I. Descrizione
Ci sono due tipi di display comunemente utilizzato nella strumentazione, uno è un diodo luminoso (LED) e l'altro è un display a cristalli liquidi (LCD). I due display sono bassi costo, flessibile nella configurazione e comoda interfaccia con un microcomputer singolo chip, e quest'ultimo ha basso Guida corrente, basso consumo energetico, lunga vita, carattere bella forma, chiaro display, angolo di visione ampio, flessibile modalità di guida e ampia applicazione [1]. Tuttavia, il display LCD è più complicato nel controllo, perché la relativa tensione il valore medio DC tra gli elettrodi di LCD deve che essere 0 [2], altrimenti il display LCD può essere ossidato, quindi il display LCD non può essere controllato semplicemente dal segnale di livello, ma una certa forma d'onda viene utilizzata. Sequenza di onda a controllo. Display LCD è statica e la divisione di tempo
Il primo è semplice, ma richiede più linee; quest'ultimo è complicato, ma meno righe sono necessari. Questi due metodi sono determinati dalla scelta dei cavi degli elettrodi. Prendendo il display a cristalli liquidi dell'orologio elettronico ad esempio, il pannello dello schermo è come mostrato in (1), e l'ora alta è off o on allo stesso tempo. Quando il minuto alto viene visualizzato in digitale 1 a 5, parte superiore e inferiore sono anche off o on allo stesso tempo. I punti di due punti sono anche attivati o disattivati allo stesso tempo e il metodo di guida è una divisione del tempo di guida con un bias ratio di 1/2, e ci sono 11 segmento elettrodi e due elettrodi comuni.
Figura 1)
Secondo, il principio di visualizzazione del display LCD
Generale sostanze possono essere suddivise in gas, liquidi e solidi. Tuttavia, le proprietà di alcune sostanze non appartengono a questi tre tipi. Cristalli liquidi è uno di loro. Non si tratta di un completo liquido o un solido completo. E scorre come un liquido e ha cristalli solidi. Allo stato naturale, le molecole di cristalli liquidi sono collocate in un Cao concavo molto sottile, e le molecole di cristalli liquidi sono disposte nella direzione della scanalatura [3]. LCD Mostra il lavoro con queste proprietà dei cristalli liquidi. Viene aggiunto un materiale di cristalli liquidi tra gli elettrodi superiori e inferiori del display LCD, e le molecole di cristalli liquidi sono disposti in parallelo e hanno potere rotatorio e di solito sono in uno stato trasparente. Quando una certa tensione è applicata tra i due elettrodi superiori e inferiori, le molecole di cristalli liquidi vengono trasformate in allineamento verticale, e la rotazione ottica viene persa. Nero [4]. Al fine di impedire l'ossidazione di cristalli liquidi, è necessario che la relativa tensione il valore medio DC tra gli elettrodi di LCD deve essere zero [1], quindi il display LCD non può essere guidato semplicemente dal segnale di livello, ma è guidato da una determinata sequenza di onda quadra. La forma d'onda guida è molto particolare, prendendo il metodo di divisione di tempo con un bias ratio di 1/2 come un esempio. Figura (2) Mostra la forma d'onda che deve essere prodotta sul segmento e comuni elettrodi per un certo tratto di essere brillante o non. Come si può vedere dalla figura (2), la direzione di forma d'onda di B1 e COM2, così B1 è luminoso; B3 è nella stessa direzione come la forma d'onda di COM1, così B3 è spento [5]. (dove B1 e B3 condividere una sola porta SEG)
Figura 2)
In genere, la forma d'onda della porta COM è sempre fisso. Per la modalità di divisione 1/2 ora dinamico, le forme d'onda dei terminali COM1 e COM2 sono invertite. Per controllare la visualizzazione e l'estinzione di ogni tratto, una forma d'onda adatta deve essere generata sull'elettrodo corrispondente. La realizzazione della forma d'onda ha le seguenti caratteristiche: 1), come visto sui due elettrodi comuni, i due elettrodi comuni hanno tre livelli, che sono 0V, 1, 5V e 3V rispettivamente; 2), due comuni della forma d'onda: elettrodi COM1 e COM2 The è direzionale; 3), il periodo di guida della forma d'onda dell'elettrodo comune e il codice del segmento è lo stesso, in cui l'elettrodo comune cambia quattro volte per ciclo, e il codice del segmento cambia due volte per ciclo, che è un segnale ad onda quadra. A causa delle caratteristiche della forma d'onda Guida dell'elettrodo comune, nell'industria, la maggior parte del microcontrollore e il corrispondente software vengono utilizzata per generare la forma d'onda Guida dell'elettrodo comune e per la progettazione di ASIC, se quanto sopra Metodo adottato, occupa un'area di grande chip e aumenta il costo. Di conseguenza, questo articolo vi introdurrò un circuito analogico e digitale pratico come un driver LCD tipo di segmento.
In terzo luogo, display LCD design circuito driver
1. COM1 e COM2 circuiti di generazione di forme d'onda
Design punti: come descritto nella sezione Visualizza i principi, le forme d'onda dei due comuni elettrodi sono fissi. Ci sono tre livelli, 0V, 1, 5V, 3V e ogni ciclo cambia 4 volte. Le forme d'onda di COM1 e COM2 sono direzione. Figura (3) Mostra la soluzione. Il circuito è costituito da un transistor NMOS e un cancello di controllo 3-stato. La frequenza del DA è due volte quella di d3, dove il transistor NMOS è collegato a 1.5 v e il cancello 3-stato è utilizzato con 3V. Ogni ciclo cambia 4 volte e ci sono 3 livelli di forme d'onda di elettrodo comune fisso. Per poter essere riconosciuti dall'occhio umano, la frequenza di d3 è 10 Hz, e la forma d'onda HSPICE generata da questo circuito è mostrata in figura (3 - 1) (alimentato da 1.5 v alimentazione, tensione di 3V è generata dal circuito duplicatore di tensione periferici). Per raggiungere tali requisiti di progettazione, in figura (3), W/L del tubo N è 28uM/4uM e W/L dei due P-tubi del cancello 3-stato è 8uM/3uM W/L dei due N-tubi è 4uM. /3uM.
immagine 3)
Figura (3 -1)
2. forma d'onda e circuito porta SEG
Punti tecnici: 11 segmento poli e 2 comuni elettrodi pilotare il display dell'orologio elettronico insieme, e il segmento Polo e periodi comuni dell'elettrodo devono rimanere lo stesso. La soluzione è mostrata in figura (4). Figura (4) è il circuito di azionamento del palo di segmento. Esso è composto da un cancello XOR e un circuito di porta non. Al fine di mantenere il periodo comune dell'elettrodo e segmento coerenza, il segnale di ingresso d3 e d3 nel circuito COM è lo stesso segnale, che è un'onda quadra periodica con una frequenza di 10 Hz; il segnale di D1 è generato dal circuito di decodifica, che determina la decodifica digitale dell'orologio elettronico, e il risultato generato è di tre tipi, ad alto livello 1, costante livello 0, onda quadra periodica (la frequenza è due volte la d3, il periodo è di 1/2) Figura (Figura 4 - 1), (4 - 2), figura (4 - 3)) sono le forme d'onda generate da verilog_xl corrispondenti a questi tre casi. La porta SEG viene implementata con un circuito digitale, e non c'è nessun requisito per le dimensioni del transistore.
Figura 4)
Può essere visto dalle forme d'onda di simulazione dell'elettrodo comune e l'elettrodo di segmento che il circuito progettato è conforme ai requisiti del principio di display a cristalli liquidi, i cambiamenti di elettrodo comune quattro volte per ciclo e tre diversi livelli e il periodo dell'elettrodo comune e l'elettrodo di segmento sono tenute coerente. Per fare un colpo luminoso o non, il segmento (SEG) e porte (COM) devono soddisfare una certa relazione. La relazione è come mostrato nella tabella seguente: quando il SEG porta e la porta COM1 sono invertiti, il corrispondente segmento è estremamente luminoso. Quando si è in fase, il corrispondente segmento estremamente si spegne.
Quarto, Riepilogo
Il circuito di pilotaggio di LCD presentare in questo articolo è realizzato completamente dall'hardware ed è costruito da pochi transistor. Esso è compatto nel design e può essere ben integrato in ASIC come guida LCD circuito del LCD, che riduce il costo e ha il vantaggio competitivo nel mercato. . Questo è diverso da altri driver LCD che vengono implementati da hardware e software sul mercato. Abbiamo integrato il modulo di circuito driver LCD nel chip ASIC Bollitore per caffè, che ha completato la verifica FPAG, layout e routing, e MPW in Cina.
