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 màn hình có chi phí thấp, linh hoạt trong cấu hình và thuận tiện để giao tiếp với một máy vi tính chip đơn và thiết bị sau có mức tiêu thụ thấp, tiêu thụ điện năng thấp, tuổi thọ dài, hình dạng phông chữ đẹp, màn hình rõ ràng, góc nhìn lớn, điều khiển linh hoạt chế độ và ứng dụng rộng [1]. Tuy nhiên, màn hình LCD phức tạp hơn trong điều khiển, vì giá trị trung bình DC tương đối giữa các điện cực LCD phải bằng 0 [2], nếu không màn hình LCD có thể bị oxy hóa, vì vậy màn hình LCD không thể được điều khiển bởi tín hiệu mức, nhưng dạng sóng được sử dụng. Trình tự sóng để kiểm soát. Màn hình LCD có tính năng phân tách thời gian và tĩnh
Cái trước là đơn giản, nhưng đòi hỏi nhiều dòng hơn; cái thứ hai phức tạp, nhưng cần ít dòng hơn. Hai phương pháp này được xác định bởi sự lựa chọn của các điện cực dẫn. Lấy màn hình tinh thể lỏng của đồng hồ điện tử làm ví dụ, màn hình hiển thị như được hiển thị trong (1), và giờ cao là tắt hoặc bật cùng một lúc. Khi độ cao phút được hiển thị trong kỹ thuật số từ 1 đến 5, phần trên cùng và dưới cùng cũng tắt hoặc bật cùng một lúc. Hai điểm chấm cũng được bật hoặc tắt cùng một lúc, và phương pháp lái xe là một phân chia thời gian lái xe với tỷ lệ thiên vị là 1/2, và có 11 điện cực phân đoạn và hai điện cực chung.
Hình 1)
Thứ hai, nguyên tắc hiển thị của màn hình LCD
Các chất tổng hợp có thể được chia thành khí, chất lỏng và chất 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 chất lỏng hoàn chỉnh hoặc chất rắn hoàn chỉnh. Nó chảy như một chất lỏng và có tinh thể rắn. Trong trạng thái tự nhiên, các phân tử tinh thể lỏng được đặt trong một lõm rất mỏng Cao, và các phân tử tinh thể lỏng được sắp xếp theo hướng của rãnh [3]. Màn hình LCD hoạt động với 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, và các phân tử tinh thể lỏng được sắp xếp song song, và có quay quang học, và thường ở trạng thái trong suốt. Khi một điện áp nhất định được áp dụng giữa các điện cực trên và dưới, các phân tử tinh thể lỏng được chuyển thành căn chỉnh thẳng đứng và quay quang học bị mất. Đen [4]. Để ngăn chặn quá trình oxy hóa tinh thể lỏng, yêu cầu giá trị trung bình DC tương đối giữa các điện cực LCD phải bằng không [1], vì vậy màn hình LCD không thể được điều khiển đơn giản bằng tín hiệu mức, mà được điều khiển bởi một chuỗi sóng vuông . Dạng sóng lái là rất cụ thể, lấy phương pháp phân chia thời gian với tỷ lệ thiên vị là 1/2 làm ví dụ. Hình (2) cho thấy dạng sóng sẽ được tạo ra trên phân đoạn và các điện cực thông thường cho một cơn đột quỵ nào đó có thể sáng hay không. Như có thể thấy từ hình (2), hướng sóng của B1 và COM2, vì vậy B1 là sáng; B3 là cùng hướng với dạng sóng của COM1, 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 thời gian 1/2 động, các dạng sóng của các đầu cuối COM1 và COM2 được đảo ngược. Để kiểm soát sự hiển thị và tuyệt chủng của từng nét, một dạng sóng thích hợp phải được tạo ra trên điện cực tương ứng. Việc thực hiện dạng sóng có các đặc điểm sau: 1), như đã thấy trên hai điện cực phổ biến, hai điện cực thông thường có ba mức, tương ứng là 0V, 1.5V và 3V; 2), hai điện cực phổ biến COM1 và dạng sóng COM2 là hướng; 3), thời gian của dạng sóng lái của điện cực chung và mã phân đoạn là như nhau, trong đó điện cực phổ biến thay đổi bốn lần trên mỗi chu kỳ và mã phân đoạn thay đổi hai lần trên mỗi chu kỳ, đó là tín hiệu sóng vuông. Do đặc điểm của dạng sóng lái của điện cực chung trong ngành, phần lớn vi điều khiển và phần mềm tương ứng được sử dụng để tạo ra dạng sóng lái của điện cực chung và thiết kế ASIC, nếu phương pháp trên là thông qua, nó chiếm một diện tích chip lớn và tăng chi phí. Vì vậy, bài viết này sẽ giới thiệu một mạch kỹ thuật số và analog tương tự như một trình điều khiển LCD kiểu 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. Có ba cấp độ, 0V, 1.5V, 3V và mỗi chu kỳ thay đổi 4 lần. Các dạng sóng của COM1 và COM2 là Hướng. Hình (3) cho thấy giải pháp. Mạch này bao gồm một transistor NMOS và một cổng điều khiển 3 trạng thái. Tần số của DA gấp hai lần so với d3, trong đó transistor NMOS được kết nối với 1.5V và cổng 3 trạng thái được sử dụng với 3V. Mỗi chu kỳ thay đổi 4 lần và có 3 mức sóng điện cực phổ biến cố định. Để được nhận diện bởi mắt người, tần số của d3 là 10Hz, và dạng sóng HSPICE được tạo ra bởi mạch này được thể hiện trong hình (3-1) (được cấp nguồn 1.5V, điện áp 3V được tạo ra bởi bộ tăng điện áp ngoại vi mạch). Để đạt được các yêu cầu thiết kế như vậy, 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 cổng SEG và dạng sóng
Điểm kỹ thuật: 11 cực phân đoạn và 2 điện cực thông thường đồng thời đưa đồng hồ điện tử vào nhau, và cực phân đoạn và các khoảng thời gian điện cực chung phải giữ nguyên. Giải pháp được thể hiện trong hình (4). Hình (4) là mạch ổ đĩa cực phân đoạn. Nó bao gồm một cổng XOR và một mạch NOT gateway. Để giữ điện cực và phân đoạn chung phù hợp, tín hiệu đầu vào d3 và d3 trong mạch COM là tín hiệu tương tự, đó là sóng vuông định kỳ có tần số 10Hz; tín hiệu của D1 được tạo ra bởi mạch giải mã, xác định giải mã kỹ thuật số của đồng hồ điện tử và kết quả được tạo ra gồm ba loại, Cao cấp 1, mức 0 liên tục, sóng vuông định kỳ (tần số gấp đôi d3, khoảng thời gian là 1/2), Hình (4-1), Hình (4-2), Hình (4-3)) là dạng sóng được tạo ra bởi verilog_xl tương ứng với ba trường hợp trên. Cổng SEG được thực hiện với một mạch số và không yêu cầu kích thước của bóng bán dẫn.
Hinh 4)
Nó có thể được nhìn thấy từ các dạng sóng mô phỏng của điện cực chung và điện cực phân đoạn mà mạch được thiết kế phù hợp với yêu cầu của nguyên lý hiển thị tinh thể lỏng, điện cực phổ biến thay đổi bốn lần trên mỗi chu kỳ và ba mức khác nhau, và khoảng thời gian chung điện cực và điện cực phân đoạn được giữ phù hợp. Để làm cho đột quỵ sáng hay không, các phân đoạn (SEG) và (COM) cổng phải đáp ứng 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 cực kỳ bị dập tắt.
Thứ tư, tóm tắt
Mạch điều khiển LCD được giới thiệu trong bài viết này hoàn toàn được nhận ra bởi phần cứng và được xây dựng bởi vài bóng bán dẫn. Thiết kế gọn nhẹ và có thể tích hợp tốt trong ASIC như màn hình LCD mạch điều khiển của màn hình LCD, giúp giảm chi phí và có lợi thế cạnh tranh trên thị trường. . Điều này khác với các trình điều khiển LCD khác được thực hiện bởi phần cứng và phần mềm trên thị trường. Chúng tôi đã tích hợp mô-đun mạch điều khiển LCD vào chip sản xuất cà phê ASIC, đã hoàn thành việc xác minh, bố trí và định tuyến FPAG và MPW ở Trung Quốc.
