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首先感谢大家的支持！前些天写了一篇点亮 NT7086 液晶的帖子：https://www.mydigit.cn/thread-402876-1-1.html
原帖受限于篇幅，特地没过分展开，避免过早纠结于细致的技术点以至于忘了点屏大业。
应大家的呼声，今展开一段细致科普，从晶体管讲起，一路介绍到该怎么写 NT7086 驱动代码。
本质上是介绍数电中串入并出移位寄存器的驱动，熟悉此部分的朋友可以直接跳过本帖，当然也欢迎讨论。
【晶体管构建逻辑门】
这里仅以 PMOS-FET 晶体管为例构建逻辑门，实际工程中会有更为复杂的晶体管结构，但基本功能不变。
如下图所示，一只开关 SW1 切换 IN 端电压状态（12V/0V），经过 Q1 驱动后，带动灯泡 L1 工作。
当 SW1 拨至 L 端时，Q1 导通，L1 点亮；
当 SW1 拨至 H 端时，Q1 截止，L1 熄灭。
电路实现了开关状态（IN）到灯状态（OUT）的一个映射。把关键电路抠出来，就是传说中的【非门】，符号如下：
若规定电池负极电位（0V）为低电平（L），电池正极电位（12V）为高电平（H），则非门的逻辑描述为：
当 IN=L 时，输出 OUT=H；
当 IN=H 时，输出 OUT=L.
至此，获得了“非门”的构建思路。
再考虑另一个略复杂的电路，如下图，两只开关 SW1,SW2 切换状态，经 Q1,Q2 综合驱动，带动灯泡 L1 工作。
当 SW1,SW2 不全拨至 H 端时，Q1,Q2 不全截止，L1 点亮；
当 SW1,SW2 全都拨至 H 端时，Q1,Q2 全都截止，L1 熄灭。
电路实现了双开关状态（IN1,IN2）到灯状态（OUT）的一个映射。同样抠出关键电路，就是传说中的【与非门】，符号如下：
同样规定高低电平，则与非门的逻辑描述为：
当 IN1,IN2 不全为 H 时，输出 OUT=H；
当 IN1,IN2 全都为 H 时，输出 OUT=L.
至此，获得了“与非门”的构建思路。
实际的逻辑门还有更多种，但构建思路、构建方法大同小异，因而不多作介绍。
【逻辑门构建RS触发器】
在简单逻辑门的基础上稍加组合，就可以构成复杂的数字逻辑电路，不忘点屏初衷。
这里尝试构建 RS 触发器，最简单具有“记忆”功能的数字电路，是静态内存 SRAM 的基本构成。
如图所示，两只与非门反扭在一起，就是最经典的 RS 触发器。~S 和 ~R 为输入端，Q 和 ~Q 为输出端。
依照与非门的逻辑功能，可以推导出 RS 触发器的逻辑功能，如右侧表格所示。
当输入端 ~S,~R 均为 H 时，输出端 Q,~Q 保持前一刻的状态不变；
当输入端为其他状态组合时，输出端可以设定为相应状态（注意一般不使用 H,H 输出态）。
至此，获得了“RS触发器”的构建思路。
【RS触发器改进为D触发器】
然而 RS 触发器并不好用，输入端有一定的冗余，因而尝试升级为 D 触发器。
如图所示，在 RS 的基础上，再加一层“使能层”（U3-U5），就构成了更为复杂的 D 触发器。
同样依照 RS 的逻辑功能，可以推导出 D 触发器的逻辑功能，如右侧表格所示。
当输入端 CK=L 时，输出端 Q,~Q 保持前一刻的状态不变；
当输入端 CK=H 时，输出端 Q=D，输出端 ~Q 为反相的 Q.
拿逻辑门画的 D 触发器太费墨水，索性简化一下符号，获得【常规 D 触发器】：
发明 D 触发器的歪果仁闲的蛋疼，将两个常规 D 触发器串联，又出现了神奇的【边沿型 D 触发器】。
注意在符号上，CK 脚旁边有 > 符号的是“边沿型”，没有的是常规型：
可以证明，边沿型 D 触发器仅在 CK 的上升沿（即从 CK=L 到 CK=H 的瞬间）更新 Q=D，其他情况下 Q,~Q 均保持不变。
一般将边沿型 D 触发器的 CK 称作“时钟端”，D 称作“数据端”。
至此，获得了“边沿型 D 触发器”的构建思路。
【D触发器级联为移位寄存器】
有了边沿型 D 触发器能干什么？ 串起来搞事情！点屏！
如下图所示，八只边沿型 D 触发器首尾相接、时钟 CLK 并联，形成了一个特殊的电路。
电路输入有两个脚 DAT,CLK，输出有八个脚 Q0-Q7.
按照边沿型 D 触发器的特性，每次 CLK 上升沿，触发器们同时将 D 的状态更新至 Q.
即当 CLK 出现上升沿时，Q6更新至Q7, Q5更新至Q6, Q4更新至Q5, ... ,Q0更新至Q1, DAT更新至Q0.
Q0-Q7 的状态整体右移了一位，故而得名【移位寄存器】。
实际上走到这一步，我们已经造出了一片 74HC164，8bit串行移位寄存器（DIP14封装）：
至此，获得了“移位寄存器/HC164”的构建思路。
【移位寄存器升级锁存】
有了移位寄存器，还有什么可追求的？ 显然是优雅，大愚若智的优雅，屏还是要点的。
如下图所示，在移位寄存器 Q0-Q7 的基础上，再装八个边沿型 D 触发器，最终输出 Qa-Qh：
后装的八个触发器不再是串联，而是逐一接在移位寄存器上，实现一个“同步锁存”的功能。
后台 Q0-Q7 移位工作的同时，前台 Qa-Qh 可以锁存住某个状态保持不变，故而得名【带输出锁存的移位寄存器】。
优雅到这一步，就出现了鼎鼎大名的 74HC595，8bit带输出锁存的移位寄存器（DIP16封装）：
这片将近 60 岁芯片，至今仍活跃在大街小巷的广告牌上，甚至连脚序都没改过。
至此，获得了“带锁存的移位寄存器/HC595”的构建思路。
画一条分割线，硬件讲到这里，差不多够写代码了。
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【NT7086串行驱动】
液晶驱动器 NT7086，实则就是类似于 HC595/HC164 的移位寄存器。下图摘抄自 NT7086 手册：
可以看到 NT7086 的核心是一个带锁存的 80bit 移位寄存器。
从构建上来说，需要 80 个边沿型 D 触发器来作移位，然后再 80 个边沿型 D 触发器来作锁存。
对于移位寄存器的软件驱动，一般是按下图时序来进行：
以 8bit 移位寄存器为例，当输入了 8 个 CLK 正脉冲，并同步在 DAT 上输入相应电平（1=H, 0=L），
就可将输出端 Q0-Q7 设定为预想的样子。例如上图中 DAT 输入了 10110010，最终 Q7-Q0 的状态就被设定为 10110010.
硬件上只用了两根线（CLK,DAT），经过移位寄存器就可以控制八个独立的输出（Q0-Q7），这就是移位寄存器的作用。
对于 NT7086，移位寄存器有 80bit 长度，相当于两线输入（CLK,DAT），八十线输出（Q0-Q79）。
在软件上，基本就是写代码使得 CLK,DAT 按照预设的样子输出电平，大体如下：
实际上会用循环、指针等技巧，来避免代码太长，大体长这样：
对于 Arduino 环境，直接用 shiftOut 函数就可以驱动移位寄存器，简单粗暴：
【NT7086点屏】
实际点屏过程中，还需要参考 NT7086 手册上的工作时序，了解与理想 164/595 的差异，以便程序额外照顾：
至此，如果 C 语言功底还行的话，基本就能点亮基于 NT7086 的低配版液晶了，例如刷二进制计数图案：
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以上，从晶体管讲起，科普下 NT7086 系列液晶代码该怎么写。
最后祝大家点屏顺利！
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雷达卡
发表于 2023-7-18 03:14:07
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