I. Overzicht
Er zijn twee soorten displays die vaak worden gebruikt in instrumentatie. De ene is een lichtemitterende diode (LED) en de andere is een liquid crystal display (LCD). Deze twee soorten beeldschermen zijn goedkoop, flexibel in configuratie en eenvoudig te koppelen met een microcomputer met één chip, terwijl de laatste een kleine aandrijfstroom, laag energieverbruik, lange levensduur, goed uitziende lettertypen, duidelijk display, groot kijkhoek, flexibele schijf en brede toepassing [1]. De LCD op de bediening is echter gecompliceerder omdat de DC-spanning tussen de LCD-elektroden 0 [2] moet zijn. Anders wordt de LCD gemakkelijk geoxideerd. Daarom kan het LCD-scherm niet eenvoudig door het niveausignaal worden geregeld, maar moet de golfvorm worden gebruikt. Golfvolgorde om te regelen. Het LCD-display heeft zowel statische als time-split
De eerste is eenvoudig, maar vereist meer lijnen; de laatste is gecompliceerd, maar vereist minder lijnen, die worden bepaald door de keuze van elektrodegeleider. Het volgende is een voorbeeld van een liquid crystal display van een elektronisch horloge. Het displaypaneel wordt getoond in (1). De hoogte van het uur is ook uit of aan. Wanneer de hoogte van de minuut op het display van de cijfers 1 tot 5 staat, zijn de boven- en onderkant ook uit of aan. De twee puntpunten zijn tegelijkertijd ook aan of uit. De aandrijfmethode is splitsen met een biasverhouding van 1/2. Er zijn 11 segmentelektroden en twee gemeenschappelijke elektroden.
Figuur 1)
Ten tweede, het LCD-schermprincipe
Algemene stoffen kunnen worden onderverdeeld in gas, vloeistof en vaste stof. De eigenschappen van sommige stoffen behoren echter niet tot deze drie soorten. Vloeibaar kristal is er een van. Het is geen complete vloeistof, noch een complete vaste stof. Het kan als een vloeistof stromen en heeft vaste kristallen. In de natuurlijke staat worden de vloeibaar-kristalmoleculen in zeer fijne concaviteiten geplaatst en worden de vloeibaar-kristalmoleculen gerangschikt in de richting van de groeven [3]. LCD-monitoren werken met behulp van deze eigenschappen van vloeibare kristallen. Een vloeibaar-kristalmateriaal wordt toegevoegd tussen de bovenste en onderste elektroden van het LCD-scherm. De vloeibare kristalmoleculen zijn parallel gerangschikt en hebben optische activiteit. De vloeibare kristalmoleculen zijn meestal transparant. Wanneer een bepaalde spanning wordt aangelegd tussen de bovenste en onderste elektroden, draaien de vloeibaar-kristalmoleculen verticaal en verliezen hun optische rotatie. Zwart [4]. Om te voorkomen dat het vloeibare kristal oxideert, is het vereist dat het relatieve DC-gemiddelde tussen de LCD-elektroden gelijk is aan nul [1], zodat het LCD-scherm niet eenvoudig door het niveausignaal kan worden aangedreven, maar door een bepaald vierkant moet worden aangedreven golfvolgorde. De aandrijvende golfvorm is zeer specifiek en de tijdverdelingsmethode met een offsetverhouding van 1/2 wordt als voorbeeld genomen. Afbeelding (2) toont de golfvorm die moet worden gegenereerd op het segment en gemeenschappelijke elektroden om een lijn helder of uit te schakelen. Uit figuur (2) kunnen we zien dat B1 en COM2 in de richting van de golfvorm zijn, dus B1 is helder; B3 en COM1 zijn in dezelfde richting, dus B3 is uitgeschakeld [5]. (waarbij B1 en B3 een enkele SEG-poort delen)
Figuur 2)
Over het algemeen is de golfvorm van de COM-poort altijd vast. Voor de dynamische 1/2-uursdelingsmodus bevinden de golfvormen aan de zijden COM1 en COM2 zich in tegenovergestelde fasen. Om de weergave en het doven van elke slag te regelen, moeten geschikte golfvormen op de overeenkomstige elektroden worden gegenereerd. De realisatie van de golfvorm heeft de volgende kenmerken: 1) Uit de twee gemeenschappelijke elektroden is te zien dat de twee gemeenschappelijke elektroden drie niveaus hebben, die drie spanningen van respectievelijk 0V, 1,5V en 3V zijn; 2) Twee gemeenschappelijke elektroden COM1 en de COM2-golfvorm is directioneel; 3) De periode van de gemeenschappelijke elektrode en gesegmenteerde segmentcodedegolfvorm is hetzelfde, waarbij de gemeenschappelijke elektrode vier keer van cyclus verandert en de segmentcode twee keer per cyclus verandert, wat een blokgolfsignaal is. Vanwege de kenmerken van gemeenschappelijke elektrode-aandrijfgolfvormen worden in de industrie de meeste microcontrollers en bijbehorende software gebruikt voor het genereren van de gemeenschappelijke elektrode-aandrijfgolfvormen. Voor het ASIC-ontwerp is, als de bovenstaande methode wordt gebruikt, een groot chipgebied bezet en neemt het aantal chips toe. Kosten. Daarom zal dit artikel een praktisch digitaal en analoog circuit introduceren als een gesegmenteerd LCD-stuurprogramma.
Ten derde, ontwerp van het LCD-drivercircuit
1. COM1- en COM2-golfvormgeneratiecircuit
Ontwerppunten: zoals beschreven in het gedeelte Beeldschermprincipe, zijn de golfvormen van de twee gemeenschappelijke elektroden vast. Het heeft 3 niveaus, die 0V, 1.5V, 3V zijn, en elke cyclus verandert 4 keer. De golfvormen van COM1 en COM2 zijn Directional. Figuur (3) toont de oplossing. Het circuit bestaat uit een NMOS-transistor en een driestatenbesturingspoort. De frequentie van DA is 2 keer die van d3. De NMOS-buis is verbonden met 1,5 V en de drietoestandspoort is ingesteld op 3V. Dit kan elke cyclus 4 keer worden gegenereerd, er zijn 3 niveaus van vaste gemeenschappelijke elektrodegolfvormen. Om door het menselijk oog te worden herkend, is de frequentie van d3 10 Hz. De HSPICE-golfvorm die door dit circuit wordt gegenereerd, wordt weergegeven in (3-1) (met behulp van een 1,5V-voeding en een 3V-spanning die wordt gegenereerd door een periferaal spanningsverdubbelaarcircuit). Om aan deze ontwerpvereiste te voldoen, is in Figuur (3) de W / L van de N-buis 28uM / 4uM, de W / L van de twee P-buizen van de drietoestandspoort is 8uM / 3uM, en het W / L van de twee N-buizen is 4 uM / 3 uM.
afbeelding 3)
Figuur (3 -1)
2. SEG-mondcircuit en golfvorm
Technisch punt: 11 segmenten en 2 gemeenschappelijke elektroden sturen het display van het elektronische horloge aan, en het segment en de gemeenschappelijke elektrodecycli moeten hetzelfde blijven. De oplossing wordt getoond in figuur (4). Figuur (4) is een segmentaandrijfschakeling die bestaat uit een XOF-poort en een NIET-poort. Om de gemeenschappelijke elektrode en segmentcyclus consistent te houden, is het ingangssignaal d3 en d3 in COM-circuit hetzelfde signaal, het is een periodieke blokgolf met een frequentie van 10 Hz; Het signaal van D1 wordt geproduceerd door de decodeerschakeling, het beslist dat de elektronische tabel de digitale decodering onthult, het resultaat geproduceerd door drie types, constant is Hoog niveau 1, constant niveau 0, periodieke blokgolf (2 keer de frequentie van d3, periode is 1/2), Fig. 4-1, Fig. 4-2, Fig. 4-3) Dit zijn de golfvormen gegenereerd door verilog_xl overeenkomend met de bovenstaande drie gevallen. De SEG-poort is geïmplementeerd met behulp van digitale circuits en er is geen transistoromvang vereist.
Figuur 4)
Uit de simulatiegolfvormen van de gemeenschappelijke elektrode en de segmentcode-elektrode kan worden gezien dat de ontworpen schakeling voldoet aan de vereisten van het vloeibaar kristal weergaveprincipe, de gemeenschappelijke elektrode verandert 4 keer per cyclus en 3 verschillende niveaus, en de periode van de gemeenschappelijke elektrode en de segmentelektrode moeten consistent zijn Om een streep helder of uit te laten, moeten de SEG- en (COM) -poorten een bepaalde relatie hebben. De relatie is zoals weergegeven in de volgende tabel: Wanneer de SEG-poort en de COM1-poort zijn geïnverteerd, is het bijbehorende segment extreem helder. In fase is het corresponderende segment uitgestorven.
Vier, samenvatting
Het in dit artikel geïntroduceerde LCD-besturingscircuit is volledig geïmplementeerd door hardware en is geconstrueerd door zeer weinig transistoren. Het ontwerp is voortreffelijk. Het kan goed worden geïntegreerd in de toepassingsspecifieke geïntegreerde schakeling. Als LCD-LCD van het stuurcircuit vermindert dit de kosten en heeft het een concurrentievoordeel op de markt. . Dit is anders dan andere hardware- en softwarematige implementaties van de LCD-drive op de markt. We hebben de LCD-stuurstroomcircuitmodule geïntegreerd in een ASIC-koffiezetapparaat chip. De chip heeft FPAG-verificatie en -plaatsing en -routering al voltooid en voert MPW uit in Shanghai.
