRQ System Clock

f=32kHz

TIMEREN/DIS

WDT EN/DIS

ClockSources /256

n /2 1

2 3

n=0--7

VDD

CLRTimer

D Q

IRQEN/DIS

WDT

/4 CLK

R

CLRWDT

时序和WDT设置

蜂鸣器输出

在 PC1621K 内部有一个简单的蜂鸣器电路。蜂鸣振荡器可提供一对蜂鸣驱动信号 BZ 和BZ 产生一个蜂

鸣信号。执行 TONE4k 和 TONE2k 命令可以选择两种蜂鸣输出。TONE 4k 和 TONE 2k 命令设置蜂鸣频率

分别为 4k 和 2k。蜂鸣输出可以通过 TONE ON 或 TONE OFF 命令来打开或关闭。蜂鸣输出端 BZ 和BZ 是

一对反相驱动输出，用来驱动压电蜂鸣器。

名称 命令代码 功能

蜂鸣关闭

4k 蜂鸣

2k 蜂鸣

0000-1000-X

010X-XXXX-X

0110-XXXX-X

关闭蜂鸣输出

打开蜂鸣输出，蜂鸣频率为 4kHz

打开蜂鸣输出，蜂鸣频率为 2kHz

LCD 驱动

PC1621K 是一个 128（32×4）点阵式 LCD 驱动器。通过 S/W 的设置可以驱动 1/2 或 1/3 的偏置，2、3

或 4 个 COM 端的 LCD 显示器，这个特性使得 PC1621K 适合于多种 LCD 显示器。LCD 驱动时钟产生于系

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统时钟，不管系统时钟是来源于 32.768kHz 晶振频率还是片内 RC 振荡器频率或外部频率，LCD 驱动时钟

的频率总是 256Hz。LCD 相应的命令如下表所示。

名称 命令代码 功能

LCD OFF 关闭 LCD 输出

LCD ON

10000000010X

10000000011X 打开 LCD 输出

c=0：1/2 偏置

c=1：1/3 偏置

BIAS&COM 1000010abXcX ab=00：2 COMS

ab=01：3 COMS

ab=10：4 COMS

黑体形式的 100 表明是命令模式 ID，如果发送连续命令，命令模式 ID（除第一个命令）将被忽略。

LCD OFF 命令通过中断 LCD 偏置发生器来关闭 LCD 显示，而 LCD ON 命令通过启动 LCD 偏置发生器来

开启 LCD 显示。BIAS 和 COM 命令是与 LCD 显示器相关的命令，通过该命令 PC1621K 可驱动许多类型的

LCD 显示器。

命令格式

PC1621K 可以通过 S/W 来设置，设置 PC1621K 和传送 LCD 显示数据的指令共有两种模式，分别为命令

模式和数据模式。对 PC1621K 的设置称作命令模式，其 ID 是 100，由系统设置命令、系统频率选择命令、

LCD 结构命令、蜂鸣频率选择命令和操作命令组成。数据模式包括读、写和读写变换操作。

下表是数据模式 ID 和命令模式 ID：

条件

读取

模式

数据

数据

数据

命令

ID

110

101

101

100

写入

读、写之间的变换

命令

模式命令出现在数据和命令传送之前。如出现连续指令，命令模式 ID 100 可以被忽略。当系统工作在

不连续命令或不连续地址数据模式，CS端应设置为 1，而之前的工作模式将被复位。一旦CS端为 0，将

出现一个新的工作模式 ID。

接口

PC1621K 共有 4 线需要接口。CS初始化串行接口电路和在主控制器和 PC1621K 之间终接通信端。CS为

1 时，主控制器和 PC1621K 之间数据和命令被禁止和初始化。出现命令模式和模式转换之前，需要一个高

电平脉冲初始化 PC1621K 的串行接口。数据线是串行输入/输出线。读写数据或写入命令必须通过数据线。

RD 线是 READ 时钟输入。RAM 中的数据在RD 信号的下降沿被读出，读出数据将显示在 DATA 线上。

主控制器在 READ 信号上升沿和下一个下降沿之间读出正确数据。WR 线是 WRITE 时钟输入。数据线上

的数据、地址、命令在 WR 信号上升沿全被读到 PC1621K。 IRQ 线被用作主控制器和 PC1621K 之间的接口。

IRQ 脚作为定时器输出或 WDT 溢出标志输出，由 S/W 设定。主控制器通过连接 PC1621K 的IRQ 脚执行时

间基准或 WDT 功能。

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时序图

读模式（命令代码：110）

CS

WR

RD

DATA 1 1 0 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3

存储地址1 数据1

1 1 0 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3

存储地址2 数据2

读模式（连续地址读）

CS

WR

RD

DATA 1 1 0 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0

存储地址1 数据1 数据2 数据3 数据4

写模式（命令代码：101）

CS

WR

DATA 1 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3

存储地址1 数据1

1 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3

存储地址2 数据2

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写模式（连续地址写）

CS

WR

DATA 1 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0

存储地址1 数据1 数据2 数据3 数据4

读、写更改模式（命令代码：101）

CS

WR

RD

DATA 1 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3

存储地址1 数据1 数据1

1 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3

存储地址2 数据2

读、写更改模式（连续地址存储）

CS

WR

RD

DATA 1 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0 D1 D2 D3 D0

存储地址1 数据1 数据1 数据2 数据2 数据3

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命令模式（命令代码：100）

CS

WR

DATA 1 0 0 C8 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 C8 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0

命令1 命令 命令i - - - - 命令或数据模式

模式（数据和命令模式）

CS

WR

DATA

命令或数据模式 地址和数据 命令或数据模式 地址和数据 命令或数据模式 地址和数据

RD

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命令表格

名称 ID

110

命令代码

A5A4A3A2A1A0D0D1D2D3

D/C

D

D

D

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

C

功能

从 RAM 中读取数据

把数据写入到 RAM 中

从 RAM 中读取和写入数据

关闭系统时钟和 LCD 偏置发生器

打开系统时钟

复位

READ

WRITE

READ-MODIFY-WRITE

SYS DIS

101 A5A4A3A2A1A0D0D1D2D3

101 A5A4A3A2A1A0D0D1D2D3

100 0000-0000-X YES

YES

SYS EN 100 0000-0001-X

LCD OFF 100 0000-0010-X 关闭 LCD 偏置发生器

打开 LCD 偏置发生器

禁止时序基准输出

禁止 WDT 暂停标志输出

允许时序基准输出

允许 WDT 暂停标志输出

关闭蜂鸣输出

LCD ON 100 0000-0011-X

TIMERS DIS

WDT DIS

100 0000-0100-X

100 0000-0101-X

TIMER EN

WDT EN

100 0000-0110-X

100 0000-0111-X

TONE OFF

TONE ON

CLR TIMER

CLR WDT

XTAL 32k

100 0000-1000-X YES

YES

100 0000-1001-X 打开蜂鸣输出

100 0000-11XX-X

100 0000-111X-X

100 0001-01XX-X

100 0001-10XX-X

100 0001-11XX-X

清空时序基准发生器中的内容

清空 WDT 中的内容

系统时钟，晶振

RC 256k 系统时钟，片内 RC 振荡

EXT 256k 外接时钟

LCD 1/2 偏置设置

ab=00：2 COMS

ab=01：3 COMS BIAS 1/2

BIAS 1/3

100 0010-abX0-X

100 0010-abX1-X

C

C

ab=10：4 COMS

LCD 1/3 偏置设置

ab=00：2 COMS

ab=01：3 COMS

ab=10：4 COMS

TONE 4k

TONE 2k

100 010X-XXXX-X

100 011X-XXXX-X

C

C

蜂鸣频率输出：4kHz

蜂鸣频率输出：2kHz

IRQ DIS

IRQ EN

100 100X-0XXX-X

100 100X-1XXX-X

C

C

禁止 IRQ 输出

允许 IRQ 输出

YES

时基/WDT 时钟输出：1Hz

WDT 暂停标志：4s

F1

F2

100 101X-X000-X

100 101X-X001-X

100 101X-X010-X

100 101X-X011-X

100 101X-X100-X

100 101X-X101-X

100 101X-X110-X

100 101X-X111-X

C

C

C

C

C

C

C

C

时基/WDT 时钟输出：2Hz

WDT 暂停标志：2s

时基/WDT 时钟输出：4Hz

WDT 暂停标志：1s

F4

时基/WDT 时钟输出：8Hz

WDT 暂停标志：1/2s

时基/WDT 时钟输出：16Hz

WDT 暂停标志：1/4s

时基/WDT 时钟输出：32Hz

WDT 暂停标志：1/8s

时基/WDT 时钟输出：64Hz

WDT 暂停标志：1/16s

时基/WDT 时钟输出：128Hz

WDT 暂停标志：1/32s

测试模式

F8

F16

F32

F64

F128 YES

YES

TEST 100 1110-0000-X

100 1110-0011-X

C

NORMAL C 普通模式

注释：A5～A0：RAM 地址

D3～D0：RAM 数据

D/C：数据/命令模式

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极限参数

特 性 符 号 极 限 值 单 位

电源电压

输入电压

存贮温度

工作温度

VDD -0.3～5.5

V -0.3～VDD+0.3

-50～+125

-25～+85

V

VIN V

TSTG

TOTG

SS

℃

℃

电参数

直流参数

测试条件

条件 名称 符号 最小值 典型值 最大值 单位 VDD

工作电压

工作电流

VDD

IDD1

2.4

—

—

—

—

—

—

—

—

—

150

300

60

120

100

200

0.1

0.3

—

5.2

300

600

120

240

200

400

5

V —

3V

5V

3V

5V

—

无负载/LCD 打开

片内 RC 振荡

无负载/LCD 打开

晶振

A

工作电流

工作电流

待机电流

IDD2

IDD3

A

A 3V

5V

无负载/LCD 关闭

外接时钟

3V

5V

无负载 ISTB

VIL

A

V

10 电源关机模式

0

0

0.6

1.0

3.0

5.0

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

150

100

3V

5V

3V

5V

3V

5V

3V

5V

3V

5V

3V

5V

3V

5V

3V

5V

3V

5V

输入低电压

输入高电压

DATA, WR , CS, RD

DATA, WR , CS, RD

—

—

—

2.4

4.0

0.5

1.3

-0.4

-0.9

80

150

-80

-120

60

VIH

IOL1

IOH1

IOL2

IOH2

IOL3

IOH3

RPH

V

1.2

2.6

-0.8

-1.8

150

250

-120

-200

120

200

-70

-100

80

VOL=0.3V DATA, BZ, BZ , IRQ

DATA, BZ, BZ

mA

mA

A

A

A

A

kΩ

VOL=0.5V

VOH=2.7V

VOH=4.5V

VOL=0.3V LCD 公共端灌电流

LCD 公共端拉电流

LCD SEG 端灌电流

LCD SEG 端拉电流

上拉电阻

VOL=0.5V

VOH=2.7V

VOH=4.5V

VOL=0.3V

120

-40

-70

40

VOL=0.5V

VOH=2.7V

VOH=4.5V

DATA, WR , CS, RD 30 60

Rev 2.2 2016-3-22

PC1621K LCD 驱动电路

交流参数

测试条件

条件 名称 符号 最小值 典型值 最大值 单位 VDD

3V

5V

3V

5V

—

—

—

—

—

—

256

256

32.768

32.768

256

256 f

SYS1/10

24 f

SYS2/12

8 f

SYS3/10

24

—

—

—

—

—

—

片内 RC 振荡 系统时钟

系统时钟

系统时钟

fSYS1

fSYS2

fSYS3

kHz

kHz

kHz

晶振

3V

5V 外接时钟

片内 RC 振荡

晶振

—

—

—

—

—

—

LCD 频率 fLCD1 Hz —

外接时钟

LCD 公共端周期 tCOM —

—

—

—

—

n/ fLCD

—

—

—

—

—

150

300

75

sec —

3V

5V

3V

5V

N：公共端个数

串行数据时钟（ WR 端） FCLK1 占空比周期 50%

串行数据时钟（RD 端） FCLK2

kHz

kHz

ns

占空比周期 50% 150

串行接口复位脉宽 tCS — 250

—

—

—

—

—

—

—

—

—

— CS

3.34

6.67

1.67

3.34

写模式

读模式

写模式

读模式

s

s

ns

ns

ns

ns

ns

3V

WR , RD 输入脉宽 tCLK

5V

上升/下降时间串行数据

时宽

3V

5V

3V

5V

3V

5V

3V

5V

3V

5V

tr，tf

tsu

—

—

—

—

—

120

120

120

100

100

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

数据到 WR ， RD 时宽

的设置时间

数据到 WR ， RD 时宽

的保持时间 th

CS到 WR ，RD 时宽的

设置时间 tsu1

C th1 S到 WR ，RD 时宽的

保持时间

Rev 2.2 2016-3-22

PC1621K LCD 驱动电路

参考应用线路图

CS VDD

RD VR

WR

DATA VLCD

BZ μC PC1621K R

Piezo

IRQ

BZ OSCI OSCO

COM0～

COM3

Check Out SEG0～SEG31

外部时钟1（32kHz）

外部时钟2（32kHz）

1/2 or 1/3Bias,1/2,1/3 or 1/4Duty OSC

LCD面板

32.768kHz

*：此电路仅供参考。

Rev 2.2 2016-3-22

PC1621K LCD 驱动电路

封装尺寸（单位：mm）

SOP32

0.15

20.98

单位：mm

0.35 1.27

SSOP48

0.15

15.875

单位：mm

0.254 0.635

Rev 2.2 2016-3-22

PC1621K LCD 驱动电路

SOP28

18.00±0.10

0.406±0.10 1.27 2°～8°

2.34±0.10

+0.10 -0.05 0.16 Unit：mm

QFP44

13.6±0.40

10.0±0.10 2.00±0.10

0.20±0.10

0.152

0.80 0.30±0.10

0.151

Unit：mm 1.00±0.20

Rev 2.2 2016-3-22