I. Översikt
Det finns två typer av bildskärmar som vanligtvis används i instrumentering. En är en lysdiod (LED) och den andra är en LCD-skärm (LCD). Dessa två typer av bildskärmar är billiga, flexibla i konfiguration och lätt att koppla ihop med en mikrofon med en chip, medan den senare har en liten drivström, låg strömförbrukning, lång livslängd, snygga teckensnitt, tydlig skärm, stor visningsvinkel, flexibel enhet och bred applikation [1]. LCD-skärmen på kontrollen är dock mer komplicerad eftersom likspänningen mellan LCD-elektroderna måste vara 0 [2]. Annars blir LCD-skärmen lätt oxiderad. Därför kan LCD-skärmen inte styras av nivånsignalen utan vågformen måste användas. Vågsekvens att styra. LCD-skärmen har både statisk och tidsuppdelad
Den förra är enkel, men kräver fler linjer; Den senare är komplicerad, men kräver färre linjer, som bestäms av valet av elektrodledare. Följande är ett exempel på en flytande kristalldisplay av en elektronisk klocka. Displaypanelen visas i (1). Den höga timmen är också av eller på. När minutens högsta nivå är på displayen med siffrorna 1 till 5 är både topp och botten av eller på. De två punkterna är också på eller av samtidigt. Körningsmetoden är delad körning med ett biasförhållande på 1/2. Det finns 11 segmentelektroder och två vanliga elektroder.
Figur 1)
För det andra, LCD-skärmprincipen
Allmänna ämnen kan delas upp i gas, flytande och fast. Egenskaperna hos vissa ämnen hör emellertid inte av dessa tre typer. Vätskekristall är en av dem. Det är inte en komplett vätska eller en komplett fast substans. Det kan strömma som en vätska och har fasta kristaller. I det naturliga tillståndet placeras flytande kristallmolekylerna i mycket fina konkaviteter, och flytande kristallmolekylerna är anordnade i spårens riktning [3]. LCD-skärmar arbetar med att använda dessa egenskaper för flytande kristaller. Ett flytande kristallmaterial läggs till mellan LCD-skärmens övre och nedre elektrod. Vätskekristallmolekylerna är anordnade parallellt och har optisk aktivitet. Vätskekristallmolekylerna är vanligtvis transparenta. När en viss spänning appliceras mellan de övre och nedre elektroderna, vrids de flytande kristallmolekylerna vertikalt och förlorar sin optiska rotation. Svart [4]. För att förhindra att vätskekristallet oxideras krävs det att det relativa spännings-DC-genomsnittet mellan LCD-elektroderna måste vara noll [1], så att LCD-skärmen inte kan drivas av nivånsignalen helt enkelt utan måste drivas av en viss kvadrat vågsekvensen. Drivvågformen är mycket speciell, och tidsdelningsmetoden med ett förskjutningsförhållande på 1/2 är taget som ett exempel. Figur (2) visar vågformen som ska genereras på segmentet och vanliga elektroder för att göra en stroke lysande eller avstängd. Från figur (2) kan vi se att B1 och COM2 ligger i vågformriktningen, så B1 är ljus; B3 och COM1 ligger i samma riktning, så B3 är avstängd [5]. (där B1 och B3 delar en enda SEG-port)
figur 2)
I allmänhet är vågformen för COM-porten alltid fast. För det dynamiska 1/2-timmars delningsläget ligger vågformerna på COM1- och COM2-sidorna i motsatta faser. För att styra visning och släckning av varje stroke måste lämpliga vågformer genereras på motsvarande elektroder. Förverkligandet av vågformen har följande egenskaper: 1) Det kan ses från de två vanliga elektroderna att de två gemensamma elektroderna har tre nivåer, vilka är tre spänningar av OV, 1,5V respektive 3V; 2) Två vanliga elektroder COM1 och COM2-vågformen är riktiga; 3) Perioden för den gemensamma elektroden och segmentkodsvågformen är densamma, i vilken den gemensamma elektroden ändrar varje cykel fyra gånger och segmentkoden ändras två gånger varje cykel, vilket är en kvadratvågsignal. På grund av egenskaperna hos vanliga elektrodkörningsvågformer, i industrin används de flesta mikrokontrollerna och motsvarande mjukvara för att generera de gemensamma elektrodkörningsvågformerna. För ASIC-konstruktionen, om ovanstående metod används, upptar en stor chiparea och antalet chips ökar. Kosta. Därför introducerar denna artikel en praktisk digital och analog krets som en segmenterad LCD-drivrutin.
Tredje LCD-bildskärmsdrivrutinskretsdesign
1. COM1 och COM2 vågformgenereringskrets
Designpunkter: Som beskrivs i avsnittet Skärprinciper fixeras vågformerna hos de två vanliga elektroderna. Den har 3 nivåer, som är 0V, 1,5V, 3V, och varje cykel ändras 4 gånger. Vågformerna för COM1 och COM2 är riktiga. Figur (3) visar lösningen. Kretskortet består av en NMOS-transistor och en 3-statig kontrollport. Frekvensen av DA är 2 gånger den för d3. NMOS-röret är anslutet till 1,5V och 3-tillståndsporten är inställd på 3V. Detta kan generera Varje cykel förändras 4 gånger, det finns 3 nivåer av fasta gemensamma elektrodvågformer. För att kunna erkännas av det mänskliga ögat är frekvensen av d3 10 Hz. HSPICE-vågformen som genereras av denna krets visas i (3-1) (med en 1,5 V-strömförsörjning och en 3V-spänning som genereras av en kringspänningsdubblerkrets). För att uppnå detta konstruktionsbehov, i figur 3, är N-rörets W / L 28uM / 4uM, W / L för de två P-rören i 3-tillståndsporten är 8uM / 3uM och W / L av de två N-rören är 4uM / 3uM.
bild 3)
Figur (3-1)
2. SEG-munkrets och vågform
Teknisk punkt: 11 segment och 2 vanliga elektroder driver bildskärmen på den elektroniska klockan, och segmentet och vanliga elektrodcyklerna måste förbli desamma. Lösningen visas i figur (4). Figur (4) är en segmentdrivkrets bestående av en XOR-grind och en NOT-grind. För att hålla den gemensamma elektroden och segmentcykeln konsekvent är ingångssignalen d3 och d3 i COM-kretsen den samma signalen, den är en periodisk kvadratvåg med frekvensen 10Hz; Signalen av Dl produceras av avkodningskretsen, den bestämmer att den elektroniska tabellen visar den digitala avkodningen, resultatet som produceras av tre typer, konstant är hög nivå 1, konstant nivå 0, periodisk kvadratvåg (2 gånger frekvensen av d3, period är 1/2), fig 4-1, fig 4-2, fig 4-3) Dessa är de vågformar som alstras av verilog_xl motsvarande de ovan nämnda tre fallen. SEG-porten implementeras med digitala kretsar och det finns inget krav på transistorstorlek.
Figur 4)
Från simuleringsvågformerna hos den gemensamma elektroden och segmentkodelektroden kan man se att den konstruerade kretsen uppfyller kraven i principen för flytande kristalldisplay, den gemensamma elektroden ändras 4 gånger per cykel och 3 olika nivåer och perioden för gemensam elektrod och segmentelektroden måste vara konsekvent För att göra en stroke ljus eller släckt måste SEG- och COM-portarna uppfylla ett visst förhållande. Relationen är som visas i följande tabell: När SEG-porten och COM1-porten är inverterade är motsvarande segment extremt ljus. När i fas släpps motsvarande segment ut.
Fyra, sammanfattning
LCD-körkretsen som introduceras i denna artikel är helt implementerad av hårdvara, och den är konstruerad av väldigt få transistorer. Designen är utsökt. Den kan integreras väl i den applikationsspecifika integrerade kretsen. Som LCD-skärmens körkrets LCD, minskar detta kostnaderna och har en konkurrensfördel på marknaden. . Detta skiljer sig från andra hårdvaru- och mjukvaruimplementeringar av LCD-enheten på marknaden. Vi har integrerat LCD-drivkretsmodulen i en ASIC-kaffebryggare. Chipet har redan slutfört FPAG verifiering och placering och routing, och utför MPW i Shanghai.
