I. Genel Bakış
Enstrümantasyonda yaygın olarak kullanılan iki tip ekran vardır, biri ışık yayan diyottur (LED), diğeri ise likit kristal ekrandır (LCD). İki ekran düşük maliyetlidir, konfigürasyonda esnek ve tek bir çipli mikrobilgisayar ile arayüze uygundur ve ikincisi düşük sürüş akımına, düşük güç tüketimine, uzun ömürlü, güzel font şekline, net ekrana, geniş görüş açısına, esnek sürüşe sahiptir mod ve geniş uygulama [1]. Bununla birlikte, LCD, kontrolde daha karmaşıktır, çünkü LCD elektrotlar arasındaki göreceli voltaj DC ortalama değeri 0 olmalıdır [2], aksi takdirde LCD, oksitlenebilir, böylece LCD sadece seviye sinyaliyle kontrol edilemez, ancak kesin dalga formu kullanılır. Kontrol edilecek dalga sırası. LCD ekran statik ve zaman bölmeli
Birincisi basit, ancak daha fazla çizgi gerektirir; İkincisi karmaşıktır, ancak daha az çizgi gereklidir. Bu iki yöntem elektrot uçlarının seçimi ile belirlenir. Elektronik saatin likit kristal ekranının bir örnek olarak alınması, ekran panelinin (1) 'de gösterildiği gibi olduğu ve saatin yüksekte ya da aynı zamanda açık olduğu görülmektedir. Dijital 1 ila 5'de dakika yüksek olduğunda, üst ve alt da aynı anda kapalı veya açıktır. İki nokta noktası aynı zamanda açılıp kapatılır ve sürüş metodu 1/2 bias oranı ile süren bir zaman dilimi ve 11 segment elektrodu ve iki ortak elektrot vardır.
Şekil 1)
İkincisi, LCD ekran ilkesi
Genel maddeler gazlara, sıvılara ve katılara ayrılabilir. Bununla birlikte, bazı maddelerin özellikleri bu üç türe ait değildir. Sıvı kristal bunlardan biridir. Tam bir sıvı ya da tam bir katı değildir. Bir sıvı gibi akar ve katı kristalleri vardır. Doğal durumda, sıvı kristal molekülleri çok ince bir içbükey Cao'ya yerleştirilir ve sıvı kristal molekülleri oluğun [3] yönünde düzenlenir. LCD ekranlar, bu sıvı kristallerin özellikleriyle çalışır. LCD ekranın üst ve alt elektrotları arasına bir sıvı kristal malzeme eklenir ve sıvı kristal molekülleri paralel olarak düzenlenir ve optik rotasyona sahiptir ve genellikle saydam bir halde bulunurlar. Üst ve alt elektrotlar arasında belirli bir voltaj uygulandığında, sıvı kristal molekülleri dikey hizalamaya getirilir ve optik rotasyon kaybolur. Siyah [4]. Sıvı kristal oksidasyonu önlemek için, LCD elektrotlar arasındaki göreceli voltaj DC ortalama değerinin sıfır olması gerekir [1], böylece LCD basitçe seviye sinyaliyle çalıştırılamaz, ancak belirli bir kare dalga dizisi tarafından çalıştırılır. . Sürüş dalga şekli çok özeldir ve zaman bölme yöntemini örnek olarak 1/2 bias oranıyla alır. Şekil (2), belirli bir inme için segmentte ve ortak elektrotlarda üretilmesi gereken dalga şeklinin parlak olup olmadığını göstermektedir. Şekil (2) 'de görüldüğü gibi, B1 ve COM2'nin dalga şekli yönü, dolayısıyla B1 parlaktır; B3, COM1'in dalga formuyla aynı yönde, yani B3 kapalıdır [5]. (B1 ve B3'ün tek bir SEG portunu paylaştığı yer)
şekil 2)
Genellikle COM portunun dalga formu her zaman sabittir. Dinamik 1/2 zaman bölme modu için, COM1 ve COM2 terminallerinin dalga şekilleri tersine çevrilir. Her vuruşun göstergesini ve yok edilmesini kontrol etmek için, ilgili elektrotta uygun bir dalga formu oluşturulmalıdır. Dalga şeklinin gerçekleştirilmesi aşağıdaki özelliklere sahiptir: 1), iki ortak elektrotta görüldüğü gibi, iki ortak elektrot, sırasıyla 0V, 1.5V ve 3V olan üç seviyeye sahiptir; 2), iki ortak elektrot COM1 ve COM2 dalga formu yönlüdür; 3), ortak elektrodun ve dalga segmentinin sürüş dalga formunun süresi aynıdır, burada ortak elektrot, döngü başına dört kez değişir ve segment kodu, kare dalga sinyali olan, döngü başına iki kez değişir. Ortak elektrotun sürüş dalga formunun özellikleri nedeniyle, endüstride, mikrodenetleyicinin çoğu ve karşılık gelen yazılım, ortak elektrotun tahrik dalga formunu üretmek için ve ASIC'nin tasarımı için, yukarıdaki yöntem ise, kullanılır. benimsendi, büyük bir çip alanı kaplıyor ve maliyeti artırıyor. Bu nedenle, bu makale segment tipi bir LCD sürücüsü olarak pratik bir dijital ve analog devre sunacak.
Üçüncü olarak, LCD ekran sürücüsü devre tasarımı
1. COM1 ve COM2 dalga şekli üretim devreleri
Tasarım noktaları: Ekran İlkeleri bölümünde açıklandığı gibi, iki ortak elektrotun dalga şekilleri sabittir. Üç seviye vardır, 0V, 1,5V, 3V ve her döngü 4 kez değişir. COM1 ve COM2'nin dalga şekilleri Yöndür. Şekil (3) çözümü göstermektedir. Devre bir NMOS transistör ve 3-durumlu kontrol geçidinden oluşur. DA'nın frekansı, NMOS transistörünün 1.5V'a bağlandığı ve 3-durumlu geçidin 3V ile kullanıldığı d3'ün iki katıdır. Her döngü 4 kez değişir ve 3 ortak sabit elektrot dalga formu seviyesi vardır. İnsan gözüyle tanınabilmesi için d3'ün frekansı 10Hz'dir ve bu devre tarafından üretilen HSPICE dalga formu Şekil (3-1) 'de gösterilmiştir (1.5V güç kaynağı ile beslenir, 3V voltajı çevre voltajı katlayıcı tarafından oluşturulur. devre). Bu tasarım gerekliliklerini elde etmek için, Şekil 3'de, N-borunun W / L'si 28uM / 4uM, 3-durumlu kapının iki P-tüpünün W / L'si 8uM / 3uM ve W / L'dir. iki N-tüp 4uM'dir. / 3um.
görüntü 3)
Şekil (3 -1)
2. SEG portu devresi ve dalga şekli
Teknik noktalar: 11 segment direk ve 2 ortak elektrot, elektronik saatin ekranını birlikte hareket ettirir ve segment direği ve ortak elektrot periyotları aynı kalmalıdır. Çözelti, Şekil (4) 'de gösterilmiştir. Şekil (4), segment kutup tahrik devresidir. Bir XOR kapısı ve bir NOT kapısı devresinden oluşmaktadır. Ortak elektrot ve segment periyodunu tutarlı tutmak için COM devresindeki d3 ve d3 giriş sinyali aynı sinyaldir; bu, 10 Hz'lik bir frekansa sahip periyodik bir kare dalgadır; D1 sinyali, elektronik saatin dijital kod çözücüsünü belirleyen kod çözme devresi tarafından üretilir ve üretilen sonuç üç tiptir, Yüksek seviye 1, sabit seviye 0, periyodik kare dalga (frekans, d3'ün iki katıdır, periyot 1/2), Şekil (4-1), Şekil (4-2), Şekil (4-3)), yukarıdaki üç olguya karşılık gelen verilog_xl tarafından üretilen dalga formlarıdır. SEG portu bir dijital devre ile uygulanır ve transistörün büyüklüğü için herhangi bir gereksinim yoktur.
Şekil 4)
Ortak elektrot ve segment elektrotun simülasyon dalga formlarından, tasarlanan devrenin sıvı kristal ekran ilkesinin gereksinimlerine uygun olduğu, ortak elektrotun döngü başına dört kez ve üç farklı seviyede değiştiği ve ortak periyodun görüldüğü elektrot ve segment elektrot tutarlı tutulur. Bir konturun parlak olmasını sağlamak için segment (SEG) ve (COM) portları belirli bir ilişkiyi sağlamalıdır. İlişki, aşağıdaki tabloda gösterildiği gibidir: SEG bağlantı noktası ve COM1 bağlantı noktası ters çevrildiğinde, ilgili bölüm son derece parlaktır. Fazdayken, ilgili segment aşırı derecede söndürülür.
Dördüncü, özet
Bu makalede tanıtılan LCD sürücü devresi donanım tarafından tamamen gerçekleştirilmiştir ve birkaç transistör tarafından üretilmiştir. Kompakt bir tasarıma sahiptir ve LCD'nin sürüş devresi LCD'si olarak ASIC'de iyi bir şekilde entegre edilebilir, bu da maliyeti düşürür ve pazardaki rekabet avantajına sahiptir. . Bu, piyasadaki donanım ve yazılım tarafından uygulanan diğer LCD sürücülerden farklıdır. LCD sürücü devre modülünü, FPAG doğrulama, düzen ve yönlendirme ve Çin'de MPW'yi tamamlayan ASIC kahve makinesi çipine entegre ettik.
