I. Visão Geral
Existem dois tipos de displays comumente usados em instrumentação. Um é um diodo emissor de luz (LED) e o outro é um mostrador de cristal líquido (LCD). Esses dois tipos de monitores são de baixo custo, de configuração flexível e fáceis de conectar com um microcomputador de chip único, enquanto o segundo possui uma corrente de unidade pequena, baixo consumo de energia, vida útil longa, fontes de boa aparência, ângulo de visão, acionamento flexível e ampla aplicação [1]. No entanto, o LCD no controle é mais complicado porque a tensão CC entre os eletrodos LCD deve ser 0 [2]. Caso contrário, o LCD será oxidado facilmente. Portanto, o LCD não pode ser controlado pelo sinal de nível simplesmente, mas a forma de onda deve ser usada. Sequência de ondas para controlar. Display LCD tem split estático e tempo
O primeiro é simples, mas requer mais linhas; o último é complicado, mas requer menos linhas, que são determinadas pela escolha do eletrodo. A seguir, um exemplo de um mostrador de cristal líquido de um relógio eletrônico. O painel de exibição é mostrado em (1). A alta da hora também está ativada ou desativada. Quando a alta do minuto está na exibição dos números de 1 a 5, a parte superior e inferior também estão ativadas ou desativadas. Os dois pontos também estão ligados ou desligados ao mesmo tempo. O método de condução é a condução dividida com um rácio de polarização de 1/2. Existem 11 eletrodos de segmento e dois eletrodos comuns.
figura 1)
Em segundo lugar, o princípio da tela LCD
Substâncias gerais podem ser divididas em gás, líquido e sólido. No entanto, as propriedades de algumas substâncias não pertencem a esses três tipos. O cristal líquido é um deles. Não é um líquido completo nem um sólido completo. Pode fluir como um líquido e tem cristais sólidos. No estado natural, as moléculas de cristal líquido são colocadas em concavidades muito finas, e as moléculas de cristal líquido são dispostas na direção das ranhuras [3]. Monitores LCD funcionam usando essas propriedades de cristais líquidos. Um material de cristal líquido é adicionado entre os eletrodos superior e inferior do display LCD. As moléculas de cristal líquido estão dispostas em paralelo e possuem atividade ótica. As moléculas de cristal líquido são geralmente transparentes. Quando uma certa tensão é aplicada entre os eletrodos superior e inferior, as moléculas do cristal líquido giram verticalmente e perdem sua rotação óptica. Preto [4]. Para evitar a oxidação do cristal líquido, é necessário que a tensão relativa média DC entre os eletrodos LCD seja zero [1], portanto, o LCD não pode ser acionado simplesmente pelo sinal de nível, mas deve ser acionado por um determinado quadrado seqüência de ondas. A forma de onda de condução é muito particular, e o método de divisão de tempo com uma relação de compensação de 1/2 é tomado como um exemplo. A figura (2) mostra a forma de onda que deve ser gerada no segmento e os eletrodos comuns para tornar um traçado brilhante ou desligado. Da figura (2) podemos ver que B1 e COM2 estão na direção da forma de onda, então B1 é brilhante; B3 e COM1 estão na mesma direção, portanto, B3 está desativado [5]. (onde B1 e B3 compartilham uma única porta SEG)
Figura 2)
Geralmente, a forma de onda da porta COM é sempre fixa. Para o modo dinâmico de divisão de 1/2 hora, as formas de onda nos lados COM1 e COM2 estão em fases opostas. Para controlar a exibição e a extinção de cada traço, as formas de onda apropriadas devem ser geradas nos eletrodos correspondentes. A realização da forma de onda tem as seguintes características: 1) Pode-se ver pelos dois eletrodos comuns que os dois eletrodos comuns possuem três níveis, que são três voltagens de 0V, 1,5V e 3V, respectivamente; 2) Dois eletrodos comuns COM1 e A forma de onda COM2 é direcional; 3) O período do eletrodo comum e do código de segmento que conduz a forma de onda é o mesmo, no qual o eletrodo comum muda a cada ciclo quatro vezes, e o código do segmento muda duas vezes em cada ciclo, que é um sinal de onda quadrada. Devido às características das formas de onda comuns dos eletrodos, na indústria, a maioria dos microcontroladores e o software correspondente são usados para gerar as formas de onda de condução dos eletrodos comuns. Para o projeto ASIC, se o método acima for usado, uma grande área de cavacos é ocupada e o número de cavacos aumenta. Custo. Portanto, este artigo apresentará um circuito analógico e digital prático como um driver de LCD segmentado.
Em terceiro lugar, design de circuito de driver de display LCD
1. circuito de geração de formas de onda COM1 e COM2
Pontos de design: Conforme descrito na seção Princípios de exibição, as formas de onda dos dois eletrodos comuns são fixas. Tem 3 níveis, que são 0V, 1.5V, 3V, e cada ciclo muda 4 vezes. As formas de onda de COM1 e COM2 são direcionais. A figura (3) mostra a solução. O circuito é composto por um transistor NMOS e um gate de controle de 3 estados. A frequência de DA é 2 vezes a de d3. O tubo NMOS é conectado a 1.5V e o gate de 3 estados é configurado para 3V. Isso pode gerar Cada ciclo muda 4 vezes, existem 3 níveis de formas de onda de eletrodo comum fixo. Para ser reconhecido pelo olho humano, a frequência de d3 é de 10 Hz. A forma de onda HSPICE gerada por este circuito é mostrada em (3-1) (usando uma fonte de alimentação de 1,5V e uma voltagem de 3V gerada por um circuito duplicador de voltagem periférica). Para alcançar este requisito de projeto, na Figura (3), o W / L do tubo N é 28uM / 4uM, o W / L dos dois tubos P da porta de 3 estados é 8uM / 3uM e o W / L dos dois tubos N é 4uM / 3uM.
imagem 3)
Figura (3 -1)
2. Circuito de boca SEG e forma de onda
Ponto técnico: 11 segmentos e 2 eletrodos comuns acionam a exibição do relógio eletrônico, e o segmento e os ciclos de eletrodos comuns devem permanecer os mesmos. A solução é mostrada na figura (4). A figura (4) é um circuito de acionamento de segmento que consiste em uma porta XOR e uma porta NOT. A fim manter o ciclo comum do elétrodo e do segmento consistente, o sinal de entrada d3 e d3 no circuito COM é o mesmo sinal, é uma onda quadrada periódica com freqüência de 10Hz; O sinal de D1 é produzido pelo circuito de decodificação, ele decide que a tabela eletrônica revela a decodificação digital, o resultado produzido por três tipos, constante é nível alto 1, nível constante 0, onda quadrada periódica (2 vezes a freqüência de d3, período é 1/2), Fig. 4-1, Fig. 4-2, Fig. 4-3) Estas são as formas de onda geradas por verilog_xl correspondentes aos três casos acima. A porta SEG é implementada usando circuitos digitais e não há necessidade de tamanho do transistor.
Figura 4)
Das formas de onda de simulação do eletrodo comum e do eletrodo de código de segmento, pode ser visto que o circuito projetado atende aos requisitos do princípio de display de cristal líquido, o eletrodo comum muda 4 vezes por ciclo e 3 níveis diferentes, e o período do ciclo o eletrodo comum e o eletrodo de segmento devem ser consistentes Para tornar um traçado brilhante ou desligado, as portas SEG e (COM) devem satisfazer um determinado relacionamento. A relação é mostrada na seguinte tabela: Quando a porta SEG e a porta COM1 estão invertidas, o segmento correspondente é extremamente brilhante. Quando em fase, o segmento correspondente é extinto.
Quatro, resumo
O circuito de condução do LCD introduzido neste artigo é completamente implementado pelo hardware e é construído por poucos transistores. O design é requintado. Pode ser bem integrado no circuito integrado específico da aplicação. Como o LCD do circuito de condução do LCD, isso reduz o custo e tem uma vantagem competitiva no mercado. . Isso é diferente de outras implementações de hardware e software da unidade de LCD no mercado. Nós integramos o módulo do circuito do acionador LCD em um chip de cafeteira ASIC. O chip já concluiu a verificação, posicionamento e roteamento do FPAG e realiza o MPW em Xangai.
