I. Überblick
Es gibt zwei Arten von Anzeigen, die üblicherweise in der Instrumentierung verwendet werden. Eine ist eine Leuchtdiode (LED) und die andere ist eine Flüssigkristallanzeige (LCD). Diese zwei Arten von Anzeigen sind kostengünstig, flexibel in der Konfiguration und leicht mit einem Ein-Chip-Mikrocomputer zu verbinden, während der letztere einen kleinen Treiberstrom, einen geringen Stromverbrauch, eine lange Lebensdauer, gut aussehende Schriftarten, eine klare Anzeige, große Abmessungen aufweist Betrachtungswinkel, flexibler Antrieb und breite Anwendung [1]. Die LCD-Anzeige an der Steuerung ist jedoch komplizierter, da die DC-Spannung zwischen den LCD-Elektroden 0 sein muss [2]. Ansonsten wird das LCD leicht oxidiert. Daher kann das LCD nicht einfach durch das Pegelsignal gesteuert werden, sondern die Wellenform muss verwendet werden. Wave-Sequenz zur Kontrolle. LCD-Display hat sowohl statische als auch Zeitaufteilung
Ersteres ist einfach, erfordert aber mehr Linien; Letzteres ist kompliziert, erfordert jedoch weniger Leitungen, die durch die Wahl der Elektrodenleitung bestimmt sind. Das Folgende ist ein Beispiel einer Flüssigkristallanzeige einer elektronischen Uhr. Das Display wird in (1) angezeigt. Das Hoch der Stunde ist auch aus oder an. Wenn das Hoch der Minute auf dem Display der Nummern 1 bis 5 angezeigt wird, sind oben und unten ebenfalls aus- oder eingeschaltet. Die zwei Punktpunkte sind gleichzeitig ein- oder ausgeschaltet. Das Ansteuerverfahren ist Split-Treiben mit einem Vorspannungsverhältnis von 1/2. Es gibt 11 Segmentelektroden und zwei gemeinsame Elektroden.
Abbildung 1)
Zweitens, LCD-Display-Prinzip
Allgemeine Substanzen können in Gas, Flüssigkeit und Feststoff unterteilt werden. Die Eigenschaften einiger Substanzen gehören jedoch nicht zu diesen drei Arten. Flüssigkristall ist einer von ihnen. Es ist keine vollständige Flüssigkeit, noch ein vollständiger Körper. Es kann wie eine Flüssigkeit fließen und hat feste Kristalle. Im natürlichen Zustand sind die Flüssigkristallmoleküle in sehr feinen Konkavitäten angeordnet, und die Flüssigkristallmoleküle sind in der Richtung der Rillen angeordnet [3]. LCD-Monitore arbeiten mit diesen Eigenschaften von Flüssigkristallen. Ein Flüssigkristallmaterial wird zwischen der oberen und der unteren Elektrode der LCD-Anzeige hinzugefügt. Die Flüssigkristallmoleküle sind parallel angeordnet und haben optische Aktivität. Die Flüssigkristallmoleküle sind normalerweise transparent. Wenn eine bestimmte Spannung zwischen der oberen und der unteren Elektrode angelegt wird, drehen sich die Flüssigkristallmoleküle vertikal und verlieren ihre optische Drehung. Schwarz [4]. Um zu verhindern, dass der Flüssigkristall oxidiert, ist es erforderlich, dass die relative Spannung DC Durchschnitt zwischen den LCD-Elektroden Null sein muss [1], so dass die LCD nicht einfach durch das Pegelsignal angesteuert werden kann, sondern durch ein bestimmtes Quadrat angesteuert werden muss Wellenfolge. Die Ansteuerwellenform ist sehr speziell, und das Zeitmultiplexverfahren mit einem Offset-Verhältnis von 1/2 wird als ein Beispiel genommen. Abbildung (2) zeigt die Wellenform, die auf dem Segment und den gemeinsamen Elektroden erzeugt werden sollte, um einen Strich hell oder aus zu machen. Aus Abbildung (2) können wir sehen, dass B1 und COM2 in der Wellenformrichtung sind, also B1 ist hell; B3 und COM1 sind in der gleichen Richtung, also ist B3 ausgeschaltet [5]. (wo B1 und B3 einen einzigen SEG-Port teilen)
Figur 2)
Im Allgemeinen ist die Wellenform des COM-Anschlusses immer fest. Für den dynamischen 1/2-Stunden-Divisionsmodus sind die Wellenformen an den COM1- und COM2-Seiten in entgegengesetzten Phasen. Um die Anzeige und das Löschen jedes Strichs zu steuern, müssen entsprechende Wellenformen an den entsprechenden Elektroden erzeugt werden. Die Realisierung der Wellenform hat die folgenden Eigenschaften: 1) Aus den zwei gemeinsamen Elektroden ist ersichtlich, dass die zwei gemeinsamen Elektroden drei Niveaus haben, die drei Spannungen von 0 V, 1,5 V bzw. 3 V sind; 2) Zwei gemeinsame Elektroden COM1 und Die COM2-Wellenform ist gerichtet; 3) Die Periode der Ansteuerwellenform der gemeinsamen Elektrode und des Segmentcodes ist dieselbe, in der sich die gemeinsame Elektrode jeden Zyklus vier Mal ändert, und der Segmentcode ändert sich zweimal in jedem Zyklus, was ein Rechteckwellensignal ist. Aufgrund der Charakteristiken gemeinsamer Elektrodenansteuerungswellenformen werden in der Industrie die meisten Mikrocontroller und die entsprechende Software verwendet, um die gemeinsamen Elektrodenansteuerungswellenformen zu erzeugen. Für das ASIC-Design wird, wenn das obige Verfahren verwendet wird, eine große Chipfläche belegt und die Anzahl der Chips erhöht. Kosten. Daher wird in diesem Artikel eine praktische digitale und analoge Schaltung als segmentierter LCD-Treiber vorgestellt.
Drittens, LCD-Bildschirm Treiberschaltung Design
1. COM1 und COM2 Wellenformgeneratorschaltung
Designpunkte: Wie im Abschnitt "Anzeigeprinzip" beschrieben, sind die Wellenformen der beiden gemeinsamen Elektroden fest eingestellt. Es hat 3 Stufen, die 0V, 1,5V, 3V sind, und jeder Zyklus ändert sich 4 mal. Die Wellenformen von COM1 und COM2 sind gerichtet. Abbildung (3) zeigt die Lösung. Die Schaltung besteht aus einem NMOS-Transistor und einem 3-Zustands-Steuergate. Die Frequenz von DA ist zweimal so groß wie die von d3. Die NMOS-Röhre ist mit 1,5 V verbunden und das 3-Zustands-Gate ist auf 3 V eingestellt. Dies kann dazu führen, dass sich jeder Zyklus 4 Mal ändert, es gibt 3 Pegel von festen gemeinsamen Elektrodenwellenformen. Um vom menschlichen Auge erkannt zu werden, beträgt die Frequenz von d3 10 Hz. Die HSPICE-Wellenform, die von dieser Schaltung erzeugt wird, ist in (3-1) gezeigt (unter Verwendung einer 1,5 V-Stromversorgung und einer 3 V-Spannung, die durch eine periphere Spannungsverdopplerschaltung erzeugt wird). Um diese Design-Anforderung zu erfüllen, ist in Fig. (3) das W / L der N-Röhre 28 uM / 4 uM, das W / L der zwei P-Röhren der Drei-Zustands-Schranke ist 8 uM / 3 uM und die W / L der beiden N-Röhren beträgt 4 μM / 3 μM.
Bild 3)
Abbildung (3 -1)
2. SEG Mundkreis und Wellenform
Technischer Punkt: 11 Segmente und 2 gemeinsame Elektroden treiben das Display der elektronischen Uhr an, und der Segment- und der gemeinsame Elektrodenzyklus müssen gleich bleiben. Die Lösung ist in Abbildung (4) dargestellt. Fig. 4 ist eine Segmenttreiberschaltung, die aus einem XOR-Gatter und einem NICHT-Gatter besteht. Um den gemeinsamen Elektroden- und Segmentzyklus konsistent zu halten, ist das Eingangssignal d3 und d3 in der COM-Schaltung das gleiche Signal, es ist ein periodisches Rechtecksignal mit einer Frequenz von 10 Hz; Das Signal von D1 wird durch die Dekodierschaltung erzeugt, es entscheidet, dass die elektronische Tabelle die digitale Dekodierung enthüllt, das Ergebnis wird durch drei Typen erzeugt, konstant ist Hochpegel 1, Konstantpegel 0, periodische Rechteckwelle (2 mal die Frequenz von d3, Periode ist 1/2), Fig. 4-1, Fig. 4-2, Fig. 4-3) Dies sind die Wellenformen, die durch Verilog_xl entsprechend den obigen drei Fällen erzeugt werden. Der SEG-Port wird unter Verwendung digitaler Schaltungen implementiert, und es ist keine Transistorgröße erforderlich.
Figur 4)
Aus den Simulationswellenformen der gemeinsamen Elektrode und der Segmentcodeelektrode ist ersichtlich, dass die entworfene Schaltung die Anforderungen des Flüssigkristallanzeigeprinzips erfüllt, die gemeinsame Elektrode 4 mal pro Zyklus und 3 verschiedene Pegel ändert, und die Periode der gemeinsame Elektrode und Segmentelektrode müssen konsistent sein Damit ein Strich hell oder aus ist, müssen die SEG- und (COM) -Ports eine bestimmte Beziehung erfüllen. Die Beziehung ist in der folgenden Tabelle dargestellt: Wenn der SEG-Port und der COM1-Port invertiert sind, ist das entsprechende Segment extrem hell. In der Phase ist das entsprechende Segment erloschen.
Vier, Zusammenfassung
Die in diesem Artikel vorgestellte LCD-Treiberschaltung ist vollständig durch Hardware implementiert und besteht aus sehr wenigen Transistoren. Das Design ist exquisit. Es kann gut in die anwendungsspezifische integrierte Schaltung integriert werden. Als LCD-Treiberschaltung LCD reduziert dies die Kosten und hat einen Wettbewerbsvorteil auf dem Markt. . Dies unterscheidet sich von anderen Hardware- und Software-Implementierungen des LCD-Laufwerks auf dem Markt. Wir haben das LCD-Treiberschaltungsmodul in einen ASIC-Kaffeemaschinenchip integriert. Der Chip hat die FPAG Verifizierung und Platzierung und Routing bereits abgeschlossen und führt MPW in Shanghai durch.
