I. Descripció general
Hi ha dos tipus de pantalles utilitzades habitualment en la instrumentació, un és un díode emissor de llum (LED) i l'altre és una pantalla de cristall líquid (LCD). Les dues pantalles són de baix cost, flexibles de configuració, i són còmodes d'interconectar amb un microordinador de xips, i aquest últim té baix nivell de corrent, baix consum, llarga vida, forma de font bonica, pantalla clara, gran angle de visió, conducció flexible mode i aplicació àmplia [1]. Tanmateix, la pantalla LCD és més complicada en el control, ja que el valor mitjà de voltatge DC relatiu entre els elèctrodes LCD ha de ser 0 [2], en cas contrari la pantalla LCD pot ser oxidada, de manera que la pantalla LCD no es pot controlar simplement pel senyal de nivell, s'utilitza la forma d'ona. Seqüència d'ona per controlar. La pantalla LCD té divisió estàtica i de temps
El primer és simple, però requereix més línies; aquest últim és complicat, però es requereixen menys línies. Aquests dos mètodes es determinen per l'elecció dels cables d'elèctrodes. Si es mostra la pantalla de cristall líquid del rellotge electrònic, el tauler de visualització es mostra a (1), i l'hora més alta està activada o desactivada alhora. Quan el minut màxim es mostra a la digital de l'1 al 5, la part superior i la inferior també estan apagats o desactivats al mateix temps. Els dos punts també estan activats o desactivats alhora, i el mètode de conducció és una divisió horària amb una relació de polarització de 1/2, i hi ha 11 elèctrodes de segment i dos elèctrodes comuns.
figura 1)
En segon lloc, el principi de visualització de LCD
Les substàncies generals es poden dividir en gasos, líquids i sòlids. Tanmateix, les propietats d'algunes substàncies no pertanyen a aquests tres tipus. El cristall líquid és un d'ells. No és un líquid complet ni un sòlid complet. Flueix com un líquid i té cristalls sòlids. En l'estat natural, les molècules de cristall líquid es col·loquen en un Cao còlic molt fi, i les molècules de cristall líquid estan disposades en la direcció de la ranura [3]. Les pantalles LCD funcionen amb aquestes propietats de cristalls líquids. S'afegeix un material de cristall líquid entre els elèctrodes superior i inferior de la pantalla LCD, i les molècules de cristall líquid estan disposades en paral·lel i tenen rotació òptica i solen estar en estat transparent. Quan s'aplica una determinada tensió entre els elèctrodes superior i inferior, les molècules de cristall líquid es converteixen en alineació vertical i es perd la rotació òptica. Negre [4]. Per prevenir l'oxidació del cristall líquid, es requereix que el valor mitjà de DC de voltatge relatiu entre els elèctrodes LCD ha de ser zero [1], de manera que la pantalla LCD no es pot accionar només pel senyal de nivell, sinó que és impulsada per una determinada seqüència d'ona quadrada . La forma d'ona de conducció és molt particular, prenent com a exemple el mètode de divisió de temps amb una proporció de polarització de 1/2. La figura (2) mostra la forma d'ona que s'ha de produir en el segment i els elèctrodes comuns per a un determinat cop que sigui brillant o no. Com es pot veure a partir de la figura (2), la direcció de la forma d'ona de B1 i COM2, de manera que B1 és brillant; B3 està en la mateixa direcció que la forma d'ona de COM1, de manera que B3 està apagat [5]. (on B1 i B3 comparteixen un únic port SEG)
figura 2)
En general, la forma d'ona del port COM és sempre fixada. Per al mode de divisió dinàmica 1/2, les formes d'ona dels terminals COM1 i COM2 s'inverteixen. Per controlar la visualització i l'extinció de cada cop, s'ha de generar una forma d'ona adequada a l'elèctrode corresponent. La realització de la forma d'ona té les següents característiques: 1), tal com es veu en els dos elèctrodes comuns, els dos elèctrodes comuns tenen tres nivells, que són 0V, 1.5V i 3V respectivament; 2), dos elèctrodes comuns COM1 i la forma d'ona COM2 són direccionals; 3), el període de la forma d'ona de conducció de l'elèctrode comú i el codi del segment és el mateix, en què l'elèctrode comú canvia quatre vegades per cicle i el codi del segment canvia dues vegades per cicle, que és un senyal d'ona quadrada. A causa de les característiques de la forma d'ona de conducció de l'elèctrode comú, a la indústria, la major part del microcontrolador i el programari corresponent s'utilitzen per generar la forma d'ona de conducció de l'elèctrode comú i per al disseny del ASIC, si el mètode anterior és adoptada, ocupa una gran àrea de xips i augmenta el cost. Per tant, aquest article introduirà un pràctic circuit digital i analògic com un controlador LCD tipus segment.
Tercer, disseny de circuits de controlador de pantalla LCD
1. Circuits de generació de formes d'ona COM1 i COM2
Punts de disseny: tal com es descriu a la secció Principis de visualització, es fixen les formes d'ona dels dos elèctrodes comuns. Hi ha tres nivells, 0V, 1.5V, 3V, i cada cicle canvia 4 vegades. Les formes d'ona de COM1 i COM2 són Direcció. La figura (3) mostra la solució. El circuit consta d'un transistor NMOS i una porta de control de 3 estats. La freqüència de la DA és dues vegades la de d3, on el transistor NMOS està connectat a 1.5V i la porta de 3 estats s'utilitza amb 3V. Cada cicle canvia 4 vegades i hi ha 3 nivells de formes d'ona de elèctrodes comunes fixes. Per ser reconegut per l'ull humà, la freqüència de d3 és 10Hz, i la forma d'ona HSPICE generada per aquest circuit es mostra a la figura (3-1) (alimentat per un subministrament d'energia de 1,5V, la tensió de 3V es genera mitjançant un voltatge de voltatge perifèric circuit). Per aconseguir aquests requisits de disseny, a la Figura (3), W / L del tub N és 28uM / 4uM, W / L dels dos tubos P de la porta d'estat 3 és 8uM / 3uM, i W / L de les dues N-tubes són 4uM. / 3uM.
imatge 3)
Figura (3 -1)
2. Circuit de port SEG i forma d'ona
Punts tècnics: 11 pols de segment i 2 elèctrodes comuns condueixen la visualització del rellotge electrònic, i els períodes del pol del segment i l'elèctrode comú han de seguir sent els mateixos. La solució es mostra a la figura (4). La figura (4) és el circuit de la unitat del pol de segment. Es compon d'una porta XOR i un circuit de porta NO. Per tal de mantenir coherent el període de l'elèctrode i el segment comú, el senyal d'entrada d3 I d3 del circuit COM és el mateix, que és una ona quadrada periòdica amb una freqüència de 10 Hz; el senyal de D1 és generat pel circuit de descodificació, que determina la descodificació digital del rellotge electrònic, i el resultat generat és de tres tipus, alt nivell 1, nivell constant 0, ona quadrada periòdica (la freqüència és dues vegades la d3, la període és 1/2), la figura (4-1), la figura (4-2), la figura (4-3)) són les formes d'ona generades per verilog_xl corresponents als tres casos anteriors. El port SEG s'implementa amb un circuit digital, i no hi ha cap requisit per a la mida del transistor.
Figura 4)
Es pot veure des de les formes d'ona de simulació de l'elèctrode comú i l'elèctrode del segment que el circuit dissenyat compleix amb els requisits del principi de visualització de cristall líquid, l'elèctrode comú canvia quatre vegades per cicle i tres nivells diferents, i el període del comú l'elèctrode i l'elèctrode del segment es mantenen consistents. Per fer que un cop sigui brillant o no, els ports segment (SEG) i (COM) han de satisfer una determinada relació. La relació es mostra a la taula següent: quan el port SEG i el port COM1 s'inverteixen, el segment corresponent és extremadament brillant. Quan està en fase, el segment corresponent s'extingeix extremadament.
Quart, resum
El circuit del controlador LCD introduït en aquest article es realitza completament pel maquinari, i està construït per pocs transistors. És compacte en el disseny i pot estar ben integrat en el ASIC com el circuit de conducció LCD de la pantalla LCD, el que redueix el cost i té l'avantatge competitiu en el mercat. . Això és diferent d'altres controladors LCD que s'implementen amb el maquinari i el programari del mercat. Hem integrat el mòdul de circuits del controlador LCD al xip ASIC, que ha completat la verificació, el disseny i l'enrutament FPAG, i MPW a la Xina.
