I. Tổng quan
Có hai loại màn hình thường được sử dụng trong thiết bị đo đạc. Một là một diode phát sáng (LED) và một là màn hình tinh thể lỏng (LCD). Hai loại màn hình này có chi phí thấp, linh hoạt trong cấu hình và dễ dàng giao tiếp với máy vi tính một chip, trong khi ổ đĩa nhỏ có dòng điện nhỏ, mức tiêu thụ điện năng thấp, tuổi thọ cao, phông chữ đẹp, hiển thị rõ ràng, lớn góc nhìn, ổ đĩa linh hoạt và ứng dụng rộng [1]. Tuy nhiên, màn hình LCD trên bộ điều khiển phức tạp hơn vì điện áp DC giữa các điện cực LCD phải là 0 [2]. Nếu không, màn hình LCD sẽ bị oxy hóa dễ dàng. Do đó, màn hình LCD không thể được điều khiển bởi tín hiệu mức đơn giản, nhưng phải sử dụng dạng sóng. Trình tự sóng để kiểm soát. Màn hình LCD có cả chia tách tĩnh và thời gian
Cái trước là đơn giản, nhưng đòi hỏi nhiều dòng hơn; cái thứ hai phức tạp, nhưng đòi hỏi ít dòng hơn, được xác định bởi sự lựa chọn của điện cực chì. Sau đây là ví dụ về màn hình tinh thể lỏng của đồng hồ điện tử. Bảng hiển thị được hiển thị trong (1). Giờ cao điểm cũng tắt hoặc bật. Khi cao của phút là trên màn hình của các số 1-5, đầu và cuối cũng tắt hoặc bật. Hai điểm chấm cũng bật hoặc tắt cùng một lúc. Phương pháp lái xe được chia lái xe với tỷ lệ thiên vị là 1/2. Có 11 điện cực phân đoạn và hai điện cực phổ biến.
Hình 1)
Thứ hai, nguyên tắc hiển thị LCD
Các chất tổng hợp có thể được chia thành khí, lỏng và rắn. Tuy nhiên, tính chất của một số chất không thuộc ba loại này. Tinh thể lỏng là một trong số đó. Nó không phải là một chất lỏng hoàn chỉnh, cũng không phải là một chất rắn hoàn chỉnh. Nó có thể chảy như chất lỏng và có tinh thể rắn. Trong trạng thái tự nhiên, các phân tử tinh thể lỏng được đặt trong các khe hở rất tốt, và các phân tử tinh thể lỏng được sắp xếp theo hướng của các rãnh [3]. Màn hình LCD hoạt động bằng cách sử dụng các tính chất của tinh thể lỏng. Một vật liệu tinh thể lỏng được thêm vào giữa các điện cực trên và dưới của màn hình LCD. Các phân tử tinh thể lỏng được bố trí song song và có hoạt động quang học. Các phân tử tinh thể lỏng thường trong suốt. Khi một điện áp nhất định được áp dụng giữa các điện cực trên và dưới, các phân tử tinh thể lỏng quay theo chiều dọc và mất đi vòng quay quang học của chúng. Đen [4]. Để ngăn chặn tinh thể lỏng bị oxy hóa, cần phải có điện áp tương đối trung bình DC giữa các điện cực LCD phải bằng không, vì vậy màn hình LCD không thể được điều khiển bởi tín hiệu mức đơn giản, nhưng phải được điều khiển bởi một hình vuông nào đó trình tự sóng. Dạng sóng lái xe rất đặc biệt và phương pháp phân chia thời gian với tỷ lệ bù trừ là 1/2 được lấy làm ví dụ. Hình (2) cho thấy dạng sóng sẽ được tạo ra trên phân khúc và các điện cực phổ biến để làm cho một nét sáng hoặc tắt. Từ hình (2) chúng ta có thể thấy rằng B1 và COM2 theo hướng sóng, vì vậy B1 là sáng; B3 và COM1 cùng hướng, vì vậy B3 tắt [5]. (trong đó B1 và B3 có chung một cổng SEG)
Hình 2)
Nói chung, dạng sóng của cổng COM luôn cố định. Đối với chế độ phân chia động 1/2 giờ, các dạng sóng tại các cạnh COM1 và COM2 nằm trong các pha ngược lại. Để kiểm soát việc hiển thị và dập tắt từng nét, các dạng sóng thích hợp phải được tạo ra trên các điện cực tương ứng. Việc thực hiện dạng sóng có các đặc điểm sau: 1) Có thể thấy từ hai điện cực thông thường là hai điện cực thông thường có ba mức, là ba điện áp 0V, 1.5V và 3V tương ứng; 2) Hai điện cực phổ biến COM1 và dạng sóng COM2 là hướng; 3) Giai đoạn của điện cực phổ biến và mã phân đoạn lái xe dạng sóng là như nhau, trong đó điện cực phổ biến thay đổi mỗi chu kỳ bốn lần, và mã phân đoạn thay đổi hai lần mỗi chu kỳ, đó là một tín hiệu sóng vuông. Do đặc điểm của dạng sóng dẫn điện cực phổ biến, trong ngành công nghiệp, hầu hết các vi điều khiển và phần mềm tương ứng được sử dụng để tạo ra các dạng sóng dẫn điện cực phổ biến. Đối với thiết kế ASIC, nếu phương pháp trên được sử dụng, một khu vực chip lớn bị chiếm đóng và số lượng chip tăng lên. Giá cả. Vì vậy, bài viết này sẽ giới thiệu một mạch kỹ thuật số và analog tương tự như một trình điều khiển LCD phân đoạn.
Thứ ba, thiết kế mạch điều khiển hiển thị LCD
1. Mạch tạo dạng sóng COM1 và COM2
Điểm thiết kế: Như được mô tả trong phần Nguyên tắc hiển thị, các dạng sóng của hai điện cực phổ biến được cố định. Nó có 3 cấp độ, là 0V, 1.5V, 3V và mỗi chu kỳ thay đổi 4 lần. Các dạng sóng của COM1 và COM2 là Directional. Hình (3) cho thấy giải pháp. Mạch này bao gồm một transistor NMOS và một cổng điều khiển 3 trạng thái. Tần số DA gấp 2 lần so với d3. Ống NMOS được kết nối với 1.5V và cổng 3 trạng thái được đặt thành 3V. Điều này có thể tạo ra Mỗi chu kỳ thay đổi 4 lần, có 3 mức của dạng sóng điện cực phổ biến cố định. Để được nhận diện bởi mắt người, tần số của d3 là 10 Hz. Dạng sóng HSPICE được tạo ra bởi mạch này được thể hiện trong (3-1) (sử dụng nguồn điện 1.5V và điện áp 3V được tạo bởi mạch điện áp ngoại vi điện áp). Để đạt được yêu cầu thiết kế này, trong hình (3), W / L của ống N là 28uM / 4uM, W / L của hai ống P của cổng 3 trạng thái là 8uM / 3uM, và W / L của hai N-tube là 4uM / 3uM.
hình ảnh 3)
Hình (3 -1)
2. Mạch miệng và dạng sóng SEG
Điểm kỹ thuật: 11 phân đoạn và 2 điện cực thông thường dẫn đến việc hiển thị đồng hồ điện tử, và phân đoạn và các chu kỳ điện cực thông thường phải giữ nguyên. Giải pháp được thể hiện trong hình (4). Hình (4) là một mạch ổ đĩa phân đoạn bao gồm một cổng XOR và một cổng NOT. Để giữ điện cực chung và chu trình phân đoạn phù hợp, tín hiệu đầu vào d3 và d3 trong mạch COM là tín hiệu tương tự, nó là sóng vuông định kỳ với tần số 10Hz; Tín hiệu của D1 được tạo ra bởi mạch giải mã, nó quyết định bảng điện tử cho thấy giải mã số, kết quả được tạo ra bởi ba loại, hằng số là Cao cấp 1, hằng số 0, sóng vuông định kỳ (2 lần tần số d3, chu kỳ là 1/2), Hình 4-1, Hình 4-2, Hình 4-3) Đây là các dạng sóng được tạo ra bởi verilog_xl tương ứng với ba trường hợp trên. Cổng SEG được thực hiện bằng cách sử dụng các mạch kỹ thuật số và không có yêu cầu đối với kích thước bóng bán dẫn.
Hinh 4)
Từ các dạng sóng mô phỏng của điện cực chung và điện cực mã phân đoạn, có thể thấy rằng mạch được thiết kế đáp ứng các yêu cầu của nguyên lý hiển thị tinh thể lỏng, điện cực phổ biến thay đổi 4 lần trên mỗi chu kỳ và 3 mức khác nhau, và thời gian của điện cực chung và điện cực phân đoạn phải nhất quán Để làm cho một nét sáng hoặc tắt, các cổng SEG và (COM) phải thỏa mãn một mối quan hệ nhất định. Mối quan hệ được thể hiện trong bảng sau: Khi cổng SEG và cổng COM1 được đảo ngược, phân đoạn tương ứng là cực kỳ sáng. Khi ở trong pha, phân đoạn tương ứng đã tuyệt chủng.
Bốn, tóm tắt
Mạch điều khiển LCD được giới thiệu trong bài viết này được thực hiện hoàn toàn bằng phần cứng và được xây dựng bởi rất ít bóng bán dẫn. Thiết kế tinh tế. Nó có thể được tích hợp tốt trong mạch tích hợp ứng dụng cụ thể. Khi màn hình LCD của mạch điều khiển LCD, điều này làm giảm chi phí và có lợi thế cạnh tranh trên thị trường. . Điều này khác với việc triển khai phần cứng và phần mềm khác của ổ đĩa LCD trên thị trường. Chúng tôi đã tích hợp mô-đun mạch điều khiển LCD trong một chip sản xuất cà phê ASIC. Chip này đã hoàn thành việc kiểm tra và định vị FPAG và định tuyến, và thực hiện MPW ở Thượng Hải.
